Генераторный источник электроэнергии

 

Изобретение относится к эяектро технике и может быть использовано в системах электроснабжения с eecKOH - тактными асинхронными генераторами, возбуждаемыми с помощью конденсаторов . Целью изобретения является упро щение, уменьшение массы и габаритов генераторного источника электроэнергии . Устройство содержит асинхронную машину 1 с силовыми выводами, подсоединенными к конденсаторам 5-7,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„467734 (51)4 Н 02 Р 9 44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4247305/24-07 (22) 19.05.87 (46) 23.03.89. Бюл. В 11 (71) Куйбышевский политехнический институт им. В.В.Куйбышева (72) М.Л.Костырев, А.Н.Штанов, Н.В.Мотовилов и В.И.Карицкий (53) 621.313.332 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1317640, кл. Н 02 Р 144, 1984

М.Brennen, А.Abbondanti Static

Exciters Го1 Induction Generators

IEEE Trans, on Industry - Appl., 1977, IA-13в N 5þ р 422 428 ° (54) ГЕНЕРАТОРНЫЙ ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОЭНЕ РГИИ (57) Изобретение относится к электро технике и может быть использовано в системах электроснабжения с бескон тактными асинхронными генераторами, возбуждаемыми с помощью конденсаторов. Целью изобретения является упро щение, уменьшение массы и габаритов .генераторного источника электроэнергии. Устройство содержит асинхронную машину 1 с силовыми выводами, подсоединенными к конденсаторам 5"7, 1467734

ЗО входным выводам тиристорного компенсатора реактивной мощности (ТКРИ) 11 и блока 12 импульсно-фазового управления ТКРИ. Сущность изобретения заключается в выполнении блока импульсно-фазового управления ТКРИ, включаю-ъ щего трехфазный трансформатор 27, первичная обмотка которого подсоединена к силовым выводам 2-3 электрической машины, а вторичная обмотка выполнена со среднимИ выводами фаз

31 — 33, связанными с минусовым вы1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электроснабжения с бесконтактными ассинхронными- генераторами, возбуждаемыми с помощью конденсато- 5 ров.

Цель изобретения - упрощение, . уменьшение массы и габаритов генераторного источника электроэнергии.

На фиг, 1 представлена принципи10 альная схема генераторного источника электроэнергии; на фиг. 2 — принципиальная схема выполнения формирователей управляющего сигнала тиристоров;, на фиг. 3 — диаграммы напряжений на различных элементах.

Генераторньгй источник электроэнергии содержит асинхронную машину 1, с первым 2, вторым 3, и третьим 4 силовыми выводами, подсоединенными к конденсаторам 5 — 7, соответственно к первому 8, второму 9, третьему 10 входным выводам тиристорного конпенсатора реактивной мощности (TKPN) 11, 25 к входным выводам блока 12 импульснофазового управления ТКРИ, включающего источник 13 опорного напряжения, формирователи 14 управляющих импульсов тиристоров 15 — 20.

Причем ТКРИ 11 выполнен по схеме трехфазного мостового выпрямителя, у которого анод первого 15 и катод чет" вертого 18 тиристоров подсоединены— к первому 8, анод третьего 17 и катод 20 тиристоров — к второму 9, анод пятого 19 и катод второго 16 тиристоров - к третьему 10 входным выводам ТКРИ, катоды нечетводом источника 13 опорного напряжения, плюсовой вывод которого соединен с инвертирующими входами компараторов 21 - 26. Неинвертируюшие входы компараторов связаны с концами фаз вторичной обмотки трехфазного трансформатора, а вьгходы — с формирователями 14 сигналов управления тиристо- рами ТКРИ, что позволяет с помощью простых технических средств поддерживать напряжение на выходе асинхронной машины постоянным. 3 ил.

2 ньгх тиристоров 15 — 19 соединены с одним, а аноды четных тиристоров

16 — 20 — с другим выводами дросселя.

Блок импульсно-фазового управления

ТКРИ также содержит шесть компараторов 21 — 26 и трехфазный трансформатор 27, у которого конец первой фазы

28 и начало второй фазы 29 первичной обмотки связаны с первым силовым выводом 2 асинхронной машины, конец второй и начало третьей фазы 30 — с вторым силовым выводом 3 асинхронной машины, конец третьей и начало первой фазы — с третьим силовым выводом 4 асинхронной машины, каждая из фаз

31 — ЗЗ вторичной обмотки выполнена со средним выводом, связанным с минусовым выводом источника 13 опорного напряжения и нулевыми выводами компараторов 21 — 26. Плюсовый вывод источника 13 опорного напряжения связан с инвертирующими входами компараторов, неинвертирующие входы которых связаны с фазами вторичной обмотки трехфазного трансформатора следующим образом: рход первого компаратора

21 — с началом первой фазы 31, вход второго 22 - с концом третьей фазы

33, вход третьего 23 " с началом второй фазы 32, вход четвертого 24 - с концом первой фазы 31, вход пятого— с началом третьей фазы 33, вход шестого - с концом второй фазы 32.

Выход первого компаратора связан с формирователями сигналов управления первого 15 и шестого 20 тиристоров, выход второго компаратора — с

7734 з

146 формирователями сигналов управления второго 16 и первого 15 тиристоров, выход третьего компаратора †.с формирователями сигналов управления третьего 17 и второго 16 тиристоров, выход четвертого компаратора — с формирователями сигналов управления четвертого 18 и третьего 17 тиристоров, выход пятого коы аратора — с формирователями сигналов управления пятого

19 и четвертого 18 тиристоров, выход шестого компаратора — с формирователями сигналов управления шестого 20 и пятого 19 тиристоров ° Формирователи 14 сигнала управления (фиг.2) включают дифференцирующие элементы

34 - 39, элементы ИЛИ 40 — 45 и выходные каскады 46 — 51.

Причем выход каждого компаратора связан с входом дифференцирующего элемента формирователя сигнала управления одного тиристора и через указанный дифференцирующий элемент с элементом ИЛИ формирователя сигнала управления предшествующего ло порядку работы другого тиристора. К силовым выводам

2 - 4 асинхронной машины с напряжениями U, U >, U подключаются потребители электроэнергии.

Генераторный источник электроэнергии работает следующим образом.

Асинхронная машина вырабатывает трехфазное напряжение, обеспечивая питание:потребителей линейными напряжениями ИАв И вс И сд (фиг.3). На неивертирующие входы компараторов 21, 23 и 25 подаются напряжения, пропорциональные напряжениям И д, И, Ис, а на неинвертирующие входы компараторов 22, 24 и 26 - напряжения, пропорциональные И с, HcA AH

Компараторы сравнивают мгновенные значения указанных напряжений с напряжением И, источника опорного напряжения и лри привышении мгновенными значениями напряжения Ио формируют сигналы на открытие соответствующих тиристоров.

На диаграммах (фиг. 3) проиллюст рирован процесс сравнения напряжений

И с и Ио компаратором 21, показаны формы выходных напряжений компаратора 21 - И,, дифференцирующего элемента 34 — И > и на управляющих входах тиристоров 15, 20 — соответственно И qq- И, от времени t с учетом круговой частоты ы.

При максимальной нагрузке генераторный источник электроэнергии обеспечивает номинальное выходное напря5 жение, что достигается соответствую", щим выбором емкости конденсаторОв

5 — 7. Снижение нагрузки вызывает. возрастание выходного напряжения.

При этом компараторы срабатывают, 10 формируя сигнал управления тиристорами ТКРМ. ТКРМ начинает потребляТь реактивный ток. Чем больше прирост выходного напряжения, (больше амплитудное значение линейных напряжений), 15 тем раньше откроются тиристоры ТКРМ (меньше будет угол М, фиг, 3). Величину потребляемой реактивной мощнОсти

Q можно определить из соотношения

2762 Um

"— sin 2, 2 R

9 где U — амплитудное значение линейного напряжения, на выходе асинхронной машины, — активное сопротивление

25 дросселя; — угол регулирования.

Из соотношения видно, что при

П/2 ТКРМ не потребляет, реактивной мощности, с уменьшением o(до значе30 нил /4 потребляемая реактивная мощность растет, что обеспечивает со" ответствующий отбор реахтивной мощности конденсаторов 5 - 7, вызываю" щий снижение напряжения.

Изменяя опорное напряжение, можно регулировать выходное напряжение в широких пределах.

Для того, чтобы статизм регулирования напряжения генераторного источ40 ника электроэнергии был минимальным, активное сопротивление дросселя должно быть малым, а его индуктивное сопротивление — большим и параметры

TPMK следует выбирать таким образом, 45 чтобы реактивная мощность конденсато" ров полностью компенсировалась реак" тивной мощностью TKPM при минимальных отклонениях .угла Ы от значения

П/2.

Примененный в изобретении. простой по конструктивному выполнению блок импульсно-фазового управления ТКРМ, обеспечивает простоту, малые массы и габариты генераторного источника

55 электроэнергии

Формула изобретения

Генераторный источник электроэнергии, содержащий асинхронную машину с

146773 первым, вторым и третьим силовыми выводами, подсоединенными к конденсаторам, соответственно к первому, второму и третьему входным выводам ти5 ристорного компенсатора реактивной мощности, к входным выводам блока импульсно-фазового управления тиристорным компенсатором реактивной мощности, включающего источник, опорного щ напряжения, формирователи сигналов управления тиристорами, причем тиристорный компенсатор реактивной мощности выполнен по схеме трехфазного мостового выпрямителя, у которого анод 15 первого и катод четвертого тиристоров подсоединены к первому, анод третьего и катод шестого тиристоров — к второму, анод пятого и катод второго тиристоров " к третьему входным выводам щ тиристорного компенсатора реактивной мощности, катоды нечетных тиристоров соединены с одним, а аноды четных тиристоров - с другим выводами дросселя, отличающийся тем, что, с >5 целью упрощения, уменьшения массы и габаритов генераторного .источника электроэнергии, в блок импульсно-фазового управления тиристорным компенсатором реактивной мощности введены ЗО шесть компараторов и трехфазный трансформатор, у которого конец первой фазы и начало второй фазы первичной обмотки связаны с первым силовым выводом асинхронной машины, конец второй и начало третьей фазы — с вторым силовым выводом асинхронной машины, ко4

6 нец третьей и начало первой фаэ — с третьим силовым выводом асинхронной машины, каждая из фаз вторичной обмо1 ки выполнена со средним выводом, свя занным с минусовым выводом источника опорного напряжения и нулевыми выводами компараторов, плюсовой вывод источника опорного напряжения связан с инвертирующими входами компараторов, неинвертирующие входы которых свяэа» ны с фазами вторичной обмотки трехфазного трансформатора следующим образом: вход первого компаратора - с началом первой фазы, вход второго — с концом третьей фазы, вход третьегос началом второй фазы, вход четвертого — с концом первой фазы, вход пято»

ro — с началом третьей фазы, вход шестого — с концом второй фазы, выход первого компаратора связан с формиро" вателями сигналов управления первого и шестого тиристоров выход второго компаратора — с формирователями сигналов управления второго и первого тиристоров, выход третьего компаратора - с формирователями сигналов управления третьего и второго тиристоров, выход четвертого компараторас формирователями сигналов управле" ния четвертого и третьего тиристоров, выход пятого компаратора - с формирователями сигналов управления пятого и четвертого тиристоров, выход шестого компаратора - с формирователями сигналов управления шестого и пятого тиристоров.

1467734

Составитель А.Акимов

Редактор Л.Зайцева ТехредЛ.Сердюкова Корректор М. Пожо

Заказ 1211/54 Тираж 548 Подписное

BHHKIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101