Автономный источник питания постоянного тока

Автономный источник питания постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик п>905974 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09Ð480 (21) 2906536/24-07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 1 502Я 2. Бюллетень ЙВ

Р УД К з

Н 02 Р 9/04

HP 9/22

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Щ) УДК62 9. 7 ° 62 1 ..311 (022) (088.8) Дата опубликования описания 15. 02, 82 (72) Авторы изобретения

К.М.Юдин, В.П.Степаненко, С.Г.Ривкин, B.Â.ÌåðæèåâcKèé, С.М.Пересада и В.A.ËHTâèíoâ (71) Заявитель

> 1

I (54) АВТОНОМНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано как автономный источник питания со стабилизированным напряжением постоянного тока, преимущественно как наземный авиационный источник электроэнергии.

Известны,, автономные источники питания постоянного тока, в состав которых входят приводной двигатель, генератор постоянного тока, угольный регулятор .напряжения и буферная аккумуляторная батарея (1).

Недостатком этого устройства является то, что при питании от такого источника статорных двигателей для обеспечения их запуска необходимо наличие аккумуляторной батареи, так как примененный угольный регулятор не может обеспечить формирование требуемой для запуска характеристи-. ки генератора с участком максимального постоянного тока.

Известен также автономный источник питания постоянного тока, в ко.тором для формирования требуемой характеристики использовано последовательное включение в цепь обмотки возбуждения генератора двух угольных столбов, одного регулятора напряжения и другого регулятора тока,(2), Это устройство обеспечивает требуемую пусковую характеристику, но имеет сложную схему соединений и большое количество коммутационной аппаратуры, что снижает надежность всего источника.

Наиболее близким к изобретению .является автономный источник пита ния постоянного тока, содержащий при- водной двигатель, на валу которого установлен генератор постоянного.тока, якорные обмотки которого через измерительный шунт связаны с плюсовым и минусовым выводами источника питания, обмотка возбуждения генератора включена между плю" совым и минусовым выводами через угольный столб комбинированного регулятора, на управляющем электромагните:которого расположены рабочая обмотка и обмотка для параллельной работы, связанные с тремя резистора25 ми и диодом, а также вспомогательный источник переменного тока, выход которого подключен к выпрямительному мосту (31.

Недостатком такого устройства яв30 ляется сложность и пониженная надеж905974 ность нследствие примене ния н ñõåме вспомогательного генератора-усилителя, приводимого двигателем внутреннего сгорания. Кроме того, из-за использования для формирования участков постоянства напряжения, мощности и тока внешней характеристики генератора только одной рабочей обмотки угольного регулятора требуется значительное падение напряжения на участке силовой цепи генератора, что достигается введением в силовую цепь дополнительных термостабильных шунтов или использованием специального усилителя.

Целью изобретения является упрощение и повышение надежности. Ф5

Поставленная цель достигается тему что !плюсовой 6 1 вывод выпрямительного р ста соединен с плюсоным ныйодом источника питания, минусовьФ вывод выпрямительного щ моста подключен к резистору, последонательно с которым соединены вторОЙ резистор и диод катод кОТОрого соединен с минусовым выводом источника питания, причем рабочая обмотка комбинированного регулятора подключена одним выводом к " плюсовому выводу источника питания, а другим выводом через третий резистор — к общей точке двух последовательно соединенных резисторов, а об- Зо мотка для параллельной работы подключена к измерительному шунту согласно с рабочей обмоткой.

На фиг.1 приведена принципиальная схема соеди не ний элеме итон, сост авлякв щих источник питания; на фиг.2 — вЫходная характеристика источника питания при запуске стартер-генерато. ра.

Автономный источник питания по,стоянного тока содержит генератор 1 постоянного тока, приводимый двигателем 2 внутреннего сгорания, комбинированный угольный регулятор 3 напряжения, мощности и тока с электромагнитным приводом, полупроводниковый диод 4, резисторы 5, б и 7, ныпрямительный мост 8 подключенный к источнику переменного тока.

Обмотка 9 для параллельной работы комбиниронанного угольного регулятора 3 напряжения, мощности и тока с электромагнитным приводом подключена к измерительному шунту 10 силовой цепи генератора 1 постоянного тока согласно с рабочей обмоткой 11 этого регулятора. Обмотка 11 подключена одним концом к плюсовым клеммам якоря генератора 1 и ныпрямительного моста 8, другим -. через резистор 5 к общей точке резисторов б и 7, причем резистор б через полупроводниковый диод 4 подключеH к минусовой клемме силовой цепи генератора 1„ а резистор 7 — к мину— совой цепи выпрямительного моста 8.

Угольный столб 12 комбинированного угольного регулятора 3 напряжения, мощности и тока включен последовательно с обмоткой 13 возбуждения на клеммы генератора 1 через замыкающий контакт 14. В силовой цепи генератора 1 имеется силовой контакт 15.

Устройство работает следующим образом.

C помощью комбинированного угольного регулятора 3 напряжения мощ-о ности и тока устройство обеспечивает работу автономной электро-энергетической установки в режимах поддержания постоянства выходного напряжения генератора, постоянства выходной мощности и постоянства тока нагрузки с автоматическим переходом из одного режима в другой.

При электростатерном пуске с помощью автономной электро-энергетической установки газотурбинного двигателя н исходном положении контакты 14 и 15 разомкнуты.

Вал генератора 1 приводится но вращение двигателем внутреннего сгорания 2 с постоянной частотой вращения. Папряжение на клеммах генератора 1 равно остаточному.

B начале пуска однонрейенно замыкаются замыкающие контакты 14 и 15.

В цепи обмотки 13 возбуждения генератора 1 появляется ток, вызванный остаточной злектродвижущей силой генератора 1. Генератор самонозбуждается.

Рабочая обмотка 11 комбинированного угольного регулятора 3 напряжения, мощности и тока обтекается только током вынрямительного моста 8, поскольку диод 4 заперт.

Под действием напряжения на клеммах генератора 1 в силовой цепи генератора протекает ток, создающий на измерительном шунте 10 падецие напряжения. По действием этого сигнала в обмотке 9 параллельной работы кротекает ток. Магнитодвижущие силы обмоток 9 и 11 направлены согласно. Благодаря действию этих обмоток осу ществляется отрицательная обратная связь по току генератора, обеспечивающая за счет изменения сопротивления угольного столба 12 такое изменение тока н обмотке возбуждения 13, а следова7ельно, и напряжения на клеммах генератора l, при котором ток н силовой цепи поддерживается в процессе запуска на постоянном уровне. Этому режиму соответствует участок АБ (фиг.?). При напряжении П н точке Б открывается диод 4.

" Начиная с напряжения П„„, рабочая обмотка 11 угольного регулятора 3 питается суммой токов, создаваемых выпрямительным мостом 8 и генератором 1 и протекающих соответственно через резистор 7 и цепь, состоящую

905974

Формула изобретения из соединенных последовательно резистора б и полулроводникового диода 4.

При неизменной частоте вращения генератора это приводит к изменению сопротинления угольного столба 12 угольного регулятора 3 н функции на- . пряжения и тока нагрузки, т.е. в функции, близкой к мощности нагрузки. Рост напряжения генератора 1 приводит к росту тока, протекающего через полупроводниковый диод 4 и резистор б, и уменьшению тока, протекающего через резистор 7.

Суммарный же ток в цепи рабочей обмотки 11 угольного регулятора 3 увеличивается, уменьшая тем самым уставку тока генератора.

Совместное действие двух токов на рабочую обмотку 11 угольного регулятора 3 формирует участок БВ (фиг.2) внешней характеристики генератора 1, близкой к гиперболе постоянной мощности при относительно малых изменениях координат П, на этом участке, При напряжении генератора, равном протекание тока через резистор 7 прекратится благодаря вентильному действию ныпрямительного моста 8. Напряжению П < соответствует точка В на внешней характеристике генератора 1, представленной на фиг.2.

Начиная с напряжения Uq рабочая обмотка 11 угольного регулятора 3 питается только током, создаваемым напряжением генератора 1.

Угольный регулятор 1 формирует жесткую внешнюю характеристику генератора, соответствующую участку ВГ на фиг.2.

По мере разгона электродвигателя, запускающего газотурбинный двигатель, потребляемый им ток уменьшается. При значении тока 3 <и в точке Д на внешней характеристике генератора силовой контакт 15 отключается, что соответствует отключению источника питания.

Таким образом, пуск электродвигателя с помощью автономного истоЧника питания постоянного тока осуществляется первоначально при постоянном токе (участок АБ), затем при постоянной мощности (участок ВБ) и постоянном напряжении (учаток ВГ). Изменяя величину резисторов 5, 6 и 7, можно изменять значения тока, мощности и напряжения, подцерживаемых устройством

Такая диаграмма является рациональной при ограниченной мощности первичного источника энергии (двига.теля внутреннего сгорания).

60

Достоинством изобретения является формирование рациональной пусконой диаграммы без использонания вспомогательного генератора-усилителя, приводимого с помощью двигателя внутреннего сгорания, уменьшение количества термостабильных шунтов, вводимых в силовую цепь генератора для получения необходимого падения напряжения, что упрощает устройство и повышает его надежность.

Автономный источник питания постоянного тока, содержащий приводной двигатель, на валу которого установ лен генератор постоянного тока, якорные обмотки которого через .измери тельный шунт связаны с плюсовым и минусовым выводом источника питания, обмотка возбуждения генератора включена между . плюсовым и минусовым выводами через угольный столб комбинированного регулятора, на управляющем электромагните которого расположены рабочая обмотка и обмотка для параллельной работы, связанные с тремя резисторами и диодом, и вспомогательный источник переменного тока, выход которого подключен к выпрямительному мосту, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повьппения надежности, плюсовой вывод выпрямительного моста соединен с плюсовьы выводом источника питания, минусовый вывод выпрямительного моста подключен к резистору, последовательно с которым соединены второй резистор и диод, катод которого соединен с минусовым выводом источника питания, причем рабочая обмотка комбинированного регулятора подключена одним выводом к плюсоному выводу источника питания, а другим выводом через третий резистор — к обе щей точке двух последонательно соединенных резисторов, а обмотка для параллельной работы подключена к из— мерительному шунту согласно с рабочей обмоткой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Перегудов В.А. и др. Наземыые авиационные источники электроэнергии. М., Транспорт, 19S0 с. 95.

2. Егорычев Б ° П. и др. Агрегаты технического обслуживания самолетон и вертолетов. М., Транспорт, 1973, с. 24.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 320005, кл. Н 02 Р 9/04, 1971.

905974

394/72 Тираж 718 Подписное

ВЫИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Закаа

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель A.Ëåáåäåâ

Реактор М,Петрова 2ехред Л.Пекарь Корректор A.дзятко