Асинхронный генератор однофазного тока стабильной частоты

 

291287

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетскик

Социалистическиз

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

МПК Н 02k 17142

Заявлено 28.Х.1965 (№ 1034787/24-7) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 06.1.1971. Бюллетень ¹ 3

Дата опубликования описания 12.1 .1971

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете тли нистров

СССР

УДК 621.313.332(088.8) Автор изобретения

1 и

H. Д. Торопцев

Заявитель

АСИНХРОННЪ|Й ГЕНЕРАТОР ОДНОФАЗНОГО ТОКА

СТАБИЛЪНОЙ ЧАСТОТЪ|

Изобретение относится к генераторам подвижных объектов, точнее — к электромашинным источникам электроснабжения, вращасvым с переменной скоростью.

Известен асинхронный генератор с короткозамкнутым ротором и дополнительными обмотками, охватывающими сердечник статора, по которым протекает постоянный ток. В качестве источника постоянного тока в ием используется аккумуляторная батарея, С изменением режима подмагиичивания обмоток изменяется насыщение спинки сердечника статора, что и используется для стабилизации напряжения генератора.

Предложенный генератор более совершенен, так как обеспечивает упрощение системы стабилизации напряжения. Это достигается тем, что для изменения насыщения спинки сердечника статора используется дополнительная обмотка, включенная через трансформатор тока и выпрямитель в цепь обмотки возбуждения, а параллельно рабочей обмотке присоединен регулирующий контур, образованный конденсатсром и дросселем насыщения с двумя дифференциально соединенными обмотками управления, одна из которых через трансформатор тока и выпрямитель включена в цепь рабочей обмотки, а другая через выпрямитель включена параллельно ей, причем обмотка возбуждения присоединяется к паюгцему генератору стабильной частоты, выход которого зашунтирован конденсатором.

На фиг, 1 дана принципиальная схема однофазного асинхронного генератор,; на фиг. 2 показаны кривые зависимости напряжения на гыходе генератора от скольиения при холос-ом ходе и постоянном напряжении возбуждения; на фиг. 3 — внешние характеристики генератора.

К задающему генератору 1 (на напряжение

U ) подключены обмотка возбуждения 2 асинхронного генератора 8 и конденсатор 4. В цепь обмотки возбуждения 2 введен трансформатор тока 5, вторичная обмотка которого через вы15 прямптель 6 соединяется с дополнительной обмоткой 7. Ротор асинхронного генератора 8 имеет коротко замкнутую обмотку. B цепь рабочей обмотки 8 (на напряжение U>) включается нагрузка. Параллельно рабочей обмотке

20 8 присоединяется регулирующий контур, образсвапный конденсатором 9 и обмоткой переменного тока 10 дросселя насыщения, имеющего две дифференциально соединенные обмотки управления — размагничивающую 11 и

25 намагничивающую 12. Размагничивающая обмотка управления 11 через выпрямитель 13 получает питание от вторичной обмотки трансформатора тока И, включенного в цепь рабочей обмотки 8.

30 Намагничивающая обмотка 12 получает пи291287

55 тание от выпрямителя 15. его зажимы переменного тока находятся под напряжением U„, действующим на выходе асинхронного генератора 8. Обмотка возбуждения 2 и рабочая обмотка 8 смещены в пространстве на угол — эл. рад.

Если обмотку возбуждения 2 включить на напряжение Ui задающего генератора 1 стабильной частоты, а ротор привести во вращение, то на зажимах рабочей обмотки 8 возникнет переменное напряжение. Частота этого напряжения равна частоте задающего генератора 1, а амплитуда напряжения при условии

U — — const зависит от скорости вращения ротора и нагрузки.

Рабочей областью асинхронного генератора является область отрицательных скольжений, а его параметры зависят от отношения максимальной скорости вращения к минимальной.

Чем больше диапазон изменения скорости вращения, тем большей должна быть величина критического скольжения машины.

В области отрицательных скольжений обмотка возбуждения 2 является источником активной мощности.

Если активная мощность, поглощаемая в цепи дополнительной обмотки 7, равна активной мощности генерируемой обмотки возбуждения

2, то по липни, соединяющей обмотку возбуждения 2 с задающим генератором 1, передается только реактивная мощность. Для ограничения последней на напряжение U> обмотки возбуждения 2 включается конденсатор 4, являющийся дополнительным источником реакзпвной намагничивающей мощности.

С помощью дополнительной обмотки 7 автоматически изменяется насыщение спинки сердечника статора асинхронного генератора, благодаря чему ограничивается возрастание выi:oäHoão напряжения с увеличением скорости вращения. Это иллюстрируется зависимостями выходного напряжения от скольжения при постоянном напряжении возбуждения и токе нагрузки, равном нулю (см. фиг. 2). Кривая 16 показывает изменение выходного напряжения при напряжении возбуждения U> — — const u гключенной дополнительной обмотке, кривая

17 — то же, но без дополнительной обмотки.

Как видно, ордипаты кривой 16 меньше ординат кривой 17, т. е. при наличии дополнительной обмотки 7 изменение выходного напряжения с изменением скорости вращения существенно ограничивается.

Кроме дополнительной обмотки для стабилизации напряжения используется регулирующий контур, дроссель насыщения которого имеет две обмотки управления, включенные

35 встречно: размагничивающую ll и намагничивающую 12. Ток размагничивающей обмотки

11 пропорционален току нагрузки, поэтому с ее увеличением насыщение дросселя уменьшается и ток на выходе регулирующего устройства возрастает.

Таким образом, стабилизация напряжения осуществляется в зависимости от скорости вращения и нагрузки. Путем соответствующей настройки параметров схемы возможно достижение равенства величины активной мощности генерируемой обмоткой возбуждения и активной мощности потребляемой в цепи дополнительной обмотки. В этом случае асинхронный генератор работает в режиме электромашинного усилителя мощности переменного тока.

Точность стабилизации напряжения составляет + 5О О. Она может быть повышена, если размагничивающую обмотку управления питать от усилителя, соединенного с чувствительным элементом, сигналы которого пропорциональны отклонениям напряжения на выходе генератора от номинального.

Внешние характеристики генератора приведены на фиг. 3. По оси ординат отложены значения напряжений на выходе генератора, выраженные в относительных единицах (ое), по оси абсцисс — значения тока нагрузки в относительных единицах (ое). Изменение напряжения на выходе асинхронного генератора без регулирующего устройства иллюстрируется кривой 18 и с регулирующим устройством— кривой 19. Характеристики соответствуют одному и тому же значению напряжения возбуждения генератора.

Предмет изобретения

Асинхронный генератор однофазного тока стабильной частоты, вращаемый первичным двигателем с переменной скоростью, содержащий дополнительную обмотку подмагничивания, реактивное сопротивление па входе и регулирующий контур на выходе, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства, указанная дополнительная обмотка включена в цепь обмотки возбуждения генератора через трансформатор тока и выпрямитель, параллельно рабочей обмотке присоединен регулирующий контур, образованный конденсатором и дросселем насыщения с двумя дифференциально соединенными обмотками управления, одна из которы. через трансформатор тока и выпрямитель включена в цепь рабочей обмотки, а другая через выпрямитель — параллельно этой обмотке, причем обмотка возбуждения присоединяется к задающему генератору, выход которого зашунтирован конденсатором, 291287

L фиа. f

Фиа, 2

0,5 т /0, Фиг. 3

Составитель Б. Минц

Редактор Ю. Д. Полякова Тскред Л. Я. Левина

Коррскотр T. А. Китаева

Заказ 743 11 Изд. № 326 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССР

Москва, УК-35, Раушская паб., д. 4. 5

Типография, пр. Сапунова. 2 Г (01 и

03 ЯР 01 0 -gl -Oi -Оо г (0e) 1