Электроэнергетическая установка

 

ОП И

Союз Советскнн

Соцналнстнческнк республик

< 1721889

ИЗОБРИтаНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополинтельное к авт. свил-ву (51) M. КЛ. (22) Заявлено 3.12.77 (21) 2553225l24-0 с присоединеинем заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15.03,80. Бюллетень Рй 10

Дата опубликования описания 18.03.80

Н 02 Р 9/42

9ауир И кеннтет

СССР ав ленам нзнбретеннН н етнрнтнй (53) УДК 821.313. .332.07(088.8) (72) Авторы изобретения

Л. В. Вишневский и А. А. Кузнецов

Одесский ордена Трудового Красного Знамени (71) Заявитель политехнический институт (54) ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ YCTAHOBKA

Изобретение относится к автономным системам электроснабжения.

Известна электроэнергетическая установка, содержащая асинхронный генератор, возбуждаемый от независимого синхронного генератора с дополнительным приводом со стабильной синхронной скоростью вращения 11) . Регулирование частоты переменного тока асинхронного генератора осуществляется путем введения в цели его ротора переменного тока, частотой и угловой скоростью вращения приводного двигателя. Недостаток такой установки заключается в том, что необходим дополнительный двигатель стабильной частоты. Это снижает KllEl установки и увеличивает ее габариты. Кроме того,.в данном случае должны предъявляться высокие требования к точности получения разностной частоты переменного тока, вводимого в фазный ротор асинхронного генератора, так как ошибки частоты приводят к пепераспределению нагрузки между асинхронным и синхронным гене2 раторами, что вызывает перегрузку одного из них

Известна также электроэнергетпческая установка, состоящая из биротативного асинхронного генератора, главного приводного двигателя, вращающего ротор асинхронного генератора, независимой синхронной машины для возбуждения асинхронного генератора, управляемого

t0 привода статора асинхронного генератора, регулирующего синхронную скорость биротативного асинхронного генератора, регулятора частоты, управляющего приводом статора асинхронного генератора, и pery15 лятора напряжения синхронной машины(2, В этой установке синхронная машина работает в двигательном режиме, т. е. часть мощности асинхронного генератора (АГ) расходуется на питание синхронного двигателя, что приводит к увеличению необходимой мощности асинхронного генератора. В момент запуска установки самовозбуждение AI может произойти только в том случае, если синхронная ма3 72188 шина работает в генераторном режиме.

Это приводит к необходимости использования дополнительного привода для независимой синхронной машины, что усложняет установку в целом и увеличивает ее габариты.

Целью изобретения является упрощение установки и уменьшение мощности асинхронного генератора при заданной мощности установки. Это достигается тем, что в предлагаемой электроэнергетической установке в качестве синхронной машины для возбуждения асинхронного генератора использован биротативный синхронный генератор, статор которого установлен на одном валу со статором асинхронного генератора, а установка снабжена электромагнитной муфтой скольжения с регулятором скольжения, причем электромагнитная муфта скольжения уста- gO новлена между валом главного приводного двигателя и вялом ротора биротативного синхронного генератора, а вход регулятора скольжения электромагнитной муфты скольжения подключен к выводам 25 статоров генераторов.

На чертеже дана схема описываемой установки.

Ротор биротативного АГ 1 приводится во вращение вялом 2 главного при- 30 водного двигателя, а статор, расположен на валу управляемого привода 3 статора

АГ. Возбуждение АГ 1 осуществляется от биротативного синхронного генератора (СГ) 4, статор которого закреплен на одном валу со статором АГ 1, а ротор приводится во вращение от главного приводного двигателя через электромагнитную муфту скольжения (ЭМС) 5. Скоростью управляемого привода 3 статоря 40

АГ 1 управляет регулятор 6 частоты.

Возбуждение СГ 4 осуществляется регулятором 7 напряжения, причем ток на обмотку возбуждения СГ передается че рез контактные кольца 8 его ротора. 4s

Скольжение ЭМС 5, изменяется регулятором 9 скольжения через контактные кольца 10.ЭМС. Сетевое напряжение установки отводится от контактных колец 11 статора АГ. 50

Регулирование частоты установки осу.ществляется следующим образом.

При отклонении частоты генераторов от заданной величины, вызванном изменением нагрузки или скорости вращения вала 2 главного приводного двигателя, схема регулирования частоты вырабатывает сигнал рассогласования, поступаю9 4

-:!i

АГ. При этом сксрсн ть вращения стяторов генераторов устанавливается такой, чтобы скорость вращения магнитного поля относительно обмоток статоров генераторов была равна заданной.

Выходное напряжение установки изменяется регулятором 7 напряжения, влияющим на величину тока возбуждения синхронного генератора 4, и регулятором 9 скольжения, управляющим скольжением

ЭМС 5.

Частота СГ 4 соответствует скорости вращения статора генератора относительно его ротора, поэтому скольжение, с которым работает АГ 1, равно скольжению ЭМС 5. Скольжение асинхронного генератора при номинальной нагрузке равно

5-7%, поэтому ЭМС 5 работает в экономичном режиме. Так, при изменении нагрузки от нуля до номинальной скольжение ЭМС 5 изменяется от О,О2 до

О,О5, следовательно, КПД ЭМС достаточно высок.

Регулятор установки представляет собой двусвязную систему автоматического регулирования, имеющую отрицательные обратные связи по напряжению и частоте и перекрестную связь с канала регулирования напряжения на канал регулирования частоты. Тяк, например, при уменьшении напряжения на выходе генераторов регулятор 9 скольжения увеличивает скольжение ЭМС 5, тем самым снижая скорость вращения ротора СГ 4 относительно его статора, что приводит к снижению частоты установки. Далее регулятор 6 частоты увеличивает скорость вращения статора AI 1 относительно его ротора, выравнивая частоту установки. Теперь

АГ 1 работает с большим скольжением, т. е. мощность, отбиряемая с вала 2 главного приводного двигателя, возрастает, что приводит к увеличению выходного напряжения установки.

Достоинством предлагаемой электроэнергетической установки по сравнению с известными является то, что погреш- ность работы схем регулирования не приводит к значительному перераспределению нагрузки между генераторами, так как асинхронная машина всегдя работает с отрицательным скольжением. Установка не содержит дополнительного двигателя для привода синхронной машины, поэтому КПД ее выше, я самовозбуждение асинхронного генератора происходит при

721889, ь частоты, связанный с управляемым приводом статора асинхронного генератора, и регулятор напряжения синхронной машины, отличающаяся тем,, что, с целью упрощения установки и уменьшения мощности асинхронного генеpampa, в качестве синхронной машины для возбуждения асинхронного генератора использован биротативный синхронный генератор, статор которого установлен на одном валу со статором асинхронного генератора, а установка снабжена электромагнитной муфтой скольжения с регулятором скольжения, причем электромагнитная муфта скольжения установлена между валом главного приводного двигателя и валом ротора биротативного синхронного генератора, а вход регулятора скольжения электромагнитной муфты скольжения подключен к выводам статоров генераторов. запуске главного приводного двигателя и подаче тока в обмотку возбуждения СГ.

По сравнению с прототипом, в кото— ром на нагрузку работает только асинхронный генератор, в данной установке мош алость AI меньше, так как параллельно АГ работает синхронный генератор. С точки зрения удешевления установки мощности AI и СГ должны составлять 70% и 30% соответственно от мощности уста- о новки.

Стоимость электроэнергии, вырабатываемой предлагаемой установкой, ниже стоимости энергии синхронных валогенераторов.

Формула изобретения

Электроэнергетическая установка, содержащая биротативный асинхронный генератор, ротор которого установлен на валу главного приводного двигателя, синхронх5 ную машину для возбуждения асинхронного генератора, управляемый привод статора асинхронного генератора, регулятор

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 1о 233050, кл. H 02 P 9/46, 1968.

2. Патент СШЛ No 3054941, кл, 322-47, 1962.

ЦНИИПИ Заказ 142/43 Тираж 783 Подписное

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4