Электромашинный стартер-генераторный агрегат

 

«<ê>a aa н™о та н ц о

О П -""А"-Н"- И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Сеюз Сееетсимх

Сецмалмстмчесиих

Уеслублмя

«ii767931

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 3!.07.78 (21) 2621132/24 — 07

«51) М. Кл. с присоединением заявки №вЂ”

Н 02 P 9/42

ВауаЕстюща квмвтет ьь. ВУ

3о аВяам кзебретений в еткрмнй (23) Приоритет —

Опубликовано 30.09.80. Бюллетень №36

Дата опубликования описания S0.09.80 (53) УДК 621.314.,261 (088.8) (72) Авторы изобретения

Д. М. Красношапка и М. М. Красношапка (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОМАШИННЫЛ СТАРТЕР-ГЕНЕРАТОРНЫЙ

АГРЕГАТ

Изобретение относится к электротехни,ке и может быть использовано на подвижных объектах для генерирования переменного тока постоянной частоты при переМеиной скорости вращения первичного дви-. гателя и автономного запуска его от аккумуляторной батареи.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является электромашинный стартер-генераторный агрегат, содержащий электрически связанные основной ге иератор и вспомогательную электрическую машину, дифференциальный редуктор связывающий валы основного генератора и вспомогательной электрической машины с валом первичного двигателя ! ) ..

Недостатками известного стартер-генераториою агрегата являются невозможность авгономиого электростартерного зайуска теплового первичного двигателя цри отсутст®яи иа борту подвижных объектов асаомюа гельимх силовых установок с нощным генератором переменного тока и уменьшение КПД агрегата..

Цель взобретения —, повышение КПД: и улучшение, энергетических показателей агрегата;

Указанная цель обеспечивается тем,.что основной генератор выполнен в виде одноякорного преобразователя, а вспомогательная электрическая машина.— в вяде синхронного генератора с выпрямителем в цепи его якорной обмотки и введена коммутационная аппаратура,для подключения выпрямителя синхронного генератора к коллектору одноякорного преобразователя и параллельно сети постоянного тока.

На чертеже представлена схема электро10 машинного стартер-генераторного агрегата .

Агрегат содержит основной генератор

Ъыполненный в виде одноякорного преобразователя, вспомогательную электричес- .

:«ую машину, вынолиенную в виде син- хронного генератора 2, в цепи ротора которого установлен выпрямитель 3. Валы указанных электрических машин (одноякор ного преобразователя и синхронного генератора) связаны с валом приводного двиK гателя посредством дифференциального редуктора 4. Синхронный генератор подключен к аккумуляторной батарее 5, вы-. полняющей функцию сети постоянного тока через контакты контактора 6. В цепь

931

3 .. 7677 обмотки 7 возбуждения, подключенной параллельно якорю одноякорного преобразователя, введен регулятор 8 напряжения, а регулирование частоты (тока) син" "ftpoHHfo генератора осуществляе"ггся с йомощью регулятора 9 частоты (тока запуска). Трехфазный выпрямитель с помощью контактов контакторов 10 и 11 подключен к коллектору одноякорного преобразователя и параллельно аккумуляторной батареи 5.

° В случае выполнения одноякорного преобразователя с напряжением на стороне постоянного тока, равным напряжению борт-сети (напряжению аккумуляторной батареи) постоянного тока, стартер-генераторный агрегат (СГА) может быть использован для одновременного питания сетей постоянного тока н переменного тока постоянной частоты, В зависимости от конкретных условий, одноякорный генератор может быть выполчен с двумя независимыми обмотками (трехфазной и постоянного тока), расположенными в общих пазах, или с двумя . соединенными якорными. обмотками постоянного и -переменного тока, также размещенными в общих пазах, или с одной . общей якорной обмоткой и повышающим автотрансформатором.

Трехфазная обмотка синхронного генератора расчитывается на пониженное линейное напряжение, составляющее около

75% номинального напряжения на коллекторе одноякорного преобразователя и " .O повйшением частоты вращения переключается со звезды на треугольник.

СГА обеспечивает запуск первичного теплового двигателя (авиадвигателя) и автоматически переходит в генераторный режим работы после окончания стартерного режима.

Устройство работает следующим образом.

При срабатывании контактора 11 аккумуляторная батарея 5 подключается на коллектор одноякорного преобразователя (ОП) 1. Так как синхронный генератор (СГ) 2 не возбужден (разомкнуты контакты контактора 6), а его момент инерции во много раз меньше приведенного момента инерции авиадвигателя, то вначале. происходит быстрый разгон якоря

ОП и жестко связанного с ним через редуктор ротора СГ до частоты вращения, определяемой величиной напряжения и током возбуждения ОП, После срабатывания контакторов 1О и 6— регулятор 9 тока запуска обеспечивает плавное уменьшение сопротивления в цепи возбуждения СГ по такому закону, чтобы Величина тока в цепи якоря ОП в течение . запуска авиадвигателя бйла бы йостоянной или оптимальной по условиям ,требуемого времени запуска авиадвигателя при минимальном расходе электроэнергии аккумуляторной батареи. С увеличением тока возбуждения и электромагнитного момента СГ происходит уменьшение его

"частоты вращения (h } и увеличение частоты вращения вала авиадвигателя (h 1) в соответствии с уравнением дифференциального редуктора в режиме запуска.

tLL — Ь«И 3 и< = —; — —,—

1+ L в Частота вращения якоря ОП (п «), работающего в режиме двигателя параллельного возбуждения, при этом изменяется незначительно.

Благодаря параллельному соединению аккумуляторной батареи с выпрямителемв цепи статорной обмотки СГ, его электрическая энергия вместе с энергией аккумуляторной батареи используется на разгон вала авиадвигателя, что обеспечивает высокий КПД агрегата в стартерном режи«м ме. После разгона вала авиадвигателя до необходимой скорости вращения, подачи топлива и включения зажигания начинает работать турбина авиадвигателя, обеспечивая его выход «а устойчивый режим

<<малого газа».

С увеличением скорости вращения турбины авиадвигателя скорость СГ постепенно уменьшается и при подходе к режиму

«малого газа» изменяет направление вращения.

Прн сопровождении раскрутки турбины авиадвигателя статорная обмотка СГ пере ключается с треугольника на звезду, а затем после отпускания контактора !О отключается от коллектора ОП и замыкается на балластное сопротивление 12. и При достижении скорости вращения турбины авиадвигателя величины, равной скорости «малого газа», включается система автоматической стабилизации частоты ОП, регулирующая величину тока возбуждения

СГ и его электромагнитного момента так, чтобы частота поддерживалась с заданной точностью.

В качестве регулятора частоты может быть использован магнитный усилитель с управляющей обмоткой, питаемой от из4 мерителя частоты ОП, или полупроводниковый регулятор тока возбуждения, После включения системы автоматической стабилизации частоты и системы автоматической стабилизации напряженния ОП,стартер-генераторный агрегат пере 6 .ходит в режим работыы при стабилизированных значениях частоты и напряжения на выходе ОП.

Уравнение частот вращения валов дифференциального редуктора в генераторном

-режиме работы СГА имеет вид

tL + т

n r= — -- — -— х+ ь|

В соответствии с указанным равенсТвом при отклонении частоты ОП в сторону по76793I

Формула изобретекия

Составитель Л. Головченко

Редактор И. Нанкина Техред К. Шуфрич Корректор С. Шомак

Заказ 7028/22 . Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ио делам изобретений н открытий

1 !3035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патента, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вышения, вследствие увеличения и з, автоматический регулятор частоты уменьшает ток возбуждения и тормозящий электромагнитный момент СГ, поэтому частота nq СГ увеличивается настолько, чтобы частота вращения пд ОП уменьшилась до номинального значения.

601 п и= Р,т

При отклонении частоты ОП в сторону понижения, автоматический регулятор час- 1о тоты увеличивает ток возбуждения и элект ромагнитный момент СГ так, чтобы частота вращения па увеличилась до пви.

Переключение статорной обмотки СГ со звезды на треугольник позволяет повысить расчетную частоту вращения СГ в 3 раза уменьшить потери в обмотке в 3 раза и уменьшить пределы регулирования его то- ка возбуждения, .-- В качестве регулятора трехфазного напряжения ОП может быть использован лю- эв бой из современных регуляторов напряжения, применяемых для авиационных синхронных генераторов.

Соотношение величин напряжений переменного тока н постоянного тока у одноякорного преобразователя при изменении

его нагрузки, как известно, изменяетсяочень незначительно, особенно у однообмоточного ОП.

Вследствие этого, при наличии точного регулятора на стороне трехфазного напряжения, напряжение постоянного тока на коллекторе ОП при изменении его нагрузки от нуля до номинальной величины изменя- .,: ется не более, чем на 5о/о.

Электромашинный стартер-генераторный агрегат, содержащий электрически связанные основнои генератор и вспомогательную электрическую машину, подключен. ную к сети постоянного тока, валы которых связаны друг с другом и с приводным двигателем через дифференциальный редуктор, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и улучшения энергетических показателей агрегата в генераторном режиме, основной генератор выполнен в виде одноякорного преобразователя, а вспомогательная электрическая машина — в виде синхронного генератора с выпрямителем в цепи его яКорйбй обмотки и введена коммутационная аппаратура для подключения выпрямителя синхронного генератора к коллектору одноякорного преобразователя и параллельно сети постоянного тока.

Источники информации, принятые во внимййие прй экспертизе

I. Авторское свидетельство СССР № 372637, кл.Н 02 P 9/42, l973.