Автономная генераторная установка на базе асинхронной машины с короткозамкнутым ротором

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроэнергетической отрасли для преобразования механической энергии в электрическую с частотой выходного напряжения, не зависящей от скорости вращения генератора. Устройство содержит асинхронный генератор, на статоре которого имеются две независимые группы обмоток: обмотка возбуждения и рабочая обмотка. Рабочая обмотка подключена к сети, а обмотка возбуждения подсоединена к выходу инвертора. К входным контактам инвертора подключены аккумулятор резервного питания, датчик скорости и сеть. На вход аккумулятора резервного питания подключено зарядное устройство, питающееся от сети. 1 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для преобразования механической энергии в электрическую с частотой выходного напряжения, не зависящей от скорости вращения генератора, может быть использовано в электроэнергетической отрасли.

Известен АГ с самовозбуждением, содержащий ротор с короткозамкнутой обмоткой и расположенный через рабочий зазор статор, выполненный в виде сердечника с Z зубцами с размещенной в пазах обмоткой статора, к которой подключена нагрузка, а также конденсаторы возбуждения [Вольдек А.И. Электрические машины. Л.: Энергия, 1974, с. 590-592].

Недостатком данного технического решения, препятствующим достижению указанного технического результата при использовании известного устройства являются массогабаритные показатели конденсаторной батареи, так же существенным недостатком данного решения является то, что при режиме короткого замыкания в цепи нагрузки он теряет возбуждение и прекращает процесс генерации.

Известно устройство, имеющее асинхронный генератор (АГ) с короткозамкнутым или фазным ротором и статор с двумя обмотками, одна из которых рабочая, а другая - обмотка возбуждения. Обмотка возбуждения соединена с электрическими конденсаторами, параллельно которым подключены рабочие обмотки дроссельных магнитных усилителей. Обмотки возбуждения и рабочая уложены отдельно друг от друга (см. патент RU 2392098 С1, опубл. 20.06.10).

Это техническое решение взято в качестве прототипа. Недостатком данного технического решения является опять же использование конденсаторного возбуждения. Присутствуют реактивные элементы, как конденсаторы, так и обмотки магнитных усилителей.

Задачей предлагаемого изобретения является создание автономной генераторной установки.

Технический результат, который может быть получен при реализации технического решения, заключается в преобразовании механической энергии в электрическую, с частотой выходного напряжения, не зависящей от частоты вращения генератора.

Технический результат достигается тем, что автономная генераторная установка содержит асинхронный генератор, две независимые группы обмоток на статоре, одна из которых рабочая обмотка, фазные концы которой соединены с сетью, а другая - обмотка возбуждения

Особенностью является то, что генераторная установка снабжена инвертором, к выходу которого подключены фазные концы обмотки возбуждения, к одному из входов инвертора подключен аккумулятор резервного питания и выход зарядного устройства, вход которого подключен к питающей сети; на валу асинхронного генератора установлен датчик скорости, который подключен к другому входу инвертора, свободный вход инвертора соединен с питающей сетью.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показана функциональная схема устройства преобразования механической энергии в электрическую, с частотой выходного напряжения, не зависящей от скорости вращения генератора.

Устройство содержит асинхронный генератор 1, который содержит две независимые группы обмоток 2 и 3 на статоре. Рабочая группа обмоток 2 (РО) соединена в звезду, фазные концы которой соединены с сетью. Обмотка 3 возбуждения (ОВ) также соединена в звезду, фазные концы обмоток 3 возбуждения подключены к выходу инвертора 4. К входу 1вх инвертора 4 подключен аккумулятор 5 резервного питания (АРП) и выход зарядного устройства (ЗУ) 6, вход которого подключен к питающей сети. На валу асинхронного генератора 1 установлен датчик 7 скорости (ДС), который подключен ко входу 2вх инвертора 4. Вход 3вх инвертора 4 соединен с питающей сетью.

Принцип работы устройства схож с принципом работы асинхронного тахогенератора: инвертор 4 подает напряжение на обмотку возбуждения 3, возникает пульсирующий магнитный поток, амплитуда этого потока зависит от приложенного к обмотке напряжения. При вращении ротора в генераторе будет наводиться э.д.с. вращения вследствие пересечения линий магнитного потока. Величина этой э.д.с. будет пропорциональна магнитному потоку и скорости вращения, а частота равна частоте тока в обмотке возбуждения [Л.М. Пиотровский Электрический машины. Л.: Энергия с. 372-374]. Питание инвертора осуществляется от аккумулятора 5 резервного питания, который подключен к зарядному устройству 6, который подсоединен к питающей сети. Один из входов инвертора 4 подключен к сети, для согласования выходной частоты инвертора с частотой сетевого напряжения. Для стабилизации амплитуды выходного напряжения генератора используется сигнал обратной связи с датчика 7 скорости, поступающий на второй вход инвертора 4. При достижении скорости вращении генератора определенного значения, инвертор 4 начинает подавать напряжение с определенной частотой и амплитудой, обеспечивающее требуемое выходное напряжение на обмотку возбуждения 3.

Автономная генераторная установка на базе асинхронной машины с короткозамкнутым ротором, содержащая асинхронный генератор, две независимые группы обмоток на статоре, одна из которых рабочая обмотка, фазные концы которой соединены с сетью, а другая - обмотка возбуждения, отличающаяся тем, что установка снабжена инвертором, к выходу которого подключены фазные концы обмотки возбуждения, к одному из входов инвертора подключен аккумулятор резервного питания и выход зарядного устройства, вход которого подключен к питающей сети; на валу асинхронного генератора установлен датчик скорости, который подключен к другому входу инвертора, свободный вход инвертора соединен с питающей сетью.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в вентильных асинхронных генераторах для автономных электростанций. Технический результат состоит в расширении области применения.

Изобретение относится к питанию электрического оборудования двигателя летательного аппарата. Технический результат заключается в повышении надежности и упрощении конструкции цепи электропитания, а также снижении ее массы и стоимости.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим генераторам с конденсаторным самовозбуждением, и может быть использовано в устройствах ручной дуговой электросварки.

Изобретение относится к области электротехники, в частности - к асинхронным генераторам с конденсаторным самовозбуждением, и может быть использовано в устройствах ручной дуговой сварки.

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

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

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 области электротехники и может быть использовано в автономных асинхронных генераторах, применяемых в полевых условиях. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для построения систем автоматического управления возбуждением (далее САУВ) синхронных генераторов (далее СГ).

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах для регулирования выходного напряжения генератора переменного тока, используемого для поддержания заряда (зарядки) аккумуляторов.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в установках выработки электрической энергии с постоянными выходными параметрами. Технический результат - поддержание максимальной выходной мощности при изменяющихся первичных скоростях, увеличение точности и быстродействия.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для регулирования напряжения генераторов трехфазного переменного тока автономных источников электрической энергии.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при построении систем генерирования постоянного тока. Технический результат - уменьшение амплитуды пульсаций выходного напряжения и улучшение массогабаритных показателей.

Изобретение относится к энергетике. Система регулирования паровой турбины для поддержания синхронизации между электросетью (10) и электрогенератором (20), приводимым в действие паровой турбиной (30), после возникновения короткого замыкания сети в электросети, содержащая: регулятор (40), выполненный с возможностью управления клапанным механизмом (50) для регулирования потока пара в паровой турбине; средство (60) измерения падения напряжения на выходе электрогенератора; средство (70) измерения падения электрической мощности на выходе электрогенератора, при этом регулятор выполнен с возможностью приведения в действие клапанного механизма паровой турбины в ответ на падение напряжения, превышающее заданную величину, и на падение электрической мощности, превышающее заданную величину.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления инверторным генератором, оснащенным двигателем. Техническим результатом является улучшение массогабаритных показателей.

Изобретение относится к электротехнике, к системам автоматической стабилизации напряжения постоянного тока, вырабатываемого непосредственным преобразованием тепловой энергии внешней среды, например водных бассейнов, и может быть использовано в экологически чистой электроэнергетике.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании источников электропитания переменного тока для бортовых систем летательных аппаратов.

Изобретение: в области электротехники. Технический результат - снижение массы синхронного генератора за счет повышения входного коэффициента мощности статического преобразователя электрической энергии.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к асинхронным генераторам с конденсаторным самовозбуждением, и может быть использовано в устройствах ручной дуговой электросварки.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроэнергетической отрасли для преобразования механической энергии в электрическую с частотой выходного напряжения, не зависящей от скорости вращения генератора. Устройство содержит асинхронный генератор, на статоре которого имеются две независимые группы обмоток: обмотка возбуждения и рабочая обмотка. Рабочая обмотка подключена к сети, а обмотка возбуждения подсоединена к выходу инвертора. К входным контактам инвертора подключены аккумулятор резервного питания, датчик скорости и сеть. На вход аккумулятора резервного питания подключено зарядное устройство, питающееся от сети. 1 ил.

Наверх