Бесконтактная автономная система электропитания

 

Изобретение относится к электротехнике , а именно к системам генерирования , и может быть использовано при построении бесконтактных автономных систем электропитания на базе машин двойного питания при переменной частоте вращения приводного двигателя . Целью изобретения является расширение рабочего диапазона изменения частоты вращения и улучшение формы выходного напряжения системы. При работе системы электропитания возбуждение машины двойного питания (МДП) 3 осуществляется от вращающегося непосредственного преобразователя частоты (НПЧ) 4, питание которого, в свою очередь, осуществляется от вспомогательного генератора 2, выполненного в виде МДП. Возбуждение вспомогательного генератора 2 осуя(ествляется от многофазного источника стабильной частоты 7 с частотой выходного напряжения f, . Управление ИПЧ 4 осуществляется генератором эталонной частоты 6 через распределитель импульсов 5. При этом частота напряжения генератора эталонной частоты 6 определяется как (fo + (-1)f), где fo -требуемая частота :выходного напряжения системы электропитания , k - коэффициент пропорциональности , учитывающий схему НПЧ, п - четное целое число при вращении результирующего поля возбуждения вспомогательного генератора про- ТИБ вращения ротора или нечетное целое число при вращении в сторону враще-. ния ротора. В результате на выходе МДП 3 генерируется напряжение стабильной частоты f, не зависящей от частоты вращения, 3 ил. (Л с: 1ЧЭ 00 со со со оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК цп д Н 02 Р 9/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3903766/24-07 (22) 11.04.85 (46) 15.01,87. Бюл. Ф 2 (71) Ереванский политехнический институт им. К. Маркса (72) А.С. Айрапетян, А,А. Сафарян, Н.P. Хачатрян и В.И. Читечян (53) 62 1.332.629. 12,02/09(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 668044, кл. Н 02 К 17/44, 1977.

Топорцев Н.Д. Авиационные асинхронные генераторы. М.: Транспорт, 1970, с. 179-190. (54) БЕСКОНТАКТНАЯ АВТОНОМНАЯ СИСТЕNA ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам генерирования, и мажет быть использовано при построении бесконтактных автономных систем электропитания на базе машин двойного питания при перемен.ной частоте вращения приводного двигателя. Целью изобретения является расширение рабочего диапазона изменения частоты вращения и улучшение формы выходного напряжения системы.

При работе системы электропитания возбуждение машины двойного питания

„.80„„ 28З9З8 А 1 (МДП) 3 осуществляется от вращающегося непосредственного преобразователя частоты (НПЧ) 4, питание которого, в свою очередь, осуществляется от вспомогательного генератора

2, выполненного в виде МДП. Возбуждение вспомогательного генератора 2 осуществляется от многофазного источника стабильной частоты 7 с частотой выходного напряжения f . Управление НПЧ 4 осуществляется генератором эталонной частоты 6 через распределитель импульсов 5. При этом частота напряжения генератора эталонной частоты б определяется как f =k(f +

+(-1) f) где fo — требуемая частота выходного напряжения системы электропитания, k — коэффициент пропорциональности, учитывающий схему НПЧ, n — - четное целое число при вращении результирующего поля возбуждения вспомогательного генератора про тив вращения ротора или нечетное целое число при вращении в сторону враще-. ния ротора. В результате на выходе

МДП 3 генерируется напряжение стабильной частоты f., не зависящей от ь ь частоты вращения ° 3 ил.

1 128393

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам генерирования, и может быть использовано при построении бесконтактных автономных систем электропитания на базе машин двойного питания при переменной частоте вращения приводного двигателя.

Цель изобретения — расширение рабочего диапазона изменения частоты вращения и улучшение формы выходного напряжения системы.

На фиг. 1 представлена структурная схема бесконтактной автономной системы электропитания; на фиг. 2—

15 схема возможного выполнения трехфазного непосредственного преобразователя частоты; на фиг. 3 — диаграммы, поясняющие принцип формирования выходного напряжения непосредственного

20 преобразователя частоты.

Бесконтактная автономная система электропитания содержит установленные на одном валу 1 и имеющие одина - 25 ковые числа пар полюсов вспомогательный генератор 2 и машину двойного питания 3, многофазная роторная обмотка которой через вращающийся непосредственно преобразователь частоты 4 3О

ri на полностью управляемых ключах с двухсторонней проводимостью (фиг.2) подключена к многофазной роторной обмотке вспомогательного генератора.

Уп1 звляющий вход непосредственного преобразователя частоты через распределитель импульсов 5 подключен к генератору эталонной частоты 6. Вспомогательный генератор выполнен в виде машины двойного питания, многофазная gp статорная обмотка возбуждения которого подключена к многофазному источнику 7 стабильной частоты. Частота напряжения генератора эталонной частоты определяется как f =k(f +(-1) f,) y5 где fц — требуемая частота выходного напряжения системы электропитания1 f, — частота напряжения много.фазного источника стабильной частоты;

k — коэффициент пропорциональности, учитывающий схему непосредственного преобразователя частоты; п — четное целое число при вращении результирующего поля возбуждения вспомогательного генератора против вращения ротора или нечетное целое числов при вращении результирующего поля возбуждения вспомогательного генератора в сторону вращения ротора.

8 2

Устройство работает следующим образом..

Пусть частота на выходе многофазного источника 7 стабильной частоты равняется f . Тогда на выходе вспомогательного генератора 2 имеем переменное напряжение с частотой п р»

60 (1) где р» — число пар полюсов вспомогательного генератора 1; и . — скорость вращения вала 1

9 первичного двигателя.

В формуле (1) знак (+) принимает" ся, когда вращающееся магнитное поле, образованное статорной обмоткой возбуждения вспомогательного генератора 1 вращается против вращения вала 1, и берется со знаком (-) при вращении по направлению вращения вала 1.

Таким образом, на силовой вход непосредственного преобразователя частоты (НПЧ) 4 подается переменное напряжение с частотой, определяемой формулой (1). Частота на выходе эталонного генератора.б (фиг.За) определяется как э k(fî-f »)» (2) где k — коэффициент.пропорциональности, учитывающий схему выполнения НПЧ (для схемы, приведенной на фиг. 2, k=3),, f — требуемая постоянная частота выходного напряжения машины двойного питания 3 (системы).

Выбор знака в формуле (2) аналогичен выбору знака в формуле (1).

С выхода распределителя импульсов

5, импульсы управления (фиг.3б) с частотой (3) подаются на соответствующие управляемые ключи НПЧ 4. В этом случае фазы роторной обмотки вспомогательного генератора 2 циклически на равные промежутки времени подключаются к каждой фазе роторной обмотки возбуждения машины двойного питания 3.

Частота f ö основной гармоники выходного тока НПЧ 4, с учетом (1) и (3), будет равняться разности частот (см.фиг.3в) 15

3 12839

Частота „ на выходе машины двойного питания 3 равняется зыs 6Q пч р п р, (s)

5 где р — число пар полюсов машины т двойного питания 3. Подставляя (4) в (5) получим

f = -2P + f — - = Г + - (p -р ) 1О ьы 60 о 6Q о 6Q 2 i °

1 (6)

При выполнении условия

Р „= P(s выражение (6) приобретает вид

fs«. = f = const.

Как видно, частота выходного напряжения системы не зависит от изменения частоты вращения вала 1.

Форма выходного напряжения машины двойного питания сильно зави- 20 сит от формы тока, протекающего по роторной обмотке возбуждения последнего. В свою очередь, форма этого тока, являющегося одновременно выход ным током НПЧ 4, зависит как от частоты, так и от числа фаэ источника переменного напряжения, подключенного ко входу НПЧ 4.

Таким образом, изобретение за счет

30 увеличения частоты напряжения на входе НПЧ позволяет улучшить форму выходного сигнала и расширить рабочий диапазон изменения частоты вращения.

Формула изобретения

Бесконтактная автономная система электропитания, содержащая установленные на одном валу и имеющие одинаковые числа пар полюсов основной ге-. нератор, выполненный в виде машины двойного питания, и вспомогательный

38 4 генератор, многофаэная роторная обмотка основного генератора через установленный на том же валу непосредственный преобразователь частоты на полностью управляемых ключах с дву"». сторонней проводимостью подключена к многофаэной роторной обмотке вспомогательного генератора, а управляющий вход непосредственного преобразователя частоты через распределитель импульсов подключен к генератору эталонной частоты, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью расширения рабочего диапазона, изменения частоты вращения и улучшения формы выходного напряжения системы, вспомогательный генератор выполнен в виде машины двойного питания, многофазная статорная обмотка возбуждения которого подключена к многофазному источнику стабильной частоты, при этом частота напряжения генератора эталонной частоты выбрана из условия

f,==k(f +(-1) f,), где f. — требуемая частота выходного напряжения системы электропитания;

f — частота напряжения многофазного источника стабильной частоты; — коэффициент пропорциональности, учитывающий схему непосредственного преобразователя частоты и зависящий от числа фаз и количества ключей, установленных в одной фазе; и - четное целое число при конструктивном выполнении системы с согласным вращением поля возбуждения и ротора вспомогательного генератора или нечетное. целое число при их встречном вращении.

1283938

Составитель С. Смирнов

Теехред В.Кадар Корректор М.Пожо

Редактор И. Сегляник

Заказ 7456!56 Тираж 661

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д.

Подписное

4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, ч