Устройство для получения @ -фазного тока стабильной частоты

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ т-ФАЗНОГО ТОКА СТАБИЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ, содержащее два жестко связанных го-фазных генератора, обмотки возбуждения которых подключены к т-фазному маломощному источнику стабильной частоты, а якорные обмотки через контактные группы защиты, коммутаторы и фильтры связаны с выводами для подсоединения нагрузки, блоки . управления, первыми входами подключенные к одноименным выходам т-фазно го маломощного источника стабильной частоты, а вторыми входами через реле защиты - к вьгоодам дпя подсоединения нагрузки,с которыми также через реле напряжения соединен вход управления т-фазного маломощного источника стабильной частоты, при этом выходы блоков управления связаны с входами управления коммутаторов соответствующих фазj отличающееся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей, обмотки возбуждения двух т-фазных генераторов выполнены в виде т-фазных обмоток, подключенных последовательно и с обратным порядком чередования , фаз по отношению друг к другу к т-фазному маломощному источнику стабильной частоты, начала т-фазной якорной обмотки первого генератора объединены, на якоре второго генератора расположены m групп т-фазной якорной обмотки, начала m Групп якор (/) ной обмотки второго генератора связаны с концами т-фазной якорной обмотки первого генератора, причем первая, группа т-фазной якорной обмотки второго генератора подсоединена синфазно с т-фазной яко;)ной обмоткой первого генератора, а каждая следуюN9 щая группа т-фазной якорной обмотки второго генератора подсоединена к т-фазной якорной обмотке первого ч| генератора со сдвигом на фазу в на9д О) правлении опережения по отношению к подю1юченной предьщущей группе, причем концы.каждой группы т-фазной якорной обмотки второго генератора .связаны с входами контактных групп защиты одноименных фаз.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК зся) Н 02 Р 9/42 (21) 3598077/24-07 (22) 03.06.83 (46) 30.10.84. Бюл. Р 40 (72) А.M. Галиновский, А.М. Марчук, А.В. Новиков, И.Т. Семененко. и А.И. Троян (71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (53) 621.316.71(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 83602, кл. Н 02 P 9/42, 1949.

2. Брускин Д.3. Генераторы, возбуждаемые переменным током. М., "Высшая школа", 1974. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ш-ФАЗНОГО ТОКА СТАБИЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ, содержащее два жестко связанных ш-фазных генератора, обмотки возбуждения которых подключены к m-фазному маломощному источнику стабильной частоты, а якорные обмотки через контактнь .е группы защиты, коммутаторы и фильтры связаны с выводами для подсоединения нагрузки, блоки . управления, первыми входами подключенные к одноименным выходам ш-фаэно

ro маломощного источника стабильной частоты, а вторыми входами через реле защиты — к выводам дпя подсоединения нагрузки,с которыми также через реле напряжения соединен вход управления ш-фазного маломощного источника стабильной частоты, при этом выходы блоков управления связаны с входами управления коммутаторов соответствующих фаэ> о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей, обмотки возбуждения двух m-фазных генераторов выполнены в виде тп-фазных обмоток, подключенных последовательно и с обратным порядком чередования. фаз по отношению друг к другу к ш-фазному маломощному источнику .стабильной частоты, начала m-фаэной якорной обмотки первого .генератора объединены, на якоре второго генератора расположены m групп m-фазной Я якорной обмотки, начала m групп якор. ной обмотки второго генератора связа. ны с концами m-фаэной якорной обмот- ки первого генератора, причем первая, группа m-фазной якорной обмотки второго генератора подсоединена й» синфазно с m-фаэной якорной обмоткой

I первого генератора, а каждая следую- )ай щая группа m-фазной якорной обмотки (Я второго генератора подсоединена к

m-фазной якорной обмотке первого генератора со сдвигом на фазу в направлении опережения по отношению к подключенной предыдущей группе, причем концы. каждой группы ш-фазной якорной обмотки второго генератора ,связаны с входами контактных групп защиты одноименных фаз.

Поставленная, цель достигается тем, что в устройстве для.получения ш-фазного тока стабильной частоты, содержащем два жестко связанных

m-фазных генератора, обмотки возбуж,пения которых подключены к ш-фаэному маломощному источнику стабильной частоты, а якорные обмотки через контакт ные группы защиты, коммутаторы и фильтры связаны с выводами для подсоединения нагрузки, блоки управления, первыми входами подключенные к одноименным выходам m-фазного маломощного источника стабильной частоты, а вторыми входами через реле защиты— к выводам для подсоединения нагрузки, с которыми также через реле напряжения соединен вход управления ш-фазного ° маломощного источника стабильной частоты, при этом выходы блоков управ ления связаны с входами управления коммутаторов соответствующих фаз, обмотки возбуждения двух ш-фазных генераторов выполнены в виде ш-фазных обмоток, подключенных последовательно и с обратным порядком чередования фаз по отношению друг к другу к ш-фазному маломощному источнику стабильной частоты, начала ш-фазной якорной обмотки первого генератора объединены, на якоре второго генератора расположены m групп m-фазной якорной обмотки, начала тп-групп якорной обмотки второго генератора связаны с концами m-фазной якорной обмотки первого генератора, причем первая группа m-фазной якорной обмотки второго генератора подсоединена синфазно с m-фазной якорной обмоткой первого генератора, а каждая следующая группа ш-фазной якорной обмотки второго генератора подсоедннена к ш-фазной якорной обмотке перного генератора со сдвигом на фазу в направлении опережения по отношению к подключенной предыдущей группе, причем концы каждой группы ных групп защиты одноименных фаз.

На фиг. 1 представлена структурная временные диаграммы.

Устройство для получения ш-фазного тока стабильной частоты при ш = 3 содержит два жестко связанных трехфазных генератора t и 2, обмотки

3 и 4 возбуждения которых подключены к трехфазному маломощному источни

Цель. изобретения — улучшение массо-габаритных показателей.

1 1121766 2

Изобретение относится к электротехнике, а именно к генераторам пере

l менного тока, и может быть использовано в народном хозяйстве, где необходимо обеспечить потребителей током стабильной частоты при переменной час тоте вращения автономных генераторов, в частности, в авиационных, судовых.и ветроустановках.

Известно устройство для получения однофазного переменного тока стабильной частоты от генератора переменной частоты вращения, содержащее генератор с обмоткой возбуждения, маломощный источник стабильной низкой частоты, преобразователь и фильтр.

Устройство работает.по принципу амплитудной модуляции высокочастотного напряжения мощного генератора при переменной частоте вращения. Ста- О бильность частоты устройства обеспе чивается питанием обмотки возбуждения. от маломощного источника низкой.частоты. Модулированное напряжение генератора выпрямляется, преобразовывается в переменное и фильтруется Ц

Недостаток данного уетройства— неудовлетворительные массо-габаритные показатели.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для получения ш-фазного тока стабильной частоты,,содержащее два жестко связанных

m-фазных генератора, обмотки возбуждения которых подключены к ш-фаэному маломощному источнику стабильной частоты, а якорные обмотки через контактные группы защиты, коммутаторы и фильтры связаны с выводами для подсоединения нагрузки, блоки управления, первыми входами подклю- 4О ч .нные к одноименным выходам ш-фаэн ro маломощного источника стабильной частоты, а вторыми входами чере реле защиты. — к выводам для подсоединения нагрузки, с которыми также через реле напряжения соединен вход управления m-фазного маломощного ш-фазной якорной обмотки второго источника стабильной частоты, при - енера ора связаны с входами контактэтом выходы блоков управления связаны с входами управления коммутаторов соответствующих фаз (23 . схема устройства при m = 3; на.фиг.2

Недостатком известного устройства являются неудовлетворительные массогабаритные показатели за счет наличия m генераторов.

20 з 112176 ку 5 стабильной частоты, а якорные обмотки 6 и 7 через контактные группы 8 защиты, коммутаторы 9 и фильтры

10 связаны с выводами 11 для подсоединения нагрузки 12, блоки 13 управления, первыми входами 14 подключен— ные к одноименным выходам трехфазного маломощного источника 5 стабильной частоты, а .вторыми входами

15 через реле 16 защиты — к выводам

f0

11 для подсоединения нагрузки, с которыми.также через реле 17 напряжения, соединен вход 18 управления трехфазного маломощного источника 5 стабильной частоты, при этом выходы

15 блоков 13 управления связаны с входами 19 управления коммутаторов 9 соответствующих фаз.

Обмотки возбуждения 3 и 4 двух трехфазных генераторов выполнены в виде трехфазных обмоток ° подключенных последовательно и с обратным порядком чередования фаз по отношению друг к другу к трехфазному маломощному источнику 5 стабильной частоты. Начала трехфазной якорной обмотки 6 первого генератора 1 объединены. На якоре второго генератора

2 расположены три группы 20 трехфазной якорной обмотки 7. Начала трех групп 20 якорной обмотки 7 второго

30 генератора 2 связаны с концами трех- фазной якорной обмотки 6 первого генератора 1, причем первая группа (на фиг. 1, верхняя). трехфазной якорной обмотки 7 второго генератора 2 35 соединена синфазно с трехфазной якорной обмоткой первого генератора, Л каждая следующая группа трехфазной якорной обмотки 7 второго генератора

2 подсоединена к трехфазной якорной 4О обмотке 6 первого генератора со сдвигом на фазу в направлении опережения по отношению к-подключенной пре дыдущЕй группе, причем концы каждой группы 20 трехфазной якорной обмотки 45

7 второго генератора связаны с входами контактных групп 8 защиты одноименных фаз.

6 4 мощного источника 5 стабильной частоты.

В качестве m-фазного маломощного источника 5 стабильной частота может быть использован трехфазный трансформатор с отпайками во вторичной обмотке, а первичная обмотка подключена к трехфазной сети. Выводы вторич ной обмотки через тиристоры подключены к обмоткам возбуждения генераторов 1 и 2.

Контактная группа 8 защиты для каждой фазы состоит из контактора с тепловой защитой по максимальному току и защитой от токов короткого замыкания в цепи.

Коммутатор 9 состоит из двух управляемых трехфазных мостовых схем, включенных параллельно и навстречу друг другу (для m = 3 — 12 вентилей на каждую фазу). Фильтр 10 индуктивно-емкостной.

Блок 13 управления состоит из фазовращателя, схемы ограничения, дифференцирующей цепочки, выпрямительного моста, трансформатора, ждущего мультивибратора, силового мультивибратора и выходного трансформатора, для формирования прямоугольных импульсов управления тиристорными мостами коммутаторов 9.

Реле 16 защить контролирует режим работы коммутаторов 9 и генератор модуляторов 1 и 2 по допустимому току нагрузки. При перегрузках реле 16 защиты через блок 13 управления отключает коммутатор 9.

Реле 17 напряжения имеет блок сравнения выходного напряжения с опорным и предназначено для стабилизации выходного напряжения устройства.

Устройство работает следующим образом.

В генераторе 1 круговой магнитный поток, создаваемый симметричной обмоткой 3 возбуждения вращается в направлении вращения ротора и в якор ной обмотке 6 наводится ЭДС с частотой

55

Управление коммутаторами 9 осуществляется блоками 13 управления, подключенными к трехфазному маломощному источнику стабильной частоты 5 и через реле 16 защиты к выводам 11 для подключения трехфазной нагрузки

12.. Реле 17 напряжения подключено с входа 11 трехфазной нагрузки 12 к входу 18 управления трехфазного малс о Si

К,=Е +f где fo = частота вращения — частота возбуждения °

В генераторе 2 круговой магнитный поток, создаваемый обмоткой 4 возбуждения вращается в направлении, противоположном вращению ротора. В .якорной обмотке 7 наводится ЭДС с частотой f = Ео — f >

1121766

При последовательном соединении якорных обмоток 6 и 7 ЭДС суммируются и на выходе получают биение

ЭДС с несущей частотой К .= — (f<+f )

»

Q В

f частота биений равна f Ъ

2 апряжение в якорной обмотке 6 генератора 1 равно

04» U sin(6) + с в) t;

U8 U sing(Qp +4)8)t — 120 )

0 U sin((Ио +Я8 ) t + 120 ) с» где А»,".1,С» - фазы якорной обмотки 6 генератора 1; о 2" о

2»»К8 °

Напряжение в якорной обмотке 7 re. нератора 2 рав но 70

U4 =Uq =U4 = 0 з1п(Ио с ) "3

7» 77 7В 8

U -0 0 = U sin((я-Ы)t 120);

87» 827 ВД d В

0 0с 0 U sin (+p -Я ) t+120 ), С7» С27 СЯ

25 где А,S »,C« - фазы первой группы; а »1

A,Â,C77 - фазы второй группы;

А 3,В С7 фазы третьeA группы якорной обмотки 7 генератора 2.

ЗО

Напряжение на входе контактной группы 8 защиты (фаза»» нагрузки) ,сост авляет

+U»» 2U s in 4» t.

В4 4, »»2» В 35

0В U +О 2081п(сt-120 ) cos tэ

U +U» 20 sin(apt+120 ) соз».»8, яс с» с2»

1 где А,А,А — входы контактной группы 8 защиты, связанные соответственно с фазами

А7», В7„С .

Напряжение на входе контактной группы защиты 8 (фаза В нагрузки) равно

U U +U 2Usincp»: соэ(ц t-120 );

81 С77 О В

U U +U 20з7.п(»» й-120 ) соз (ц t-120 ) „. е»» С» P»77 . P в

0 U +U 208 in(Q t+120 ) cos (»p t-120 ), 5С 4» 977 4 В где Вс»,ВВ,à — взводы контактной группы 8 защиты, связанные с фазами 1в, В77, С7„

Напряжение на входе контактной группы защиты 8 (фаза С нагрузки) равно

U =U +U =2081»»»,»сt соз(»,18 +120 );

U =U +U =2Usin(U t-120 ) соэ4 t+120 ) °

СВ С» 4 у в

% -08 +Ц, =20sin(yо +120 ) соз(»»в + 20 )i где С4,С,С< — входы контактной груп" пы 8 защиты, связанные с фазами В ° О, С7) .

Таким образом, на входах коммутаторов 9 получают три системы напряжений.

Одна система напряжений отличается от другой на угол сдвига огибающих частоты Й8, равный †" . В каждой

» »» системе имеются напряжения несущей частоты, сдвинутые по фазе также на угол . Коммутатор 9 каждой фазы

2» имеет свой блок 13 управления, подключенный к соответствующей фазе

m"ôàçíoãî маломощного источника 5 стабильной частоты.

Блоки 13 управления формируют прямоугольные импульсы тока управления коммутаторами 9, обеспечивают поочередное открывание мостов коммутаторов 9, а при изменении фазового угла нагрузки < „ синхронно изменяют фазовый угол коммутации (P»,. На выходе коммутаторов 9 полученный переменный ток с частотой f фильтруется g проходя через фильтр

10,и поступает на нагрузку 12.

Напряжение фазы Up показано на фиг. 2g а фазный ток нагрузки Х на фиг. 2б,,фаэное напряжение источника стабильной частоты U s- на фиг.2 b, сигналы»,óïðàâëåíèÿ тирис» торными мостами коммутаторов 9 прямой и обратной проводимости — на фиг. 2, амплитуда первой гармоники выходного напряжения 09 на фиг.21, Предлагаемое устройство из двух генератор-модуляторов можно совместить в одном корпусе.

Предлагаемое устройство.для получения ш-фазного тока стабипьной частоты при переменной частоте враще- . ния генератора, состоящее из двух ш-фаэиых -генераторов., экономичнее известного устройства, состоящего, из ш генераторов.

1 121 76Ь

1121766

Составитель А. Бабак

Редактор И. Ковальчук Техред Т,Фанта Корректор А. Зимокосов

Заказ 7994/42 . Тираж 666 Подпис ное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, R-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал IIIII "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4