Машинно-вентильный генератор постоянного тока

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат изобретения заключается в снижении массы и габаритов системы. Машинно-вентильный генератор постоянного тока (МВГПТ) содержит электрическую машину переменного тока с двумя группами гальванически развязанных трехфазных якорных обмоток, два трехфазных выпрямителя, выполненных по мостовой схеме, трансформатор тока. Трансформатор тока выполнен однофазным с двумя согласно последовательно включенными обмотками, точка соединения которых образует первый выходной вывод машинно-вентильного генератора. Одни выходные выводы трехфазных выпрямителей, имеющие одинаковую полярность, подключены к концам обмоток однофазного трансформатора тока, а другие однополярные выводы трехфазных выпрямителей соединены и образуют второй выходной вывод машинно-вентильного генератора. Каждая из трехфазных якорных обмоток подключена ко входам одного из трехфазных выпрямителей. Группы гальванически развязанных трехфазных якорных обмоток имеют пространственный сдвиг относительно друг друга на угол π/6. 2 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при построении систем генерирования постоянного тока с улучшенными показателями качества.

Известен машинно-вентильный генератор постоянного тока (МВГПТ), состоящий из электрической машины с двумя группами гальванически развязанных трехфазных якорных обмоток, каждая из которых подключена к входам одного из двух трехфазных выпрямителей, выполненных по мостовой схеме. Выходы выпрямителей соединены параллельно и образуют выход генератора (описание приведено на стр.29 в книге: Вентильные генераторы автономных систем электроснабжения / Авторы: Н.М. Рожнов, А.М. Русаков, А.М. Сугробов, П.А. Тыричев; Под ред. П.А. Тыричева. - М.: Издательство МЭИ, 1996. - 280 с.). Устройство имеет большую массу и габаритные размеры, а также низкие энергетические показатели, обусловленные прерывистым характером протекания тока в обмотках электрической машины.

Указанные недостатки частично устранены в другом устройстве, описанном в патенте РФ на полезную модель №81011 «Система генерирования постоянного тока» / Авторы: Коняхин С.Ф., Мыцык Г.С. // Опубл. 27.02.2009, Бюл. №8. Оно содержит электрическую машину переменного тока с двумя группами гальванически развязанных трехфазных якорных обмоток, два трехфазных выпрямителя, выполненных по мостовой схеме, трехфазный двухобмоточный трансформатор тока. При этом одна из групп якорных обмоток выполнена по схеме «звезда», а другая по схеме «треугольник». По числу витков трехфазные якорные обмотки разных групп различаются в 3 раз. Каждая из этих трехфазных якорных обмоток через соответствующие обмотки трехфазного трансформатора тока подключена ко входам одного из двух трехфазных выпрямителей, выходы которых соединены параллельно и образуют выход системы генерирования.

Недостатками этой системы являются ее низкая технологичность, которая обусловлена: во-первых, отношением чисел витков якорных обмоток разных групп, равным 3 (иррациональное число, затрудняющее реализацию); а во-вторых, сложностью схемы пофазного подключения обмоток трехфазного двухобмоточного трансформатора к выводам якорных обмоток генератора и трехфазных мостовых выпрямителей.

Технической задачей изобретения, является улучшение технологичности изготовления системы.

Технический результат, заключающийся в снижении массы и габарита системы

Это достигается тем, что известный машинно-вентильный генератор постоянного тока, содержащий электрическую машину переменного тока с двумя группами гальванически развязанных трехфазных якорных обмоток, два трехфазных выпрямителя, выполненных по мостовой схеме, отличающийся тем, что каждая из трехфазных якорных обмоток подключена ко входам одного из выпрямителей, а трехфазный трансформатор тока заменен на однофазный трансформатор тока с двумя согласно последовательно включенными обмотками, точка соединения которых образует первый выходной вывод машинно-вентильного генератора, одни выходные выводы выпрямителей, имеющие одинаковую полярность, подключены к концам обмоток указанного трансформатора, а другие однополярные выводы выпрямителей соединены и образуют второй выходной вывод машинно-вентильного генератора, причем якорные обмотки каждой группы имеют пространственный сдвиг на угол π/6.

Техническая сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема МВГПТ.

На фиг.2 приведены осциллограммы рабочих процессов в этом генерирующем устройстве: а) - фазное напряжение - u1.1-1.2(t) и ток - i1.1-1.2(t) якорной обмотки 1.1-1.2 генератора; б) - напряжение - u5.1(t) и ток - i5.1(t) обмотки 5.1 трансформатора 5; в) - напряжения u3.1-3.2(t) и u4.1-4.2(t) на выходе выпрямительных мостов 3, 4 соответственно и выходное напряжение МВГПТ - u6-7(t).

МВГПТ содержит электрическую машину переменного тока, содержащую две сдвинутые между собой в пространстве на угол π/6 группы гальванически развязанных трехфазных обмоток 1 и 2, имеющих фазные выводы - 1.1, 1.2, 1.3 и 2.1, 2.2, 2.3 соответственно; два трехфазных выпрямителя, выполненных по мостовой схеме 3, 4 с выходными выводами 3.1, 3.2 и 4.1, 4.2 соответственно; трансформатор тока 5 с двумя согласно последовательно включенными и обмотками 5.1 и 5.2, имеющими магнитную связь друг с другом. Концы обмоток 5.1 и 5.2 подключены к одноименным по полярности выходным выводам 3.1 4.1 выпрямительных мостов 3, 4. Точка соединения обмоток 5.1 и 5.2 образует один выходной вывод МВГПТ 6, а точка соединения одноименных по полярности выводов 3.2 и 4.2 выпрямительных мостов 3, 4 образует второй выходной вывод МВГПТ 7. Нагрузка 8 может быть подключена между выходными выводами 6 и 7 МВГПТ.

МВГПТ работает следующем образом.

При напряжении электрической машины синусоидальной формы и при топологии якорной обмотки «треугольник» фазный ток имеет форму пьедестала (фиг.2а). Особенность же работы трансформатора тока 5 состоит в том, что он выравнивает мгновенные значения выпрямленных напряжений двух выпрямителей 3 и 4 - u3.1-3.2(t) и u4.1-4.2(t) на фиг.2в, сдвинутых между собой по фазе на угол π/6 (на частоте напряжения генератора), формируя из них одно напряжение - u6-7(t). При этом к двум последовательно включенным обмоткам 5.1, 5.2 трансформатора тока 5 прикладывается напряжение uТФ(t), равное разности мгновенных значений выходных напряжений мостов 3, 4 и имеющее треугольную форму с частотой 6f (фиг.2б), где f - частота напряжения генератора:

uТФ(t)=u3.1-3.2(t)-u4.1-4.2(t).

Допустим на первом интервале времени u3.1-3.2(t)>u4.1-4.2(t). Тогда напряжение, равное 1 2 u Т Ф ( t ) , вычитается из большего напряжения u3.1-3.2(t), а такая же часть добавляется к меньшему напряжению u4.1-4.2(t). При изменении знака неравенства, когда u3.1-3.2(t)<u4.1-4.2(t) происходит обратный процесс. В результате такого выравнивания и происходит формирование выходного напряжения МВГПТ u6-7(t).

Таким образом, особенность принципа построения МВГПТ заключается в том, что, во-первых, благодаря введению двухобмоточного трансформатора тока 5 изменяется режим работы якорных обмоток 1 и 2 электрической машины таким образом, что по сравнению с вариантами МВГПТ, когда трансформатор не используется, их габаритная мощность снижается, причем при использовании топологии обмоток каждой группы, как «звезда», так и «треугольник», а снижение этого показателя приводит к снижению расхода активных материалов (меди и электротехнической стали) и соответствующему уменьшению массы системы генерирования и, во-вторых, благодаря применению однофазного двухобмоточного трансформатора тока вместо трехфазного улучшается технологичность системы за счет упрощения схемы подключения ее элементов и использования более простого по своей конструкции трансформатора тока.

Использование изобретения обеспечивает снижение массы и габарита системы.

Машинно-вентильный генератор постоянного тока, содержащий электрическую машину переменного тока с двумя группами гальванически развязанных трехфазных якорных обмоток, два трехфазных выпрямителя, выполненных по мостовой схеме, трансформатор тока, отличающийся тем, что трансформатор тока выполнен однофазным с двумя согласно последовательно включенными обмотками, точка соединения которых образует первый выходной вывод машинно-вентильного генератора, одни выходные выводы трехфазных выпрямителей, имеющие одинаковую полярность, подключены к концам обмоток однофазного трансформатора тока, а другие однополярные выводы трехфазных выпрямителей соединены и образуют второй выходной вывод машинно-вентильного генератора, а каждая из трехфазных якорных обмоток подключена ко входам одного из трехфазных выпрямителей, причем группы гальванически развязанных трехфазных якорных обмоток имеют пространственный сдвиг друг относительно друга на угол π/6.



 

Похожие патенты:

Использование: в области электротехники. Технический результат - обеспечение возможности прерывания подачи рабочего напряжения к индуктивной нагрузке, несмотря на подачу рабочего напряжения к нагрузке постоянного тока при сокращении элементной базы.

Изобретение относится к электрическому устройству с обмоткой (12) и средством для индуцирования тока в обмотке. Мостовая схема (400) электрически соединяет обмотку (12) с нагрузкой (13).

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат - повышение энергетической эффективности.

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может найти применение для питания потребителей постоянного тока. Преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное, содержащий силовой трансформатор с двумя группами одинаковых вторичных обмоток, трехобмоточный уравнительный реактор и шесть вентилей, соединенных в замкнутое кольцо через обмотки уравнительного реактора, причем каждая фаза одной вторичной обмотки через вентили и обмотку уравнительного реактора связана с разноименными фазами второй вторичной обмотки, снабжен двумя группами вентилей, одна из которых состоит из трех вентилей, соединенных в один узел анодами (анодная группа), а другая - из трех вентилей, соединенных в один узел катодами (катодная группа), при этом свободные катоды первой группы подключены к фазам одной вторичной обмотки, а свободные аноды второй группы подключены к фазам второй вторичной обмотки, а к общей точке анодов и катодов этих вентилей включена нагрузка.

Изобретение относится к емкостному источнику питания, кроме того, к электронному устройству, оснащенному емкостным источником питания. Технический результат заключается в снижении потерь на рассеяние тепла.

Изобретение относится к силовой электронике, в частности к системам вторичного электропитания. Технический результат заключается в повышении стабильности выходного напряжения постоянного тока и надежности функционирования предлагаемого интеллектуального преобразователя напряжения при эксплуатации в широком диапазоне температур окружающей среды, включая минусовые.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве электромеханического преобразователя механической энергии, подаваемой на механический вход машины, и электрической энергии постоянного тока, одновременно подаваемой на другой ее электрический вход, в суммарную электрическую энергию переменного тока.

Изобретение относится к энергетике, в частности к преобразовательной технике, предназначенной для преобразования постоянного тока в переменный (инвертирования), в том числе при утяжеленных условиях эксплуатации (вакуумная среда, повышенная температура, радиация и т.п.) и повышенных требованиях к надежности эксплуатации, например, в высокотемпературных космических ядерно-энергетических установках (ЯЭУ).

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в расширении эксплуатационных возможностей. Стабилизированный радиально-аксиальный бесконтактный электрический генератор содержит корпус. В нижней части корпуса установлен стабилизатор напряжения, содержащий блок питания для подключения к аккумуляторной батарее, реактор, блок сравнения, блок формирования пилообразного сигнала, выход которого подключен к инвертирующему входу блока сравнения, блок формирования управляющего сигнала, выход которого подкючен к неинвертирующему входу блока сравнения, полевой транзистор, база которого подключена к выходу блока сравнения, а эмиттер подключен к положительному выходу многофазного двухполупериодного выпрямителя. Коллектор полевого транзистора подключен к первой клемме реактора, ко второй клемме которого подключен сглаживающий конденсатор. Блок сравнения выполнен на первом операционном усилителе. Блок формирования пилообразного сигнала содержит генератор прямоугольных импульсов, состоящий из второго операционного усилителя, первого резистора положительной обратной связи, подключенного к выходу и неинвертирующему входу второго операционного усилителя. Генератор пилообразного сигнала состоит из третьего операционного усилителя, второго резистора положительной обратной связи, подключенного к выходу третьего операционного усилителя и неинвертирующему входу второго операционного усилителя, интегрирующего конденсатора отрицательной обратной связи, подключенного к выходу и инвертирующему входу третьего операционного усилителя. Подключенный к блоку питания делитель напряжения состоит из первого и второго резисторов, выход которого подключен к инвертирующему входу второго операционного усилителя и к неинвертирующему входу третьего операционного усилителя. Резистор подключен к выходу второго операционного усилителя и инвертирующему входу третьего операционного усилителя. Блок формирования управляющего сигнала генератора содержит четвертый операционный усилитель, регулировочный резистор, подключенный к блоку питания, первый понижающий резистор, подключенный к положительному выходу выпрямителя и инвертирующему входу четвертого операционного усилителя. Второй понижающий резистор подключен к регулировочному резистору и неинвертирующему входу четвертого операционного усилителя. Резистор отрицательной обратной связи подключен к выходу и инвертирующему входу четвертого операционного усилителя. Резистор смещения подключен к неинвертирующему входу четвертого операционного усилителя, определяющий величину смещения напряжения на неинвертирующем входе четвертого операционного усилителя. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат изобретения заключается в снижении массы и габаритов системы. Машинно-вентильный генератор постоянного тока содержит электрическую машину переменного тока с двумя группами гальванически развязанных трехфазных якорных обмоток, два трехфазных выпрямителя, выполненных по мостовой схеме, трансформатор тока. Трансформатор тока выполнен однофазным с двумя согласно последовательно включенными обмотками, точка соединения которых образует первый выходной вывод машинно-вентильного генератора. Одни выходные выводы трехфазных выпрямителей, имеющие одинаковую полярность, подключены к концам обмоток однофазного трансформатора тока, а другие однополярные выводы трехфазных выпрямителей соединены и образуют второй выходной вывод машинно-вентильного генератора. Каждая из трехфазных якорных обмоток подключена ко входам одного из трехфазных выпрямителей. Группы гальванически развязанных трехфазных якорных обмоток имеют пространственный сдвиг относительно друг друга на угол π6. 2 ил.

Наверх