АВТОНОМНАЯ ГЕНЕРАТОРНАЯ УСТАНОВКА НА БАЗЕ АСИНХРОННОЙ МАШИНЫ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ Российский патент 2017 года по МПК H02P9/00 H02P9/46 H02K17/42 

Описание патента на изобретение RU2629552C2

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для преобразования механической энергии в электрическую с частотой выходного напряжения, не зависящей от скорости вращения генератора, может быть использовано в электроэнергетической отрасли.

Известен АГ с самовозбуждением, содержащий ротор с короткозамкнутой обмоткой и расположенный через рабочий зазор статор, выполненный в виде сердечника с Z зубцами с размещенной в пазах обмоткой статора, к которой подключена нагрузка, а также конденсаторы возбуждения [Вольдек А.И. Электрические машины. Л.: Энергия, 1974, с. 590-592].

Недостатком данного технического решения, препятствующим достижению указанного технического результата при использовании известного устройства являются массогабаритные показатели конденсаторной батареи, так же существенным недостатком данного решения является то, что при режиме короткого замыкания в цепи нагрузки он теряет возбуждение и прекращает процесс генерации.

Известно устройство, имеющее асинхронный генератор (АГ) с короткозамкнутым или фазным ротором и статор с двумя обмотками, одна из которых рабочая, а другая - обмотка возбуждения. Обмотка возбуждения соединена с электрическими конденсаторами, параллельно которым подключены рабочие обмотки дроссельных магнитных усилителей. Обмотки возбуждения и рабочая уложены отдельно друг от друга (см. патент RU 2392098 С1, опубл. 20.06.10).

Это техническое решение взято в качестве прототипа. Недостатком данного технического решения является опять же использование конденсаторного возбуждения. Присутствуют реактивные элементы, как конденсаторы, так и обмотки магнитных усилителей.

Задачей предлагаемого изобретения является создание автономной генераторной установки.

Технический результат, который может быть получен при реализации технического решения, заключается в преобразовании механической энергии в электрическую, с частотой выходного напряжения, не зависящей от частоты вращения генератора.

Технический результат достигается тем, что автономная генераторная установка содержит асинхронный генератор, две независимые группы обмоток на статоре, одна из которых рабочая обмотка, фазные концы которой соединены с сетью, а другая - обмотка возбуждения

Особенностью является то, что генераторная установка снабжена инвертором, к выходу которого подключены фазные концы обмотки возбуждения, к одному из входов инвертора подключен аккумулятор резервного питания и выход зарядного устройства, вход которого подключен к питающей сети; на валу асинхронного генератора установлен датчик скорости, который подключен к другому входу инвертора, свободный вход инвертора соединен с питающей сетью.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показана функциональная схема устройства преобразования механической энергии в электрическую, с частотой выходного напряжения, не зависящей от скорости вращения генератора.

Устройство содержит асинхронный генератор 1, который содержит две независимые группы обмоток 2 и 3 на статоре. Рабочая группа обмоток 2 (РО) соединена в звезду, фазные концы которой соединены с сетью. Обмотка 3 возбуждения (ОВ) также соединена в звезду, фазные концы обмоток 3 возбуждения подключены к выходу инвертора 4. К входу 1вх инвертора 4 подключен аккумулятор 5 резервного питания (АРП) и выход зарядного устройства (ЗУ) 6, вход которого подключен к питающей сети. На валу асинхронного генератора 1 установлен датчик 7 скорости (ДС), который подключен ко входу 2вх инвертора 4. Вход 3вх инвертора 4 соединен с питающей сетью.

Принцип работы устройства схож с принципом работы асинхронного тахогенератора: инвертор 4 подает напряжение на обмотку возбуждения 3, возникает пульсирующий магнитный поток, амплитуда этого потока зависит от приложенного к обмотке напряжения. При вращении ротора в генераторе будет наводиться э.д.с. вращения вследствие пересечения линий магнитного потока. Величина этой э.д.с. будет пропорциональна магнитному потоку и скорости вращения, а частота равна частоте тока в обмотке возбуждения [Л.М. Пиотровский Электрический машины. Л.: Энергия с. 372-374]. Питание инвертора осуществляется от аккумулятора 5 резервного питания, который подключен к зарядному устройству 6, который подсоединен к питающей сети. Один из входов инвертора 4 подключен к сети, для согласования выходной частоты инвертора с частотой сетевого напряжения. Для стабилизации амплитуды выходного напряжения генератора используется сигнал обратной связи с датчика 7 скорости, поступающий на второй вход инвертора 4. При достижении скорости вращении генератора определенного значения, инвертор 4 начинает подавать напряжение с определенной частотой и амплитудой, обеспечивающее требуемое выходное напряжение на обмотку возбуждения 3.

Похожие патенты RU2629552C2

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО СОГЛАСОВАННОГО ВРАЩЕНИЯ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМИ РОТОРАМИ 2015
  • Доманов Виктор Иванович
  • Доманов Андрей Викторович
  • Гаврилова Светлана Владимировна
RU2601740C1
СИСТЕМА БЕСПЕРЕБОЙНОГО И ГАРАНТИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ДЛЯ НАИБОЛЕЕ ОТВЕТСТВЕННЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2012
  • Богатырев Николай Иванович
  • Ванурин Владимир Николаевич
  • Баракин Николай Сергеевич
  • Степура Юрий Петрович
  • Семернин Дмитрий Юрьевич
  • Потешин Михаил Игоревич
RU2518907C1
УСТРОЙСТВО СОГЛАСОВАННОГО ВРАЩЕНИЯ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ 2015
  • Доманов Виктор Иванович
  • Доманов Андрей Викторович
  • Гаврилова Светлана Владимировна
RU2596216C1
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА МОЩНОСТИ ТЯГОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА НА ПЕРЕМЕННОМ ТОКЕ 2012
  • Лазаревский Николай Алексеевич
  • Самосейко Вениамин Францевич
  • Хомяк Валентин Алексеевич
  • Гельвер Фёдор Андреевич
  • Гагаринов Иван Владимирович
RU2509002C2
Ветроэнергетическая установка 2016
  • Никитенко Геннадий Владимирович
  • Коноплев Евгений Викторович
  • Бобрышев Андрей Владимирович
  • Коноплев Павел Викторович
RU2615564C1
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА МОЩНОСТИ ТЯГОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА НА ПЕРЕМЕННОМ ТОКЕ 2016
  • Гельвер Федор Андреевич
RU2640378C2
Электромеханический накопитель энергии в сети переменного тока 1977
  • Плесков Владимир Иванович
SU720620A1
ЭЛЕКТРОПРИВОД С АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА-ОПУСКАНИЯ ГРУЗА 2017
  • Доманов Виктор Иванович
  • Доманов Андрей Викторович
  • Мурзаков Дмитрий Геннадьевич
RU2663879C1
СИСТЕМА БЕСПЕРЕБОЙНОГО И ГАРАНТИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ДЛЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2019
  • Богатырев Николай Иванович
  • Ванурин Владимир Николаевич
  • Баракин Николай Сергеевич
  • Екименко Петр Павлович
  • Богдан Владимир Александрович
  • Дауров Адам Вячеславович
RU2724114C1
Преобразователь тяговый локомотива 2019
  • Багров Анатолий Евгеньевич
  • Мансуров Владимир Александрович
  • Булатов Вадим Львович
  • Рахимов Дамир Альмирович
  • Губанов Денис Яковлевич
  • Ковалев Юрий Николаевич
  • Сафин Евгений Адифович
  • Бабкина Тамара Николаевна
RU2732816C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 629 552 C2

Реферат патента 2017 года АВТОНОМНАЯ ГЕНЕРАТОРНАЯ УСТАНОВКА НА БАЗЕ АСИНХРОННОЙ МАШИНЫ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроэнергетической отрасли для преобразования механической энергии в электрическую с частотой выходного напряжения, не зависящей от скорости вращения генератора. Устройство содержит асинхронный генератор, на статоре которого имеются две независимые группы обмоток: обмотка возбуждения и рабочая обмотка. Рабочая обмотка подключена к сети, а обмотка возбуждения подсоединена к выходу инвертора. К входным контактам инвертора подключены аккумулятор резервного питания, датчик скорости и сеть. На вход аккумулятора резервного питания подключено зарядное устройство, питающееся от сети. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 629 552 C2

Автономная генераторная установка на базе асинхронной машины с короткозамкнутым ротором, содержащая асинхронный генератор, две независимые группы обмоток на статоре, одна из которых рабочая обмотка, фазные концы которой соединены с сетью, а другая - обмотка возбуждения, отличающаяся тем, что установка снабжена инвертором, к выходу которого подключены фазные концы обмотки возбуждения, к одному из входов инвертора подключен аккумулятор резервного питания и выход зарядного устройства, вход которого подключен к питающей сети; на валу асинхронного генератора установлен датчик скорости, который подключен к другому входу инвертора, свободный вход инвертора соединен с питающей сетью.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2017 года RU2629552C2

АСИНХРОННЫЙ СВАРОЧНЫЙ ГЕНЕРАТОР С ДВУМЯ РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ОБМОТКАМИ НА СТАТОРЕ ДЛЯ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОСВАРКИ С УЛУЧШЕННЫМИ ТЕПЛОВЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ 2008
  • Кицис Станислав Ильич
  • Паутов Дмитрий Николаевич
RU2392098C1
СБОРНЫЙ МАГНИТОПРОВОД ЯКОРЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ 2006
  • Ермолаев Дмитрий Сергеевич
RU2315410C1
Устройство для автоматического управления станком 1938
  • Фельдбаум А.А.
SU58309A1
GB 1152436 A, 21.05.1969
DE 3613636 A1, 11.12.1986
КОМПЛЕКСНАЯ ТЕЛЕВИЗИОННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ПОИСКА ПОТЕРПЕВШИХ БЕДСТВИЕ ЛЮДЕЙ С БОРТА ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА 1993
  • Сафьян Анатолий Дмитриевич
RU2087386C1
US 5525894 A1, 11.06.1996.

RU 2 629 552 C2

Авторы

Доманов Виктор Иванович

Доманов Андрей Викторович

Халиуллов Динар Салаватович

Даты

2017-08-30Публикация

2015-12-15Подача