Автономная система электроснабжения

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИЯЛЬСТВУ

Союэ Соевтоиюх

Социалистических республик (11) 6030@ у (6!) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено08.06,76 (21) 2371579/24-07 с нрисоедииением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15 04 78.Áþëëåòåíü № 14 (4б) Дата опубликования описания 21.03.78

2 (5l) И. Кл.

Н 02 Р 9/42

Гасударственный комитет

Совета Мнннстроа CCCD ао делам нзобретеннй и открытий (M) УДК 621.313.32т

:621.316е7 28 (088.8) (У2) Авторы изобретения В С, Руденко, В. И. Сенько и В. М. Скобченко (71) Заявитель

Киевский ордена Ленина политехнический институт имени 50-летия

Великой Октябрьской социалистической революции (S4) АВТОНОМНАЛ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано при построении автономных систем электроснабжения (СЭС) подвижных объектов с переменной скоростью вращения вала электрического генератора дня полу чения стабильной выходной частоты, а также при построении сетевых стабилизаторов повышенной частоты, Известны СЭС, содержащие синхронный тв генератор, подключенный к его выходу непосредственный преобразователь частоты на полностью управляем ых ключевых элементах с циклическим алгоритмом управления и блок управления 1Ц21, причем бппк управпенищб выполнен в виде эталонного генератора, сумматора частот синхронного и эталонного генератора, умножителя частоты и основного распределители импульсов Pl), Недостатком известных СЭС является относительная 20 сложность блока управления в варианте с электронным сумматором частот t 3).

Для упрощения СЭС в предлагаемой системе умножитель частоты включен между сумматором частот синхронного и эталон- 25 ного генераторов и основным распределив телем импульсов.

При этом в качестве сумматора может быть использован нагруженный на и.чуктивно-емкостный фильтр вспомогательный непосредственный преобразователь частоты, управляющие пепи ключевых элементов которого связаны с выходами дополнительного

1 распределителя импульсов, вход которого соединен с эталонным генератором.

Умножитвль частоты может быть выполнен в виде соединенных последовательно генератора линейно изменяющегося напряжения, схемы запоминании и управляемого генаратора, а также делителя частоты, вход которого подключен к выходу управляемого генератора, а выход — к схеме запо:минания.

Кроме того, делитель частоты, входящий в умножитель частоты, может быть вьтполнен в вице соединенных последовательно синхронного делителя и кольцевого сдвигак mего регистра, парафазные выходы которого подключены к входам основного распредели« геля импульсов.

603087

На фиг, 1 дана структурная схема описываемой СЭС; на фиг, 2 — структурная схем в сумматора частот; на фнг. 3 — ст,ктурная схема умножителя частоты, на фнг. 4диаграммы, поясняющие принци стабилиэа- 5 нин выходной частоты преобразователя с непосредственной связью прн питании от гет. нератора с переменной скоростью вращения вала; на фнг, 5 — пример возможного выполнения вспомогательного преобразователя в 10 режиме суммирования частот; на фиг. 6— пример возможного выполнения непосредственного преобразователя частоты, Автономная СЭС состоит нэ синхронного

1 генераторе 1 с переменной скоростью вра- 15 щения вала, обмотки которого поцключены к преобразователю 2 с непосредственной связью, и блока 3 управления, выполненного в внле эталонного генератора 4 (частоты !

) сумматора 5 частот эталонного 20 к i. и синхронного генераторов, .умножителя 6 частоты и основного распределителя 7 импульсов, Сумматор 5 выполнен в виде нагруженного на нндуктнвно-емкостный фильтр

8 вспомогательного непосредственного преобразователя 9 частоты, работающего в режиме суммирования частот синхронного 1 и эталонного 4 генераторов, Управляющие цепи ключевых элементов преобразователя

19 соединены с выходами дополнительного

ЗО

I распределителя 10 импульсов, вход которого соединен с эталонным генератором 11 ушестеренной частоты 6 g . Умножитель 6 к частоты выполнен в вице соединенных пос3> ледовательно генератора. 12 линейно изменяющегося напряжения, схемы 13. эапомиI нация и управляемого генератора 14, а такж делителя 16 частоты, вход которого связан с выходом управляемого генератора, а выход40 со схемой запоминания, Делитель 15 частоты выполнен в вице соединенных послецовательно синхронного делителя 16 и кольце, вого сдвнгаккдего регистра 17, парафазные выходь| которого подключены к входам

45 основного распределителя 7 импульсов.

На сумматор частот 3 (преобразователь

9) поступает ftf -фазное входное напряжение с генератора 1, Рассмотрим пример для случая п 6, Временные диаграммы этого напряжения показаны на фиг, 4, а, С выхода распределителя 10 импульсов на управляющие цепи ключевых элементов преобразователя 9 частоты подают импульсы управления (см. фнг, 4, б) так, что на его выходе формируется напряжение О являющееся результатом пиклнческого подключения на равные промежутки времени фаз пнтающей сетя с обратным порядком их чередо вания (А, Г, Е,, С, В, А}. После фильтрацян это напряжение имеет вад() (фиг. см. 4, в), 4 а часч-ота 1 этого напряжения определ"етА ся по формуле

К, с где i/VК1 — частота включения одного из к ючевых элементов преобразо и1 к1 б вателя 9 частотьц J - частота напряжения генератора 1 (или в общем случае сети).

Таким образом, на выходе преобразователя 9 частоты получают синусондальное напряжение, частота которого равна сумме частот синхронного и эталонного генераторов (под частотой эталонного генератора ! понимается частота подачи; импульсов, управления На ключевые элементы преобразователя

9 частоты), Напряжение U (см. фнг. 4, в) подают на умножитель 6 частоты, на выходе которого формируют сигнал с частотой, увеличенной в и раз, Наиболее целесообразно выбирать и .=2 Р. и > где  — количество синхронных делителей с коэффициентом деления 2, Напряжение на выходе синхронного цели-. теля 16 имеет внд, показанный на фнг. 4, г, Кольцевой сдвигающий регистр 17 обеспечивает формирование на выходе распредели3 теля 7 импульсов, подключенного к параr фазным выходам регистра 17, напряжения, показанного на фиг, 4, д Тем самым удается использовать делитель 15 частоты в качестве распределителя импульсов, Импульсы управления (см, фиг, 4, д) ключевымн элементами преобразователя 2 с непосредственной связью пгцают так, чтобы обеспечить формирование напряжения Ю @ на нагрузке путем циклического подключения фаз генератора 1 на равные промежутки времени с прямым порядком их чередования (А, B. С, Д, Е, Г), Частота j основной гармоники на выходе преобразователя 2 частоты с непосредственной связью при пряммо

1йорядке чередовайия фаэ определяется по формуле

4" к. с где K,/7, - частота. включения .Кя К2. одного из ключевых элементов преобразователя 2 частоты с непосредственной связью, Так как %к — х с — это не что иное, как к, то = 4 g - f =f :.Отсюда к = к с с видно, что частота яа выходе преобра.зователя 2 определяется частотой эталонного генератора и не зависит от изменения частоты генератора с переменной скоростьк, вращения мла, 603087

Щ,+ й

Формула изобретения

1., Автономная система электроснабжения, содержащая .синхронный генератор с переменной скоростью вращения вала, подключенный к его выходу непосредственный преобразователь частоты на полностью управляемых ключах и блок управления, выполненный в виде эталонного генератора, сумматора частот синхронного и эталонного генератора, умножителя частоты и ос- . новного распределителя импульсов, о т л и— ч а ю m и и с я тем, что, с целью упрощения, умножитель частоты включен между сумматоромМчастот и основным распредели- д телем импульсов.

2. Системапоп, 1, отличаю— щ а я с я тем, что сумматор выполнен в виде нагруженного на индуктивно-емкостной фильтр вспомогательного непосредственного 20 преобразователя частоты, управляющие цепи ключевых элементов которого связаны с выходами дополнительного распределителя импульсов, вход которого соединен с эталонным генератором. 25

3. Система по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что умножитель частоты выполнен в виде соединенных последовательно генератора линейно изменяющегося напряжения, схем ы запоминания и управляемого генератора, а также делителя частоты, вход которого связан с BblxoQoM управляемого генератора, а выход — с о схемой запоминания. Ъ

4. Система по пп. 1-3, о т л и ч а,ю щ а я с я . тем, что делитель частоты, входящий в умножитель частоты, выполнен в виде соединенных последовательно синхроннОго делителя и кольцевого сдвигающего регистра, парафазные выходы которого подключены к входам основного распределителя импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1, Мыцык Г. С, Исследование и разработка способов преобразования электроэнергии с помощью статических преобразователей .

Диссертация на соиск. уч. ст. к, т, н, М., МЭИ, 1972, с, 383-397.

2. Патент CIHA ¹ 3170107, кл. 321-7, 1 6«65.

3, Авторское свидетельство ¹ 349342, кл, +01 Q 23/00//, Н 03 К 5/01, 29.07.68,