Электромашинный преобразователь постоянного тока в переменный

Авторы патента:

H02K47/02 - преобразователи переменного тока в постоянный или наоборот

ЭЛЕКТРОМАШИННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТВЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА В ПЕРЕМЕННЫЙ, содержащий двигатель постоянного тока с сериесной обмоткой возбуждения и управляющей обмоткой возбуждения, синхронный генератор с сериесной обмоткой возбуждения, управляющей обte гО мi& I МОТКОЙ возбуждения и обмоткой якоря, регулирующий орган частоты, вход которого подключен к обмотке якоря, а выход через выпрямитель подключен к управляющей обмотке возбуждения генератора , регулирующий орган напряжения , вход которого подключен к обм мотке якоря, а выход через выпрямитель подключен к управляющей обмотке возбуждения двигателя, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей , на якоре генератора расположена дополнительная обмотка, выполненная с числом пар полюсов, в нечетное число раз превышающ{ш число пар полюсов обмотки коря генератора,, в ./;-Tv качестве регулирующего органа час (Л тоты использован пьезоэлектрический, трансформатор, в качестве регулирующего органа напряжения использован пьезоэлектрический трансформатор, снабженный вторым входом, при этом g второй вход.подключен к дополнительной обмотке генератора. ut.f

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУЬЛИН (1gl (П>

M51) Н 02 К 47 02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3413123/24-07 (22) 31 ° 03 ° 82 (46) 30.01 ° 84 ° Бюл. В 4 (72) Г.Н.Утляков, В.A.Nèõååâ и А.О.Рыбаков (71) Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе (53) 621 ° 314.261(088.8) (56) 1..Основы электрооборудования летательных аппаратов.М.,"Высшая школа, 1978, с. 84-90.

2. Электроснабжение летательных аппаратов, М., Машиностроение, 1975 с. 333-335.

3. Морозовский В.Т., Синдеев И.М„

Рунов К.Д. Системы электроснабжения . летательных аппаратов. М., Машиностроение, 1973, с. 171-172. (54) (57) ЭЛЕКТРОМАШИННЫИ ПРЕОБРАЗОВА

ТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА В ПЕРЕМЕННЫИ содержащий двигатель постоянного тока с сериесной обмоткой возбуждения и управляющей обмоткой возбуждения ° синхронный генератор с сериесной обмоткой возбуждения, управляющей обмоткой возбуждения н обмоткой якоря, регулирующий орган частоты, вход которого подключен к обмотке якоря, а выход через выпрямитель подключен к управляющей обмотке возбуждения генератора, регулирующий орган напряжения, вход которого подключен к об мотке якоря, .а выход через выпрямитель подключен к управляющей обмотке возбуждения двигателя, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей, на якоре генератора расположена дополнительная обмотка, выполненная с числом пар полюсов, в нечетное число раз превышающим число пар полюсов обмотки )(коря генератора, в..-;.;Я качестве регулирующего органа частоты использован пьезоэлектрический, трансформатор, в качестве регулирующего органа напряжения использован пьезоэлектрический трансформатор, снабженный вторык входом, при этом Я второй вход подключен к дополнительной обмотке генератора.

1070663

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для стабилизации напряжения и часТоТН электромашинного преобразователя постоянного тока в переменный.

Известны электромашинные преобразователи постоянного тока в переменный, состоящие из двигателя постоянного тока, синхронного генератора, регулирующих органов напряжения и частоты, подключенные через выпрямители к управляющим обмоткам генератора и двигателя соответственно (1 и(,2 3.

Недостатками данных устройств являются плохие массогабаритные показатели, сложность, а также низкое быстродействие.

Наиболее близким к предлагаемому является электромашинный преобра- 30 зователь постоянного тока в переменный, содержащий двигатель постоянного тока, синхронный генератор,.регулирующий орган частоты, выход которого через выпрямитель подключен к уп» 25 равляющей обмотке возбуждения генератора, регулирунлций орган напряжения, выход которого через выпрямитель подключен к управляющей обмотке возбуж ;о дения двигателя ГЗ 3.

Недостатки известного устройства большая масса и габариты регулирующих органов напряжения и частоты, s качестве которых использованы магнитные усилители. кроме того, применение магнитных усилителей вызывает увеличение времени регулирования выходных .параметров преобразователя.

Цель изобретения вЂ” улучшение массогабаритных показателей электромашинного преобразователя.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве;содержащем двигатель постоянного тока с сериесной обмоткой возбуждения и управляющей обмоткой возбуждения, синхронный генератор с 45 сериесной обмоткой возбуждения, управ- ляющей обмоткой возбуждения и обмоткой якоря, регулирующий орган частом ты, вход которого подключен к обмотке якоря, а выход через выпрямитель под-50 ключей к управляющей обмотке возбуждения генератора, регулирующий орган напряжения, вход которого подключен к обмотке якоря, а выход через выпрямитель подк ен к управляющей обмот 55 ке возбуждения двигателя, на якоре генератора расположена дополнительная обмотка, выполненная с числом пар полюсов, в нечетное число раз превышаюцим число пар полюсов обмотки якоря генератора, в качестве регулирующего органа частоты использован пьезоэлектрический трансформатор, s качестве регулирующего органа напряжения использован пьезоэлектрический трансформатор, снаб- 65 женный вторым входом, при этом второй вход подключен к дополнительной обмотке генератора.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема электромашинного преобразователя; на фиг. 2 вЂ” за-. висимость выходного напряжения регулирующего органа напряжения Уз от напряжения дополнительной обмотки U4, на фиг. 3 вЂ” зависимость выходного напряжения регулирующего органа частоты U от частоты пита3 ющего напряжения И Е

Двигатель 1 подключен к сети пос> тоянного тока. На одном валу с двигателем 1 размещен синхронный генератор 2, имеющий основную обмотку 3 и дополнительную обмотку 4, расположенную в одних пазах с основной обмоткой 3 генератора 2 и выполненную по.отношению к ней на утроенное число пар полюсов. Регулирующий орган 5 частоты представляет собой пьезоэлектрический трансформатор с четырьмя пластинами, две из которых (входные) подключены к основной обмотке 3 генератора 2, а две другие (выходные) через вйпрямитель е подключены к управляющей обмотке 7 возбуждения генератора 2. Регулирующий орган 8 напряжения представляет собой пьезоэлектрический трансформатор с шестью пластинами, две из которых настроены на первую моду колебаний (частота ЭДС основной обмотки 3 генератора 2), две другие .вЂ” на третью(частота ЭДС дополнительной обмотки 4 генератора 2), а две последние вЂ” выходные, через выпрямитель 9 подключены к управляющей обмотке 10 возбуждения двигателя

Двигатель l и генератор 2 имеют серие есные обмотки 11 и 12 возбуждения соответственно.

Дополнительная обмотка 4 выполнена с числом пар полюсов в нечетное число раз, превышающим число пар полюсов основной обмотки 3 генератора

2, поэтому частота ЭДС, наводимой в дополнительной обмотке 4, будет также в нечетное число раэ выше частоты ЭДС основной обмотки 3.

Устройство работает следующим образом.

Регулирование осуществляется по перекрестной схеме, в которой регулирующий орган 5 частоты воздействует на управляющую обмотку 7 возбуждения синхронного генератора 2, а регулирующий орган 8 напряжения вЂ” на управляющую обмотку 10 возбуждения двиГателя 1. В связи с этим оба регулирующих органа участвуют в регулировании частоты и напряжения совместно.

Допустим, что нагрузка основнойобмотки 3 синхронного генератора 2

1070663

ВНИЙПИ Заказ 11700/52 ТиРаэ0 667 ПоДПисное

Филиал IIIIII "Патент, г. Ужгород, ул.Проектная, 4 уменьшилась, в результате чего уве-, личивается напряжение основной обмот" ки 3.

Напряжение дополнительной обмотки 4 генератора 2 при этом уменьшится, так как при уменьшении нагрузки основной обмотки 3 уменьшается относительное содержание третьей гармоники индукции в воздушном зазоре машины.

При подаче на входы пьезоэлектрического трансформатора 8 сигналов . различных частот от основной 3 и до ° полнительной 4 обмоток генератора 2 зависимость выходного напряжения по основной частоте от напряжения допол вительнрй обмотки 4 будет иметь вид, представленный на фиг. 2.

Поскольку выходное напряжение пьезоэлектрического трансформатора 8 после выпрямителя 9 подается на управляющую обмотку 10 возбуждения двигателя 1, то ток в ней при уменьшении нагрузки основной обмотки 3 генератора 2 увеличится, что приводит к уменьшению частоты напряжения основной обмотки 3 °

На изменение частоты реагирует регулирующий орган 5 частоты. При уменьшении частоты оснОвной обмотки

3 от значения f äî значения f выI ходное напряженйе пьезоэлектрическо- го трансформатора 5 уменьшится со . значения U, до значения U . В связи с тем, что выходное напряжение пьезоэлектрического трансформатора 5 после выпрямителя 6 подается на управляющую обмотку 7 генератора 2, то ток в ней уменьшится, что приво-. дит к уменьшению напряжения основной обмотки 3 генератора 2.

Через некоторое время регулирующие орган 8 напряжения и частоты 5, действуя одновременно, приводят сНстему в равновесие, т.е. устанавливают уровень напряжения и частоты основной обмотки 3 генератора 2, соот- ветствующие требуемому уровнй.

При изменении характера нагрузки, например при переходе с нагрузки, имеющей созЧ=1,0, к нагрузке с соз9=0 (индуктивный), вызывающего уменьшение напряжения основной обмотки 3 генератора 2, ЭДС дополнительной обмотки 4 увеличится, что приводит к уменьшению выходного напряжения пьезоэлектрического трансформатора 8, тока в управляющей обмотке 10 возбуждения двигателя 1 и увеличению частоты напряжения основной обмотки 3 генератора 2 ° В результате чего увеличивается выходное напряжение пьезоэлектрического траноформатора 5 и тока в управляющей обмотке 7 возбуждения генератора 2, 20 что приводит к увеличению выходного напряжения основной обмотки 3 генератора 2 до требуемого значения, Применение предлагаемого устрой25 ства в сравнении с прототипом позволяет снизить массу и габариты электромашинного преобразователя за счет

1 исключения из регулирующих органов,, напряжения и частоты двух магнитных

Зо усилителей и резонансного контура, Исключение магнитных усилителей пнижает постоянные времени цепей регулирования, что приводит к увеличеНию быстродействия регулирования напряжения в частоты.

Кроме того, исключение магнитных усилителей позволяет упростить технологический процесс изготовления предлагаемого устройства в целом, .а также повысить его надежность эа счет устранения намоточных операцйй, I .присущих процессу изготовления магнитных усилителей.

Электромашинный преобразователь постоянного тока в переменный

Электромеханический преобразователь тока // 535679

Электромашинный источник регулируемой низкой частоты // 428501

Патент 200657 // 200657

Преобразователь переменного тока в постоянный // 176323

Преобразователь переменного тока в постоянный // 124513

Одноякорный преобразователь переменного тока в постоянный // 37180

Устройство для преобразования постоянного тока в трехфазный переменный ток // 29540

Преобразователь постоянного тока в переменный // 2159005

Изобретение относится к энергетике, в частности к преобразовательной технике, предназначенной для преобразования постоянного тока в переменный (инвертирования), в том числе при утяжеленных условиях эксплуатации (вакуумная среда, повышенная температура, радиация и т.п.) и повышенных требованиях к надежности эксплуатации, например, в высокотемпературных космических ядерно-энергетических установках (ЯЭУ)

Двухмерная аксиальная электрическая машина-генератор // 2349014

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве электромеханического преобразователя механической энергии, подаваемой на механический вход машины, и электрической энергии постоянного тока, одновременно подаваемой на другой ее электрический вход, в суммарную электрическую энергию переменного тока

Машинно-вентильный генератор постоянного тока // 2551904

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат изобретения заключается в снижении массы и габаритов системы. Машинно-вентильный генератор постоянного тока (МВГПТ) содержит электрическую машину переменного тока с двумя группами гальванически развязанных трехфазных якорных обмоток, два трехфазных выпрямителя, выполненных по мостовой схеме, трансформатор тока. Трансформатор тока выполнен однофазным с двумя согласно последовательно включенными обмотками, точка соединения которых образует первый выходной вывод машинно-вентильного генератора. Одни выходные выводы трехфазных выпрямителей, имеющие одинаковую полярность, подключены к концам обмоток однофазного трансформатора тока, а другие однополярные выводы трехфазных выпрямителей соединены и образуют второй выходной вывод машинно-вентильного генератора. Каждая из трехфазных якорных обмоток подключена ко входам одного из трехфазных выпрямителей. Группы гальванически развязанных трехфазных якорных обмоток имеют пространственный сдвиг относительно друг друга на угол π/6. 2 ил.

Стабилизированный радиально-аксиальный бесконтактный электрический генератор // 2643514

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в расширении эксплуатационных возможностей. Стабилизированный радиально-аксиальный бесконтактный электрический генератор содержит корпус. В нижней части корпуса установлен стабилизатор напряжения, содержащий блок питания для подключения к аккумуляторной батарее, реактор, блок сравнения, блок формирования пилообразного сигнала, выход которого подключен к инвертирующему входу блока сравнения, блок формирования управляющего сигнала, выход которого подкючен к неинвертирующему входу блока сравнения, полевой транзистор, база которого подключена к выходу блока сравнения, а эмиттер подключен к положительному выходу многофазного двухполупериодного выпрямителя. Коллектор полевого транзистора подключен к первой клемме реактора, ко второй клемме которого подключен сглаживающий конденсатор. Блок сравнения выполнен на первом операционном усилителе. Блок формирования пилообразного сигнала содержит генератор прямоугольных импульсов, состоящий из второго операционного усилителя, первого резистора положительной обратной связи, подключенного к выходу и неинвертирующему входу второго операционного усилителя. Генератор пилообразного сигнала состоит из третьего операционного усилителя, второго резистора положительной обратной связи, подключенного к выходу третьего операционного усилителя и неинвертирующему входу второго операционного усилителя, интегрирующего конденсатора отрицательной обратной связи, подключенного к выходу и инвертирующему входу третьего операционного усилителя. Подключенный к блоку питания делитель напряжения состоит из первого и второго резисторов, выход которого подключен к инвертирующему входу второго операционного усилителя и к неинвертирующему входу третьего операционного усилителя. Резистор подключен к выходу второго операционного усилителя и инвертирующему входу третьего операционного усилителя. Блок формирования управляющего сигнала генератора содержит четвертый операционный усилитель, регулировочный резистор, подключенный к блоку питания, первый понижающий резистор, подключенный к положительному выходу выпрямителя и инвертирующему входу четвертого операционного усилителя. Второй понижающий резистор подключен к регулировочному резистору и неинвертирующему входу четвертого операционного усилителя. Резистор отрицательной обратной связи подключен к выходу и инвертирующему входу четвертого операционного усилителя. Резистор смещения подключен к неинвертирующему входу четвертого операционного усилителя, определяющий величину смещения напряжения на неинвертирующем входе четвертого операционного усилителя. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.