Устройство для электропитания сети автономного оъекта

Устройство для электропитания сети автономного оъекта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

t i 505084

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ С®ИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25,06.74 (21) 2038204)24-7 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 28.02.76. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 07,01.77 (51) М.Кл Н 02J 3,100

Н 02Р 9/30

Государственный кемите1

Совета Министров СССР

IIo делам изобретений и открытий (53) УДК 621.313(088.8) /

644Ы

t (72) Автор изобретения

Г В Грабовецкий

Новосибирский электротехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ СЕТИ

АВТОНОМНОГО ОБЪЕКТА

Изобретение относится к области тиристорной преобразовательной техники и может быть использовано на воздушных, наземных, речных и морских автономных подвижных объектах.

Известно устройство, содержащее приводной двигатель, вал которого связан через асинхронную электромагнитную муфту с синхронным генератором, снабженным регулятором напряжения, выпрямительно-инверторный преобразователь, управляемый инвертор которого подключен к якорной обмотке синхронного генератора, и регулятор частоты. Наличие в таком устройстве скользящих контактов — пяти контактных колец, через которые осуществляются подвод тока возбуждения к индуктору асинхронной муфты и отвод мощности скольжения от ее якоря, снижает надежность устройства.

Цель изобретения — повышение надежности. Это достигается тем, что устройство снабжено асинхронной машиной с фазным ротором, а индуктор электромагнитной муфты выполнен на постоянных магнитах. Ротор асинхронной машины связан механически с якорем электромагнитной муфты и с ротором синхронного генератора. Якорная обмотка электромагнитной муфты соединена с обмоткой ротора асинхронной машины, статорная обмотка которой подключена к выпрямителю

2 преобразователя, а выход регулятора частоты подсоединен к схеме управления инвертор а.

На фиг. 1 представлена электромеханиче5 ская схема устройства; на фиг. 2 — кривые, характеризующие зависимость активных мощностей, передаваемых различными элементами устройства, от скорости вращения приводного двигателя.

l0 Устройство (фиг. 1) состоит из приводного двигателя 1, асинхронной электромагнитной муфты 2, асинхронной машины 3 с фазным ротором, синхронного генератора 4, выпрямителя 5 на кремниевых диодах, инвертора 6 на

15 тиристорах, фильтрового дросселя 7, регулятора 8 напряжения, регулятора 9 частоты и схемы 10 управления инвертора.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

20 Асинхронная электромагнитная муфта 2, возбуждаемая постоянными магнитами, потребляет от приводного двигателя 1 на валу индуктора (ведущем валу) механическую мощность Р, при скорости вращения и,, сле25 довательно, в ее воздушном зазоре возникает электромагнитный момент

М ц =--Р, (1) лд з0 Этот момент воспринимается якорем муф505084

3 ты, вращающимся со скоростью n, . На ведомый вал муфты передается механическая мощность

P„,=PÄ ° (2) Пд а в обмотку якоря — электрическая мощность

Рм =Р, (3) Пд генерируемая при переменной частоте, где (n, — n, ) — скорость вращения поля в воздушном зазоре муфты относительноно ее якоря.

Эта мощность подается в цепь ротора асинхронной машины 3, работающей в режиме двигателя, и в ее воздушном зазоре образуется электромагнитный момент

М, h1

n — П, (4) где (и, — п„) — скорость вращения поля ротора асинхронной машины относительно ее ротора.

Этот момент воспринимается валом асинхронной машины, вращающимся со скоростью п „, и, следовательно, на него передается механическая мощность

Пг (5) Р,»=рм

Лд — Пг или с учетом выражений (3), (2) (5а) вА = Рд Рвм>

Пд а в обмотку статора — электрическая мощность р р Лд — 2Пг

Пд — Пг (6) или с учетом выражения (3) Пд — 2Лг

П д (ба) (7) или с учетом выражения (5а)

Р,=Р, ° (7а)

Лд

Эта мощность преобразуется синхронным генератором в электрическую и поступает в бортовую сеть.

Электричская мощность Р», генерируемая при переменной частоте, преобразуется неупгде (n, — 2пг ) — скорость вращения поля в воздушном зазоре асинхронной машины относительно ее статора, Поскольку ведомый вал электромагнитной муфты, вал асинхронной машины и вал синхронного генератора 4 механически связаны, то на вал синхронного генератора подается механическая мощность

Р„= Р„,+P,»

4 равляемым выпрямителем 5 в мощность постоянного тока и передается инвертору 6, который преобразует ее в мощность трехфазного тока с частотой бортовой сети, так как

5 коммутация тиристоров инвертора осуществляется э. д. с. синхронного генератора, и передает ее в бортовую сеть.

Таким образом, если пренебречь потерями в устройстве, то мощность полученная от приводного двигателя, полностью поступает в бортовую сеть, т. е. согласно выражениям (ба) и (7а)

P,= Рг+ РА = Рд. (8)

Распределение активных мощностей между элементами устройства в зависимости от скорости вращения приводного двигателя, рассчитанное согласно выражениям (2) (8) в относительных единицах, где на базу приняты активная мощность бортсети Р, и скорость вращения синхронного генератора п„, показано на фиг 2; на этом же чертеже нанесена граница, соответствующая минимально допустимой скорости вращения приводного двигателя, при которой устройство работоспособно.

Из рассмотрения зависимостей фиг. 2 видно, что если, воздействуя на схему 10 управления инвертором 6 через регулятор 9 частоЗО ты, изменять величину Р.», то при любых Р и и,, лежащих в рабочем диапазоне, можно поддерживать постоянной, т. е, стабилизировать, частоту сети f, при изменениях ее нагрузки и скорости вращения приводного двигателя.

Эти же зависимости позволяют оптимизировать электрические и конструктивные параметры элементов устройства, если заданы Р,, дмакс да1вв п

Регулятор 9 частоты управляет инвертором 6 через схему 10 управления в функции частоты сети f, таким образом, чтобы при повышении частоты относительно уставки ве45 личина РА уменьшалась, а при снижении частоты — увеличивалась.

Регулятор 8 напряжения управляет возбуждением синхронного генератора в функции напряжения сети U, таким образом, 50 чтобы при повышении напряжения относительно уставки ток возбуждения синхронного генератора уменьшался, а при понижении напряжения увеличивался.

Возможна параллельная работа нескольких аналогичных устройств на общую бор55 товую сеть, при этом перераспределение активных мощностей между параллельно работающими устройствами достигается воздействием на уставки их регуляторов частоты, а

6О перераспределение реактивных мощностей— воздействием на уставки их регуляторов напряжения.

Таким образом, предлагаемое устройство, сохраняя все положительные качества известного устройства, устраняет его недостаток—

505084

5 наличие скользящих контактов. Это улучшает технические свойства устройства, повышает надежность и упрощает и облегчает его конструкцию.

Формула изобретения

Устройство для электропитания сети автономного объекта, содержащее приводной двигатель, вал которого связан через асинхронную электромагнитную муфту с синхронным генератором, снабженным регулятором напряжения, выпрямительно-инверторный преобразователь, управляемый инвертор которого б подключен к якорной обмотке синхронного генератора, и регулятор частоты, отличаюи ееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено асинхронной машиной с фазным ротором, а индуктор электромагнитной муфты выполнен на постоянных магнитах, при этом ротор асинхронной машины связан механическим с якорем электромагнитной муфты и с ротором синхронного генератора, 1р якорная обмотка электромагнитной муфты соединена с обмоткой ротора, асинхронной машины, статорная обмотка которой подключена к выпрямителю преобразователя, а выход регулятора частоты подключен к схе15 ме управления нпвертора.

505084

Редактор И. Грузова

Заказ 4908 Изд М> И93 Тираж 882 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

МОТ, Загорский филиал р д южина оу ф

Q W 0>, <Ю 4ь i Ю4

", с Q ь с с сь с с

Составитель К. Фотииа

Техред М. Семенов Корректор T. Добровольская