Бесщеточная система возбуждениядля синхронного генератора

Бесщеточная система возбуждениядля синхронного генератора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(11) вц480

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.04.79 (21) 2758471/24-07 с присоединением заявки № (51) М. Кл з

Н 02Р 9/10

Н 02Р 9/38

Государственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень № 9 (45) Дата опубликования описания 07.03.81 (53) УДК 621.313.372 (088.8) ло делан изобретений и открытий (72) Авторы изобретения В. В. Голубчиков, А. П. Инешин, В. Ф. Масягин/и В., А:.Барйнов (71) Заявитель (54) БЕСЩЕТОЧНАЯ СИСТЕМА ВОЗБУ)КДЕНИЯ

ДЛЯ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в бесконтактных системах возбуждения для синхронных генераторов, преимущественно для генераторов, применяемых в автономных 5 системах энергоснабжения.

Известна бесщеточная система возбуждения для синхронного генератора, содержащая основной синхронный генератор и совместно расположенные на одном валу то с ним синхронные возбудитель и подвозбудитель. Обмотка возбуждения основного генератора питается через блок вращающихся выпрямителей от якорной обмотки возбудителя. Регулирование напряжения про- 15 изводится регулятором напряжения, питание которого производится от якорной обмотки подвозбудителя. Измерительный орган регулятора подключен через трансформаторы тока и напряжения к фазам основного генератора (1).

Недостатком этой системы является сложность конструкции генератора и большое число элементов аппаратуры регулирования, что приводит к низкой надежности системы.

Наиболее близким к изобретению является бесщеточная система возбуждения для синхронного генератора, содержащая возбудитель явнополюсной конструкции, рас- 30

2 положенной на одном валу с основным генератором, обмотка возбуждения которого через блок вращающихся выпрямителей подключена к якорным обмоткам ротора возбудителя, и регулятор напряжения, выход которого соединен с обмоткой возбуждения возбудителя, измерительный орган связан с фазами основного генератора, а также источник постоянного тока питания регулятора, выход постоянного тока которого подключен к регулятору, а вход переменного тока связан с фазами основного генератора (2).

Недостатками этой системы возбуждения являются: а) сравнительная сложность и связанное с этим снижение надежности системы, в состав которой входят два мостовых трехфазных выпрямителя, блок компаундирующих трансформаторов, дополнительная трехфазна я обмотка синхронного генератора; б) затягивание переходных процессов при приеме-сбросе нагрузки синхронного генератора, обусловленное питанием транзисторного регулятора по схеме самовозбуждения (что равноценно действию положительной обратной связи по цепи его напряжения питания) и наличием постоянной времени цепи компаундирующей обмотки

811480

10 возбудителя, не позволяющей реализовать эффект сокращения переходных процессов за счет форсировки выходного напряжения быстродействующего транзисторного регулятора напряжения.

Целью изобретения является упрощение системы возбу>кдения, повышение паде>кности и быстродействия ее.

Поставленная цель достигается тем, что на полюсах статора возбудителя размещена дополнительная однофазная обмотка переменного тока, соединенная с дополнительным выпрямителем, выход которого включен параллельно выходу источника питания регулятора.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена принципиальная схема системы возбуждения; на фиг. 2 — разрез магнитной системы возбудителя с обмотками.

На общем валу ротора 1 синхронного генератора с его выходной статорной обмоткой 2 расположены обмотка 3 возбуждения синхронного генератора, питаемая через блок вращающихся неуправляемых вентилей 4 от выходных обмоток 5 переменного тока ротора возбудителя. На полюсах шихтованного явнополюсного индуктора возбудителя расположена обмотка 6 управления постоянного тока, питаемая от транзисторного регулятора 7 напря>кения. EIa вход транзисторного регулятора 7 поступает сигнал обратной связи от измерительного органа 8, связанного с выходной статорной обмоткой 2 синхронного генератора.

Питание регулятора 7 осуществляется по схеме «двойного питания»; от однофазного понижающего трансформатора 9, подключенного первичной обмоткой к статорной обмотке 2 синхронного генератора, а вторичной — к вентильному мосту 10; от дополнительной однофазной обмотки 11 переменного тока возбудителя, расположенной на пазах полюсов его шихтованного индуктора (фиг. 2) и нагруженной на вентильный мост 12.

Напряжение переменного тока в дополнительной обмотке 11, заложенной в пазы шихтованного полюса индуктора возбудителя, наводится в результате пазовых пульсаций основного магнитного потока обмотки 6 управления при вращении зубчатого ротора возбудителя с его основными вращающимися обмотками 5 переменного тока.

При соответствующем исполнении дополнительной обмотки 11 выходные напряжения вентильных мостов 10 и 12, совпадающие по частоте и сдвинутые по фазе на 90, обеспечивают, несмотря на упрощенное однофазное исполнение цепи питания транзисторного регулятора 7, удовлетворительное (беспровальное) качество его питающего напряжения, Система возбуждения работает следующим образом.

13

«9 9з

60 б5

Начальное самовозбуждение синхронного генератора обеспечивается пали шем остаточного магнитного потока в магнитной цепи возбудителя, встройкой в эту магнитгло цепь постоянных магнитов пли применением известной пепи «начальной подпитки» транзисторного рсгулятора 7 от автономного источника, а также — при вращенпи ротора синхронного генератора — совместным действием нарастающих выходны папря>кений возбудителя и синхронного геператора, что приводит к росту выпрямленного моста 10 и 12 напряжения питания транзисторного регулятора.

При достижении в процессе самовозбуждения номинального значения выходного напряжения статорной цепи синхронного генератора транзисторный регулятор 7, благодаря действию цепи отрицательной обратной связи через измерительный орган 8, уменьшает величи:у тока в обмотке 6 возбудителя, выходные напря>кения возбудителя и синхронного генератора стабилизируются на соответствующих уровнях. При этом величина напряжения питания транзисторного регулятора 7 определяется в основном выходными напряжениями моста

10, так как вторичное напря>кение трансформатора 9 при незагруженном синхронном генераторе превышает выходное напря>кение возбудителя на его вспомогательной выходной одпофазпой обмотке 11 переменного тока.

При возрастании нагрузки синхронного генератора провал выходного напряжения епе1 -.npa ". "„;:водит к форсированному от»IIpaiI„ О трапзистОрного регу !ятора 7, Оыстрому нарастанию выходного напряжения возбудителя и тока обмотки 3 генератора и восстановлению выходного напря>кения синхронного генератора со статической ошибкой относительно заданного номинального уровня.

Аналогично протекает переходный процесс сброса нагрузки синхронного генератора, причем, благодаря предлагаемой схеме

«двойного питания» транзисторного регулятора, напряжение его питания изменяется сравнительно мало, так как изменения его питающих напряжений возбудителя и синхронного генератора направлены встречно друг другу, что приближает режим питания транзисторного регулятора к режиму питания от эквивалентного квазистатического источника. Это обстоятельство, а также отсутствие дополнительного контура компаундирующей обмотки благоприятно сказывается на динамических свойствах бесщеточной системы возбуждения синхронного генератора, позволяя в значительно большей степени использовать потенциальное быстродействие и форсировочные возможности транзисторного регулятора 7.

Наконец, при коротком замыкании статорной обмотки 2 синхронного генератора

811480

Формула изобретения

Фиг.2

Составитель А. Лебедев

Текред И. Пенчко

Корректор P. Беркович

Редактор Ж. Рожкова

Заказ 513, !3 Изд. № 215 Тираж 749 Подписное

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

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

Типография, пр. Сапунова, 2 питание транзисторного регулятора от дополнительной обмотки 11 и вентильного моста 12 позволяет обеспечить необходимую кратность тока короткого замыкания генератора, после устранения которого, на- 5 пример, путем срабатывания защиты, отключающей аварийную нагрузку, напряжение генератора восстанавливается до заданной номинальной величины.

Изобретение позволяет упростить и по- 1о высить надежность системы энергоснабжения за счет исключения компаундирующих трансформаторов и улучшить динамические характеристики регулирования.

Бесщеточная система возбуждения для синхронного генератора, содержащая возбудитель с явнополюсным индуктором, расположенный на одном валу с основным генератором, обмотка возбуждения которого через блок вращающихся выпрямителей подключена к якорным обмоткам ротора

А возбудителя, и регулятор напряжения, выход которого соединен с обмоткой возбуждения возбудителя, а измерительный орган связан с фазами основного генератора, источник постоянного тока для питания регулятора напряжения, вход переменного тока которого связан с фазами основного генератора, отличающа я с я тем, что, с целью упрощения, повышения быстродействия и надежности системы, на полюсах индуктора возбудителя размещена дополнительная однофазная обмотка переменного тока, соединенная с выпрямителем, выход которого включен параллельно выходу источника питания регулятора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Электроснабжение летательных аппаратов. Под ред. Н. Т. Коробана, М., «Машиностроение», 1975, с. 280.

2. Бесщеточная система возбуждения генератора «Petbow.» — Каталог Великобритании, «Bruchless alternators», 20 — 2000, 1969.