Автономная электроэнергетическая установка

 

АВТОНОМНАЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА, содержащая приводной двигатель, на валу которого установлен генератор постоянного тока, якорные обмотки которого связаны с измерительным шунтом и образуют (плюсовой и минусовой выводы установки, вспомогательный источник переменного тока, соединенный с входом мостового выпрямителя, комбинированный угольный регулятор напряжения с рабочей обмоткой и обмоткой параллельной работы, причем рабочая обмотка соединена последовательно с первым регулировочным резистором и подключена параллельно выводам мостового выпрямителя, обмотка параллельной работы подключена к выводам измерительного шунта, угольный столб регулятора нгшряжения одним выводом соединен с плюсом мостового выпрямителя, а другим выводом - с одним из выводов обмотки возбуждения, диод и второй регулировочный резистор , отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, второй вывод обмотки возбуждения ге- § нератора через второй регулировоч (Л ный резистор соединен с минусом мостового выпрямителя ,плюс мостового выпрямителя соединен с катодом диода, анод которого соединен с плЮдсовым выводом установки, при этом рабочая обмотка и обмотка параллельной работы включены встречно одна относительно другой. со ю О1 СХ) л

союз советсних социАлистичесних

РЕСПУБЛИН

3(Ц) Н 02 Р 9/04

ГОсудАРстВенный номитет сссР по делАм изоБРетений и ОтнРытий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3299298/24-07 (22) 08.06.81 (46) 30.07.83. Вюл.928 (72) K.È. Юдин, В.П. Степаненко, Н.Г. Попович, С.Ф. Дробязко, Э.П.Путилов, A ° È. Чабанов, A.Â. Накалов, В.A. Литвинов, С.М. Пересада и Е.И. Карпиловский (53) 629.7.621.811(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 318133, кл. Н 02 Р 9/06, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

9320005, кл. Н 02 P 9/04, 1971.

3. Авторское свидетельство СССР

9 905976, кл. Н 02 Р 9/04, 1981. (54 ) (57 ) АВТОНОМНАЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА, содержащая приводной двигатель, на валу которого установлен генератор постоянного тока, якорные обмотки которого связаны с измерительным шунтом и образуют

;"плюсовой" и "минусовой" выводы ,,установки, вспомогательный источник переменного тока, соединенный с входом мостового выпрямителя, ком„,SU„„1032586 А биннрованный угольный регулятор напряжения с рабочей обмоткой и обмоткой параллельной работы, причем рабочая обмотка соединена последовательно с первым регулировочным резистором и подключена параллельно выводам мостового выпрямителя, обмотка параллельной работы подключена к выводам измерительного шунта, угольный столб регулятора напряжения одним выводом соединен с "плюсом" мостового выпрямителя, а другим выводом — с одним иэ выводов обмотки возбуждения, диод и второй регулировочный резистор, отличающаяся тем, что, с целью повьааения надежности, второй вывод обмотки возбуждения ге- е

С нератора через второй регулировочный резистор соединен с "минусом" мостового выпрямителя,"плюс" мостового выпрямителя соединен с катодом диода, анод которого соединен с "плю;, совым" выводом установки, при этом Я рабочая обмотка и обмотка параллельной работы включены встречно одна относительно другой.

103258б

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано как автономный источник питания со стабилизированным напряжением постоянного тока, преимущественно как наземный авиационный источник электроэнергии.

Известно устройство, содержащее генератор постоянного тока, приводимый от двигателя внутреннего сгорания, угольный регулятор напряжения

И угольный регулятор тока, полупроводниковые диоды, резисторы, тахогеНератор и генератор-усилитель Г1 3.

Недостатком этого устройства является его сложность, пониженная надежность из-за применения вспомогательных вращающихся генераторов, йриводимых от двигателя внутреннего сгорания, а также использование двух угольных регуляторов.

Известно также устройство для автоматического управления автономной электроэнергетической установкой, содержащее генератор постоянного тока, приводимый от двигателя внутреннего сгорания, комбинированный уголь- 25 ный регулятор напряжения, тока и мощности с электромагнитным приводом, тахогенератор, генератор-усилитель

I диоды и резисторы (23.

Недостатком данного устройства является сложность и пониженная надежность вследствие применения в схеме вспомогательных машин - тахогенератора и усилителя, приводимых дви-гателем внутреннего сгорания. Кроме того, из-за использования для формирования участков постоянства напряжения, мощности и тока внешней характеристики генератора только одной рабочей обмотки угольного регулятора требуются значительное падение напря- 40 .жения на участке силовой цепи генератора, что достигается введением в силовую цепь дополнительных термостабильных шунтов или использованием специального усилителя. 45

Наиболее близкой к предлагаемой является автономная электроэнергетическая установка, содержащая приводной двигатель, на валу которого установлен генератор постоянного тока, якорные обмотки которого через измерительный шунт связаны с "плюсовым" и "минусовым" выводами источника питания, обмотка возбуждения генератора включена между "плюсовым" и "минусовым" выводами генератора через угольный столб комбинированного угольного регулятора, на управляющем электромагните которого расположены рабочая обмотка и обмотка для параллельной 60 работы, которая подключена к измерительному шунту, и вспомогательный источник переменного тока, выход которого подключен к выпрямительному мосту (3 J. 65

Недостатком известного автономного источника питания постоянного тока является невозможность использования его в период предполетного обслуживания летательных аппаратов из-за понижения напряжения в результате увеличения тока нагрузки, а также ненадежная работа защиты при коротких замыканиях.

Цель изобретения — повышение надежности за счет формирования соответствующей внешней характеристики генератора, обеспечивающей постоянство напряжения на борту летательного аппарата, ограничение тока и мощности при переключении на вторую ступень при ступенчатом пуске авиадвигателя и обеспечение максимальной защиты при коротких замыканиях.

Поставленная цель достигается тем, что автономная электроэнергетическая установка, содержащая приводной двигатель, на валу которого установлен генератор постоянного тока, якорные обмотки которого связаны,с измерительным шунтом и образуют "плюсовой" и "минусовой" выводы установки, вспомогательный источник переменного тока, соединенный с входом мостового выпрямителя, комбинированный угольный регулятор напряжения с рабочей обмоткой и обмоткой параллельной работы, при= чем рабочая обмотка соединена после,цовательно с первым регулировочным рсзистором и подключена параллельно выводам мостового выпрямителя, обмотка параллельной работы подключена к выводам измерительного мунта, угольный столб регулятора напряжения одним выводом соединен с "плюсом" мостового выпрямителя, а другим выводом — с одним из выводов обмотки возбуждения, диод и второй регулировочный резистор, второй вывод обмотки возбуждения генератора через второй регулировочный резистор соединен с "минусом" мостового выпрямителя, "плюс" мостового выпрямителя соединен с катодом диода, анод которого соединен с "плюсовым" вывоцом установки, при этом рабочая обмотка и обмотка параллельной работы включены встречно одна относительно другой.

На фиг,1 представлена электрическая принципиальная схема устройства, на фиг.2 — внешняя характеристика генератора постоянного тока.

Устройство содержит генератор 1 постоянного тока с обмоткой 2 возбуждения, приводимый двигателем 3 внутреннего сгорания, угольный столб 4 комбинированного угольно -о регулятора с электромагнитным приводом и обмоткой 5 для параллельной работы, подключенный к шун"гу б в силовой цепи генератора и рабочей обмотки 7, подключенной через первый регулиравочный резистор 8 к выходньж клеммам

10 з8б выпрямительного моста 9, которые че- рез диод 10 подключены к одноименным клеммам якоря генератора 1. В цепь обмотки 2 возбуждения включен второй регулировочный резистор 11.

Обмотки 5 и 7 комбинированного угольного регулятора 4 включены встречно, одна относительно другой.

Выпрямительный мост 9 подключен к вспомогательному источнику переменного тока. 10

Устройство работает следующим образом.

Вал генератора 1 приводится во вращение двигателем внутреннего сгорания 3 с постоянной частотой враще- 15 ния. По обмотке 2 возбуждения генератора 1 протекает ток от выпрямительного моста 9, вследствие чего генератор 1 возбуждается. При напряжении на якоре генератора 1, превышающем напряжение 0 гп,на выходных клеммах выпрямительного моста 9, диод 10 открывается и по обмотке 2 возбуждения протекает ток, обусловленный напряжением генератора 1, при этом генератор возбуждается до значения U (т.A на фиг.2 ).

По рабочей обмотке 7 угольного регулятора протекает ток. Благодаря действию обмотки 7 осуществляется об- ратная отрицательная связь по напряжению генератора.

При увеличении тока нагрузки увеличивается падение напряжения на шунте 6, что вызывает рост тока в обмот- ке 5 для параллельной работы угольного: З5 регулятора. Благодаря встречному включению обмоток 5 и 7 угольного регулятора их суммарная магнитодвижущая сила Fgy -Г.г — Fg уменьшается, что приводит к некоторому уменьшеник сопротив-40 ления угольного столба-4, увеличению тока в обмотке 2 возбуждения генератора 1 и,следовательно, увеличению напряжения на клеммах якоря генератора 1, необходимого для компенсации падения напряжения в кабелях питания при росте нагрузки. Достижение током нагрузки значения г.„ (фиг.2) приводит к тому, что магнитодвижущая сила обмотки 5 для параллельной работы становится достаточной для размагничивания угольного регулятора, его пружина полностью сжимается и сопротивление угольного столба 4 становится минимальным, в результате чего напряжение на якоре генератора 1 достигает величины Q,,зависящей от значения

1 регулировочных резисторов 8 и 11 .

На фиг.2 этому режиму соответствует участок АБ.

При дальнейшем увеличении тока нагрузки, генератор 1 работает на характеристике БВ, соответствующей характеристике генератора параллельного возбуждения, и напряжение на клеммах якоря генератора 1 уменьшается, чем обеспечивается ограничение тока и мощности нагрузки до допустимого значения при переключении на вторую степень запуска.

При токе нагрузки 12(1 р, после которого ток генератора параллельного возбуждения начинает Уменьшаться (участок ДЕ на фиг.2 ), напряжение генератора 1 достигает величины О„=

=U .вследствие чего диод 10 запираетВЫпр ся йпо обмотке 2 возбуждения генератора 1 протекает ток только от выпрямительного моста 9, при этом генератор 1 работает на характеристике ВГ (фиг.2 ) соответствующей характеристи ке генератора независимого возбуждения и необходимой для обеспечения надежной максимальной защиты при коротких замыканиях.

Таким образом, предлагаемая автономная электроэнергетическая установка позволяет формировать необходимую для предполетного обслуживания летательных аппаратов и ступенчатого запуска газотурбинных двигателей внешнюю характеристику генератора постоянного тока, содержащую участок подниг4ающегося напряжения (участок AS ), обеспечивающий стабильное напряжение в период предполетного обслуживания летательных аппаратов и компенсацию падения напряжения в питающих кабелях ограниченного сечения, участок, обеспечивающий ограничение тока и улощности нагрузки до допустимого значения при переключении на вторую степень запуска (участок БВ),а также участок характеристики ВГ, необходимой для обеспечения надежной максимальной защиты при коротких замыканиях.

Указанная внешняя характеристика

1 генератора постоянного тока формируется без использования каких-либо дополнительных вращающихся элементов, что ведет к упрощению трансмиссии устройства и повышению его надежности.

1032586

,уи 1

Og

l г (Е.

ВНИИПИ Заказ 54 18/59 Т ираж 687 Подлинное

Филиал ППП "Патент", г,Ужгоро;,ул.Проектная,4