Бесконтактный электромашинный усилитель с регулируемой частотой

Бесконтактный электромашинный усилитель с регулируемой частотой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

па r „;

° тя библттотр, -, . о/т, ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Заявлено 18,V1.1968 (№ 1249503/24-7) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 12Х.1970. Бюллетень ¹ 17

Дата опубликования описания 27Л 111.1970

1(л, 21d -, 2

21с, 64/57

МПК Н 02k 17/44

Н 02m 5/38

УД1; 621.313.332:621..314.24 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения Э. Ф. Оберган, A. И. Скороспешкин, М, Л. Костырев и Ш. С. Ройз

Заявитель

Томский политехнический институт

БЕСКОНТАКТНЫЙ ЭЛЕКТРОМАШИННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

С РЕГУЛИРУЕМОЙ ЧАСТОТОЙ

Изобретение относится к электрическим машинам и может быть использовано для получения стабилизированной или регулируемой частоты.

Применяемые в настоящее время в качестве источников переменного тока регулируемой частоты электромашинные преобразователи нашли ограниченное применение вследствие присущих им недостатков: большого веса и габаритов, тяжелых условий коммутации, ограничивающих диапазон частот, низкого к.п.д., большой инерционности.

Известны бесконтактные электромашичные усилители с регулируемой частотой, содерзкащие асинхронный генератор со спинкой, подмагничиваемой обмоткой постоянного тока, и с обмоткой возбуждения, подключенной через коммутатор, обеспечивающий вращение поля управления. Однако такие усилители имеют ограниченный диапазон усиливаемых частот и большие потери скольжения.

Предлагаемый усилитель отличается от известных тем, что с целью расширения рабочего диапазона частот подмагничивающая обмотка генератора включена в цепь постоянного тока, подводимого через коммутатор к обмотке возбуждения.

Обмотка возбуждения генератора хтожет быть соединена с выходной обмоткой генератора по автотрансформаторной схеме, что позволяет улучшить использование активных материалов.

Для повышения к.п.д. и коэффициента усиления в цепь ротора генератора может оыть включена по схеме каскада дополнительная асинхронная машина, связанная с генератором общим валом, статорная обмотка которой подключена на вход коммутатора через выпрямитель.

10 Выпрямитель выполнен на управляемых вентилях, что обеспечивает изменение активного сопротивления в роторе генератора с изменением скольжения.

На чертеже представлены различные варианты схем описываемого усилителя.

Усилитель (фиг. а) состоит из управляемого полупроводникового коммутатора 1 и асинхронного генератора 2, ротор т которого вра20 щается приводным двигателем 4. Обмотка возбуждения 5 выполнена по типу якорной обмотки машины постоянного тока, выводы которой подключены к элементам коммутатора I.

При переключении ячеек коммутатора точки подключения обмотки 5 к напряжению управления сдвигаются, и возникает вращающееся магнитное поле, которое наводит э.д.с. в выходной обмотке б генератора и роторе 8. Обмотки 5 и б расположены в одном пакете и должны иметь одинаковое число пар полюсов.

270868

Обмотки 5 и б могут включаться по автотрансфор м а торной схеме (фиг. б) .

При достаточно большом числе ячеек упправляемого полупроводникового коммутатора обеспечиваются облегченные условия коммугации и хорошая форма э.д.с. на выходе. Увеличение числа ячеек не приводит к существенному росту установлейной мощности вентилей коммутатора, так как уменьшается сква>кность, а значит и среднее значение тока через вентили.

Изменяя частоту переключений коммутагора, можно регулировать частоту на выходе усилителя практически от нескольких герц до максимальной частоты, определяемой числом полюсов генератора р> и скоростью вращения ротора п. При п = 50 об/сек и р - — — 8

f,„= 400 га.

Для обеспечения генераторного режима ротор 3 должен вращаться в одном направлении с полем возбуждения.

Работая с отрицательным скольжением, генератор отдает активную мощность, поступающую с вала, на нагрузку 7 и обмотку возбуждения 5, благодаря чему резко снижается мощность управления и перенапряжения на элементах коммутаторов, т. е. его установленная мощность. При определенном значении скольжения, сопротивления нагрузки и активного сопротивления в цепи ротора может возникнуть самовозбуждение.

Чтобы обеспечить усилительные свойства генератора в широком диапазоне изменения нагрузки, он снабжен подмагничивающей обмоткой 8, намотанной вокруг спинки статора и включенной последовательно в цепь управления. В этом случае при увеличении коэффициента усиления возрастает ток обмоток 5 и

8, спинка генератора насыщается и самовозбуждения не возникает.

Диапазон скольжений генератора, а значит и рабочий диапазон частот усилителя, в котором генератор дает достаточно большое усиление по мощности, существенно зависит от конструкции ротора. Для уменьшения потерь скольжения в цепь ротора генератора мо>кет быть включен дополнительный каскад (фиг, в).

Каскад выполнен в виде асинхронной машины на общем валу, статорная обмотка 9 которой через выпрямитель 10 подключена на вход коммутатора 1, а роторная обмотка 11 — в

5 цепь ротора генератора. Число пар полюсоз каскада р может отличаться от числа пар по IIGcoB генератора рь что позволяет сов,Icстить их в одном магнитопроводе. Гсли поле обмотки 11 вращается согласно с ротором и

lO дополнительный каскад работ" åò в двигательном режиме, то часть энергии сколь>кения генератора возвращается на вал, а часть поступает на вход коммутатора, что дает увеличение усиления.

l5 Увеличение активного сопротивления в цепи ротора генератора с ростом скольжения можно достичь, если выпрямитель 10 выполнен на управляемых вентилях, угол зажигания которых соответственно регулируется.

Предмет изобретения

1. Бесконтактный электромашинный усилитель с регулируемой частотой, содержащий асинхронный генератор со спинкой, подмагничиваемой обмоткой постоянного тока, и с обмоткой возбуждения, подключенной через коммутатор, обеспечивающий вращение поля управления, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования, подмагничивающая обмотка генератора включена в цепь постоянного тока, подводимого через коммутатор к обмотке возбуждения.

2. Усилитель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью улучшения использования активч5 пых материалов, обмотка возбу>кдения соединена с выходной обмоткой генератора llo автотрансформаторной схеме.

3. Усилитель по и. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения к.п.д. и коэффициента

4О усиления, в цепь ротора генератора включена по схеме каскада асинхронная машина, связанная с пим общим валом, статорная обмотка которой подключена на вход коммутатора через выпрямитель.

45 4. Усилитель по пп. 1 и 3, отличающийся тем, что выпрямитель выполнен на управляемых вентилях.

270868

2 !

Составитель В. Ратайко

Редактор Д. Ю. Михельсон Техред A. A. Камышникова Корректор В. Г. Трутнев

Заказ 2250/3 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская каб.; д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2