Устройство для электропитания нагрузки

 

(; 1) 752608

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со(оэ Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 20.02.78 (21) 2579905124-07 (51) М. Кл.

Н 02J 11 02 с присоединением заявки №

Государственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.07.80. Бюллетень № 28 (45) Дата опубликования описания 30.07.80 (53) УДК 021.311.442 (088.8) по делам иэобретеннй и открытий (72) Авторы изобретения Л. Е. Кузнецов, Г. М. Свиридов, Е. В. Уткин и В, А. Хомяк (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ НАГРУЗКИ

Изобретение относится к области электропитания нагрузки от статических преобразователей и может быть использовано, например, на судах.

Известно устройство для электропитания нагрузки, содержащее статический преобразователь, подключенный к источнику питания, и дополнительный источник питания, включенный между нулевой точкой основного источника и выходами преобразовате- 10 ля. Дополнительный источник является генератором гармоник тройной частоты, которые снижают уровень гармоник в кривых линейных токов тиристорных преобразователей, уменьшая тем самым искажения на- 15 пряжений сети.

Недостатком устройства является то, что требуется значительная величина вводимого тока. Кроме того, введение тока третьей гармоники создает поток вынужденного на- 20 магничивания, увеличивается намагничивающий ток, в котором появляются анормальные гармоники.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для электропита- 25 ния нагрузки, содержащее синхронный генератор, выход которого подключен к статическому преобразователю с выходными зажимами для подключения нагрузки постоянного тока, и резонансный фильтр, со- 30 держащий включенные последовательно конденсатор и индуктивный элемент, причем фильтр включен между генсратором и преобразователем.

Однако на каждую гармонику требуется установка отдельного фильтра, а это связано с увеличением габаритов и массы устройства.

Цель изобретения — уменьшение габаритов устройства.

Эта цель достигнута в устройстве для электропитания нагрузки, содержащем синхронный генератор, выход которого подключен к статическому преобразователю с выходными зажимами для подключения нагрузки постоянного тока, и резонансный фильтр, содержащий включенные последовательно конденсатор и индуктивный элементт.

Новым в устройстве является то, что резонансный фильтр включен к выходным зажимам преобразователя, в качестве индуктивного элемента фильтра использована первичная обмотка трансформатора, вторичная обмотка которого через дополнительно введенный конденсатор подключена к обмотке возбуждения генератора.

На чертеже представлена электрическая схема устройства.

Устройство состоит из синхронного гене752608 ратора 1, к зажимам которого подключен преобразователь 2. Параллельно нагрузке 3 включен фильтр, состоящий из конденсатора 4, соединенного последовательно с первичной обмоткой трансформатора 5. Вторичная обмотка трансформатора 5 через разделительный конденсатор 6 соединена с обмоткой 7 возбуждения генератора 1.

Первичная обмотка трансформатора 5, соединенная последовательно с конденсато- 10 ром 4, служит для выделения высших гармоник выпрямленного напряжения.

Принцип работы может быть рассмотрен на примере выделения фильтром, например, шестой гармоники. 15

Выделенная б-я гармоника напряжения со вторичной обмотки трансформатора через разделительный конденсатор б прикладывается к обмотке возбуждения генератора 1. Под действием напряжения 6-й гар- 20 моники в обмотке возбуждения появляется переменный синусоидальный ток с частотой

6f (f — частота сети). Переменный ток ротора создает в пространстве неподвижное (относительно ротора) синусоидальное, 25 пульсирующее во времени магнитное поле с частотой б/ и амплитудой магнитного потока Ф . Синусоидально пульсирующий поток Фо можно заменить двумя вращающимися с одинаковой скоростью в противоположные стороны синусоидальными потоками Ф р (прямой) и Ф о р (обратный). Амплитуды вращающихся потоков равны между собой и равны половине амплитуды пульсирующего потока Ф . Оба потока движутся относительно ротора с угловой скоростью +t- бж, где о = 2лf — скорость вращения ротора.

Прямое поле вращается в пространстве с угловой скоростью: 40 ш„: а+ бв: 7оо, обратное поле— .б — — а — 6 = — 5 обр—

Прямое поле наводит в обмотке статора

ЭДС E„р с частотой:

Еор = 4,44f„PФь„= 2 22 7f о К Фь где о — число витков фазы;

К вЂ” обмоточный коэффициент фазы.

Обратное поле наводит в обмотке статора

ЭДС Е,бр с частотой: 55

2л — 2,22 5f а.К„Ф,. 60

В статоре генератора ЭДС Е„р образует систему векторов 7-й гармоники напряжения прямой последовательности, а ЭДС

Е„-р образует систему векторов 5-й гармоники напряжения обратной последовательности.

Порядок гармоник в кривых первичных токов преобразователя определяется выражением: п=Кт 1, где m — число фаз преобразователя.

При m 6 порядок гармоник первичных токов и = 5, 7, 11, 13.

Эти гармоники тока вызывают падения напряжения на индуктивностях системы, обуславливая тем самым высшие гармонические составляющие напряжения, причем векторы 5-й гармоники напряжения образуют симметричную систему обратной последовательности, а векторы 7-й гармоники напряжения образуют систему прямой последовательности. Так как напряжение 6-й гармоники на вторичной обмотке трансформатора 5 повернуто на 180 по отношению к напряжению первичной обмотки, то

5-я и 7-я гармоники напряжения, образованные в статоре от введения б-й гармоники напряжения в ротор генератора, находятся в противофазе с 5-й и 7-й гармониками, обусловленными работой преобразователя. Таким образом происходит компенсация 5-й и 7-й гармоник, что снижает искажения напряжения сети.

Компенсация 5-й и 7-й гармоник бс.", установки двух лпп йных ф;:л .тров позволяет значительно уменьшить габариты и вес преобразовательной установки в целом.

Фор мул а изобретения

Устройство для электропитания нагрузки, содержащее синхронный генератор, выход которого подключен к статическому преобразователю с выходными зажимами для подключения нагрузки постоянного тока, и резонансный фильтр, содержащий включенные последовательно конденсатор и индуктивный элемент, отличающееся тем, что, с целью уменьшения габаритов устройства, резонансный фильтр включен к выходным зажимам преобразователя, в качестве индуктивного элемента фильтра использована первичная обмотка трансформатора, вторичная обмотка которого через дополнительно введенный конденсатор подключена к обмотке возбуждения генератора.

752608

Составитель К. Фотина

Редактор А. Купрякова Техред А. Камышникова Корректор О. Иоанесян

Заказ 1460/15 Изд. Хе 404 Тираж 798 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

П3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2