Устройство для стабилизации напряжения асинхронного генератора

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для стабилизации напряжения асинхронных генераторов автономных систем электроснабжения. Техническим решением предлагаемого изобретения является обеспечение стабилизации напряжения асинхронного генератора в несимметричных режимах и повышение быстродействия его работы. Для этого устройство содержит три силовых блока 2, подключенных соответственно к выводам асинхронного генератора, и три системы управления, также соединенные соответственно с выводами генератора и с силовыми блоками, причем каждый из силовых блоков содержит повышающий трансформатор, первичная обмотка которого подключена к двум соответствующим выводам асинхронного генератора, а также к вводу системы управления, а вторичная обмотка повышающего трансформатора подключена параллельно к конденсатору возбуждения и встречно-параллельно соединенным транзисторам, управляющие выводы которых соединены с выводами системы управления. 2 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для стабилизации напряжения асинхронных генераторов автономных систем электроснабжения.

Известно устройство (см. а.с. СССР №469200, 1975 г.), состоящее из конденсаторов возбуждения, дополнительных конденсаторов, выпрямительного моста, управляемого электромагнитом и его исполнительного органа, управляемого полупроводникового ключа и его исполнительного органа и чувствительного элемента по напряжению. Недостатками устройства являются повышенная масса конденсаторов возбуждения и низкое быстродействие системы регулирования напряжения.

Наиболее близким по техническому решению является устройство для стабилизации напряжения асинхронного генератора (по патенту РФ №2262182, Н02Р 9/49, 2005 г.), состоящее из конденсатора возбуждения, дополнительного конденсатора, блока трех однофазных повышающих трансформаторов, встречно-параллельно соединенных тиристоров и системы управления устройством.

Недостатком устройства являются необеспечение стабилизации напряжения в несимметричных режимах работы и относительно низкое его быстродействие.

Техническим решением предлагаемого изобретения является обеспечение стабилизации напряжения асинхронного генератора в несимметричных режимах и повышение быстродействия его работы.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для стабилизации напряжения асинхронного генератора, содержащее три однофазных повышающих трансформатора с двумя вторичными обмотками, одну систему управления и конденсатор возбуждения, согласно изобретению каждый из однофазных повышающих трансформаторов содержит одну вторичную обмотку и включен в состав силового блока, каждый из которых содержит параллельно соединенные конденсатор возбуждения с встречно-параллельно соединенными первым и вторым транзисторами, выводы которых соединены с выводами вторичной обмотки повышающих повышающего трансформатора, выводы первичных обмоток повышающих трансформаторов являются выходами силовых блоков, подключенными к выводам асинхронного генератора АВ, ВС и СА и входам соответствующих систем управления силовыми блоками, а четыре выхода каждой из системы управления являются входами силовых блоков, система управления каждым из силовых блоков содержит трансформаторно-выпрямительный блок, формирователь импульсов, генератор пилообразного напряжения, датчик полярности напряжения, первый и второй логические элементы И первый и второй усилители импульсов, при этом вход трансформаторно-выпрямительного блока является входом системы управления, а выход соединен с одним из входов формирователя импульсов, второй вход которого соединен с входом генератора пилообразного напряжения, входы генератора пилообразного напряжения и датчика полярности напряжения соединены с первыми выходами первого и второго усилителей импульсов, выходы датчика полярности напряжения соединены с первыми входами первого и второго логических элементов И, вторые входы которых соединены с выходами формирователя импульсов, выходы первого и второго логических элементов И, соединены соответственно с первым и вторым усилителями импульсов, выходы которых соединены с управляющими входами первого и второго соответственно транзисторов и являются выходами системы управления силового блока.

Новизна технического решения обусловлена тем, что в устройстве используются три силовых блока и три системы управления, подключаемых к выводам асинхронного генератора АВ, ВС и СА соответственно, что позволяет стабилизировать выходное напряжение генератора в несимметричных режимах работы, а использование встречно-параллельно включенных транзисторов позволяет повысить быстродействие системы управления.

По данным научно-технической и патентной литературы авторам неизвестна заявляемая совокупность признаков, направленная на достижение поставленной задачи, и это решение не вытекает с очевидностью из известного уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии решения уровню изобретения.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана функциональная схема устройства, а на фиг.2 - диаграммы напряжений, поясняющие принцип его работы по стабилизации напряжения.

Устройство для стабилизации напряжения асинхронного генератора 1 (фиг.1) содержит три силовых блока 2, подключенных к выводам 3 и 4, 4 и 5, 3 и 5 асинхронного генератора 1 и три системы управления 6, также соединенных с выводами генератора 3 и 4, 4 и 5, 3 и 5 и с силовыми блоками, причем каждый из силовых блоков содержит повышающий трансформатор 7, первичная обмотка 8 которого подключена к двум соответствующим выводам асинхронного генератора 1, а также к вводу системы управления 6, а вторичная обмотка 9 повышающего трансформатора 7 подключена параллельно к конденсатору возбуждения 10 и встречно-параллельно соединенным транзисторам 11 и 12, управляющие выводы которых соединены с выводами системы управления 6.

Принцип работы устройства стабилизации напряжения асинхронного генератора рассмотрим на примере стабилизации линейного напряжения uАВ. При протекании тока по первичной обмотке 8 однофазного повышающего трансформатор 7, во вторичной обмотке 9 наводится ЭДС. Под действием ЭДС по конденсатору возбуждения 10 течет ток, который, трансформируясь в первичную обмотку 8 повышающего трансформатора, протекает по статорным обмоткам асинхронного генератора 1. Этот ток имеет емкостной характер и обеспечивает возбуждение генератора. Стабилизация напряжения генератора осуществляется за счет изменения величины емкостного тока, протекающего через конденсатор 10.

Процесс стабилизации напряжения происходит следующим образом. С выхода генератора 3 и 4 напряжение UAB (фиг.2, а) поступает в трансформаторно-выпрямительный блок 13 системы управления 6, где преобразуется в ведущий сигнал постоянного тока Uвых (фиг.2, б), который поступает на один из входов формирователя импульсов 14. На второй вход формирователя импульсов 14 поступает опорный сигнал от генератора пилообразного напряжения 15 Uгпн (фиг.2, б), работа которого синхронизирована с напряжением вторичной обмотки 9 трансформатора 7. Когда сигнал Uгпн<Vвых формирователь импульсов 14 формирует импульсы управления, которые поступают на один из входов логических элементов И 16, 17. На вторые входы логических элементов И 16, 17 поступает сигнал от датчика напряжения 18. При положительной полуволне напряжения на конденсаторе возбуждения 10 срабатывает логический элемент И 16 и сигнал управления Uу1 (фиг.2, в) через усилитель импульсов 19 поступает на управляющий вывод транзистора 11, при отрицательной полуволне напряжения на конденсаторе 10 срабатывают соответственно элементы 17 и 20 и управляющий сигнал Uу2 (фиг.2, г) поступает на управляющий вывод транзистора 12. Если, к примеру, напряжение UAB на выходе асинхронного генератора уменьшится, тогда уменьшится напряжение постоянного тока на выходе элемента 13 и увеличится угол управления α21 транзисторами 11, 12 (фиг.2, д, е), что приведет к уменьшению времени открытого состояния транзисторов 11, 12 от t1 до t2 (фиг.2, в, е) и увеличению емкостного тока в статорной обмотке асинхронного генератора и, как следствие, к повышению напряжения на его выводах.

Использование в устройстве трех силовых блоков, выполненных на транзисторах, и трех систем управления выгодно отличает предлагаемое устройство от известного, так как обеспечивается стабилизация напряжения асинхронного генератора в несимметричных режимах и повышается быстродействие его работы.

Устройство для стабилизации напряжения асинхронного генератора, содержащее три однофазных повышающих трансформатора с двумя вторичными обмотками, одну систему управления и конденсатор возбуждения, отличающееся тем, что каждый из однофазных повышающих трансформаторов содержит одну вторичную обмотку и включен в состав силового блока, каждый из которых содержит параллельно соединенные конденсатор возбуждения с встречно-параллельно соединенными первым и вторым транзисторами, выводы которых соединены с выходами вторичной обмотки повышающего трансформатора, выводы первичных обмоток повышающих трансформаторов являются выводами силовых блоков, подключенными к выводам асинхронного генератора АВ, ВС и СА и входам соответствующих систем управления силовыми блоками, а четыре выхода каждой из системы управления являются входами силовых блоков, система управления каждым из силовых блоков содержит трансформаторно-выпрямительный блок, формирователь импульсов, генератор пилообразного напряжения, датчик полярности напряжения, первый и второй логические элементы И, первый и второй усилители импульсов, при этом вход трансформаторно-выпрямительного блока является входом системы управления, а выход соединен с одним из входов формирователя импульсов, второй вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, входы генератора пилообразного напряжения и датчика полярности напряжения соединены с первыми выходами первого и второго усилителей импульсов, выходы датчика полярности напряжения соединены с первыми входами первого и второго логических элементов И, вторые входы которых соединены с выходами формирователя импульсов, выходы первого и второго логических элементов И, соединены соответственно с первым и вторым усилителями импульсов, выходы которых соединены с управляющими входами первого и второго соответственно транзисторов и являются выходами системы управления силового блока.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для питания ручного инструмента в полевых условиях сельскохозяйственного производства. .

Изобретение относится к электротехнике и к электромашиностроению и может быть использовано в асинхронных и синхронных машинах. .

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для регулирования напряжения асинхронных генераторов ветроэнергетических установок, минигидроэлектростанций и автономных систем электроснабжения.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, в частности к устройствам для возбуждения асинхронного генератора, и может быть применено для различных асинхронных машин, используемых для работы в генераторном режиме.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах, предназначенных для стабилизации частоты и напряжения автономных синхронных генераторов.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электросварке. .

Изобретение относится к автономным источникам переменного тока и может быть использовано при проектировании электростанций с асинхронными генераторами. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования напряжения автономных асинхронных генераторов, применяемых в полевых условиях.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автономных системах электроснабжения, в частности, в резервных и передвижных электростанциях. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, например, для регулирования напряжения асинхронного генератора с переменной по величине и характеру нагрузкой на его зажимах.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к стабилизаторам частоты и напряжения автономных бесконтактных генераторов переменного тока, и предназначается для использования в системах электроснабжения для стабилизации трехфазного напряжения источника энергии переменного тока

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для регулирования напряжения переменного тока бесконтактных асинхронных генераторов и синхронных генераторов с постоянными магнитами автономных систем электроснабжения

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для регулирования и стабилизации напряжения асинхронных генераторов, применяемых в автономных системах электроснабжения, ветроэнергетических установках (ВЭУ), малых гидроэлектростанциях (миниГЭС)

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в автономных асинхронных генераторах, применяемых в полевых условиях

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для автоматического регулирования реактивной мощности, поступающей в статор низковольтного асинхронного генератора от конденсаторной батареи для снижения отклонений его напряжения в автономных источниках энергии малой мощности

Изобретение относится к двухфазному асинхронному сварочному генератору и может быть использовано в устройствах для ручной дуговой электросварки

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в асинхронных генераторах, работающих параллельно с сетью или синхронным генератором

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в серийно выпускаемых асинхронных двигателях с короткозамкнутым ротором, используемых в качестве генераторов энергетических установок для преобразования механической энергии в электрическую

Изобретение относится к области электротехники, в частности - к асинхронным генераторам с конденсаторным самовозбуждением, и может быть использовано в устройствах ручной дуговой сварки. Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, состоит в увеличении сварочного тока и снижении потерь холостого хода. Указанный технический результат достигается тем, что в пазы трехфазного асинхронного сварочного генератора с короткозамкнутым ротором (1) уложены рабочая обмотка (2) и обмотка возбуждения (3). К началу рабочей обмотки (2) подключены конец обмотки возбуждения (3) и выпрямитель (6) с электродом (7). К началу обмотки возбуждения (3) присоединены конденсаторы возбуждения (4). К концу обмотки рабочей (2) подключены компаундирующие конденсаторы (5), соединенные в треугольник. Возможность возникновения перенапряжений обусловлена электрической связью между двумя обмотками статора. При возникновении аварийных перенапряжений срабатывает устройство защиты от перенапряжений (8), подключенное к выходу выпрямителя (6) и воздействующее на коммутирующее устройство (9), которое отключает конденсаторы возбуждения (4) от обмотки возбуждения (3). 2 ил.
Наверх