Источник тока переменной частоты

 

О rI И C А Н И Е 2I9687

ИЗСБ РЕ7 ЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сова Соеетских

Социалистические

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 14.1.1966 (¹ 1049076/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 14.V1.1968. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 2.IX.1968

Кл. 21с12, 9

МПК Н 02k

УДК 621.311.69:621. .313.332(088.8) Комитет по делам иаобретеиий и открытий при Совете Министрое

СССР

Автор изобретения

Б. Д. Тихомиров

Заявитель

ИСТОЧНИК ТОКА ПЕРЕМЕННОЙ ЧАСТОТЫ

Известный источник тока переменной частоты, содержащий асинхронный гечератор и блок регулирования частоты, не позволяет получать плавно изменяемую частоту и напряжение и не обладает высоким к. п. д.

Основными отличительными особенностями предложенно"o устройства является то, что в нем блок регулирования частоты представляет собой статический инвертор, вход которого подсоединен к электродвигателю, расположенному на валу асинхронного генератора, а выход — к обмоткам ротора указанного асинхронного генератора.

Предложенный источник тока переменной частоты позволяет плавно изменять частоту и напряжения, а также обладает высоким к. п. д.

На чертеже приведена схема описываемого источника.

Асинхронный генератор 1 приводится во вращение с постоянной скоростью первичным двигателем 2. В цепь ротора генератора 1 включены последовательно статический преобразователь 8 и якорь машины 4 постоянного тока, вал которой механически связан с валом асинхронного генератора 1 (возможен также вариант выполнения, когда вал машины постоянного тока механически связан с валом синхронной или асинхронной машины, подключенной к сети переменного тока). Обмотка возбуждения 5 машины постоянного тока через регулировочный реостат 6 соединена с независимым источником 7 постоянного напряжения.

К цепи статора асинхронного генератора подключены нагрузка 8 и батарея конденсаторов 9, непосредственно или через коммутирующее устройство 10. К цепи ротора может быть подключена батарея конденсаторов Il.

При наличии коммутирующих устройств 19 и

12 обе батареи конденсаторов 9 и 11 могут быть подсоединены к соответствующим цепям как порознь, так и одновременно. При наличии дополнительного коммутирующего устройства 18 обе батареи 9 и тl могут подключаться параллельно или к статорной или к роторной цепи. Возможность такого переключения в процессе регулирования частоты позволяет в некоторых случаях значительно снизить суммарную величину требуемой емкости.

При соединении емкостей с первичной пли вторичной цепями (или с той и другой одновременно) вращающийся асинхронный генератор 1 самовозбуждается. Частота и напряжение переменного тока в обмотке статора зависят от параметров генератора 1, скорости вращения ротора, величины подключенной емкости батарей 9 и 11, величины и характера нагрузки 8, суммарной э. д. с. и суммарного сопротивления роторной цепи.

30 Эта зависимость и использована в данном

239687 устройстве для управления частотой и напряжением переменного тока, вырабатываемого генератором 1.

Посредством статического преобразователя

8 в цепь ротора асинхронного генератора 1 вводится э.д. с. машины 4 постоянного тока.

Как известно из теории преобразователей, эта добавочная э. д. с. находится в противофазе с током ротора асинхронного генератора l.

С увеличением добавочной э. д. с. в цепи ротора частота переменного тока в цепи статора генератора 1 уменьшается (и наоборот). При выполнении статического преобразователя 3 на управляемых вентилях изменение величины добавочной э. д. с. может быть осуществлено также изменением угла отпирания вентилей этого преобразователя. В случае выполнения статического преобразователя 8 на неуправляемых вентилях возможно изменение частоты тока статора только вниз от синхронной частоты (однозонное регулирование) . При этом преобразователь работает в режиме выпрямителя, а машина постоянного тока — в режиме двигателя.

При уменьшении частоты энергия скольжения не теряется полностью в роторе, а в основном возвращается на вал генератора ( или в сеть, благодаря чему к. п. д. установки остается высоким на всех частотах.

Если емкость подключена только к цепи статора, то с уменьшением частоты статора, вызванным увеличением добавочной э. д. с. или увеличением нагрузки 8, напряжение в цепи статора падает из-за уменьшения намагничивающего тока (тока батареи конденсаторов 9). Аналогичное явление происходит и при увеличении частоты статора, если емкость подключена только к цепи ротора. Во избежание этого нужно подсоединять емкости к цепи статора и к цепи ротора.

Так как с уменьшением частоты статора частота и напряжение ротора увеличиваются, уменьшение намагничивающего тока от емкости батареи конденсаторов 9 компенсируется в определенной степени увеличением намагничивающего тока от емкости батареи конденсаторов 11. Соответствующим подбором величин этих емкостей можно получить любую из практически применяемых зависимостей напряжения от частоты. При частоте тока статора около половины синхронной в некоторых случаях целесообразно производить переключение емкости (полностью или частично) из цепи статора в цепь ротора, и наоборот (в зависимости от направления изменения частоты) .

При выполнении статического преобразователя 8 на управляемых вентилях возможно изменение частоты как вниз, так и вверх от синхронной (двухзонное регулирование) . Для изменения частоты вверх от синхронной преобразователь 8 должен работать в режиме инвертора, а машина постоянного тока — в режиме генератора. Увеличение добавочной э. д. с. в роторе вызывает здесь увеличение частоты. Для получения одного и того же диапазона изменения частоты при двухзонном регулировании требуется вдвое меньшая мощность преобразователя и машины постоянного тока, чем при однозонном регулировании.

Если скорость первичного двигателя 2 регулируется, то диапазон регулирования частоты расширяется при сохранении мощности устайовки, Статический преобразователь 8 может быть выполнен на ионных или полупроводниковых в ен т ил ях.

Применение машины постоянного тока 4 согласно- или встречно-смешанного возбуждения позволяет получать любую из практичеЗ0 ски необходимых зависимостей частоты от тока нагрузки.

Описываемое устройство обеспечивает плавное управление частотой и легко автоматизируется. Оно может быть использовано и для поддержания постоянной частоты переменно.го тока при колебаниях скорости вращения первичного двигателя 2, П р едм ет изобретения

Источник тока переменной частоты, содержащий асинхронный генератор и блок регулирования частоты, отличающийся тем, что, с целью плавного изменения частоты и напря45 жения и повышения к. п. д., указанный блок .регулирования частоты выполнен в виде статического инвертора, вход которого подсоединен к электродвигателю, расположенному на валу асинхронного генератора, а выход — к обмоткам ротора указанного асинхронного генератора.

219687

Составитель Л. Борисова

Редактор Е. А. Кречетова Техред Л. К. Малова Корректоры: А. П. Татаринцева и С. А. Башлыкова

Заказ 2560/8 Тираж 530 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2