УСТРОЙСТВО ВОЗБУЖДЕНИЯ ГЕНЕРАТОРА И КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ГЕНЕРИРУЕМОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ВЕНТИЛЬНО-РЕАКТИВНЫМ ГЕНЕРАТОРОМ Российский патент 2019 года по МПК H02P9/26 H02P9/30 H02P9/40 H02K19/36 H02K21/14 

Описание патента на изобретение RU2690673C1

Техническое решение относится к области генерирования электрической энергии электрическими машинами и касается особенностей устройства управления возбуждения генератора, применяемых в электроприводе, в транспорте, в нефтегазовой отрасли.

В качестве аналога взят SRM (Switched Reluctance Motor), приведенный на Fig.7.2 (Page 100) и описанный в монографии Miller TJ.E. Switched reluctance motor and their control. Magna physics publishing and Clarendon press. Oxford. 1993. Рассматриваемый двигатель состоит из синхронного индукторно-реактивного двигателя, датчика положения ротора, системы управления и вентильного коммутатора. Статор синхронного индукторно-реактивного двигателя выполняется с прямыми зубцами, на которых размещаются катушечные обмотки, соединяемые в многофазную обмотку; ротор - зубчатый, безобмоточный. Число зубцов статора не равно числу зубцов ротора. В отечественной технической литературе данный тип двигателя получил наименование вентильный индукторно-реактивный двигатель (ВИРД). [Голландцев Ю.А. Вентильные индукторно-реактивные двигатели. СПб.: ГНЦ РФ - ЦНИИ "Электроприбор", 2003]. К недостаткам прототипа можно отнести наличие дополнительного датчика положения, установка которого на валу двигателя увеличивает массогабаритные размеры электромашинного агрегата.

В качестве прототипа взят вентильно-реактивный генератор, патент №168624 от 13.02.2017. Рассматриваемый генератор состоит из безобмоточного ротора, статора, имеющего полюса с обмотками, дополнительно на которые намотаны обмотки контроля, расположенные с определенным шагом, обеспечивающие определение положение ротора вследствие изменения магнитного поля;

К недостаткам прототипа можно отнести невозможность осуществить контроль качества генерируемой электрической энергии

Задачей устройство возбуждения генератора и контроля качества генерируемой электрической энергии вентильно-реактивным генератором является расширение технологических возможностей т.е. обеспечить управление режимами работы генератора и контролем качества генерируемой электрической энергии.

В устройство возбуждения генератора и контроля качества электрической энергии, генерируемой вентильно-реактивным генератором, содержащим вал, безобмоточный ротор с полюсами, статор с полюсами, поочередно охваченными фазными обмотками и обмотками контроля, расположенными с определенным шагом, дополнительно введены выпрямитель, фильтры, вентильный коммутатор, накопитель электрической энергии, компаратор, микропроцессорная система, панель управления, генератор квадратурных сигналов, источники тока, блоки драйверов, блок контроля качества генерируемой электроэнергии, причем сетевое напряжение подается на выпрямитель, который связан с фильтром, который имеет связь с панелью управления и генератором квадратурных токов. Панели управления имеет двухстороннюю связь с микропроцессорной системой, которая в свою очередь связана с вентильный коммутатор, через блок драйверов и с генератором квадратурных токов. Генератор квадратурных токов имеет связи с источниками тока, которые связаны с коммутатором. Коммутатор имеет двухстороннюю связь с фазными обмотками вентильно-реактивного генератора. Обмотки контроля связаны с коммутатором. Коммутатор имеет выходы на микропроцессорную систему через фильтр и компаратор и на блок контроля качества генерируемой электроэнергии через фильтр. Блок контроля качества генерируемой электроэнергии имеет связь с накопителем электрической энергии и микропроцессорной системой. С накопителя электрической энергии электрическая энергия направляется на последующее использование.

На Фиг. изображена схема устройства возбуждения генератора и контроля качества генерируемой электрической энергии вентильно-реактивным генератором.

Сетевое напряжение подается на выпрямитель 1, выход которого связан с входом фильтра 2, выход которого связан с входом панели управления 3 и входом генератора квадратурных токов 4, панель управления 3 имеет двухстороннюю связь с микропроцессорной системой 5, выходы которой связаны с входами блока драйверов 6, выходы которого связаны с входами вентильного коммутатора 7 и с входом генератора квадратурных токов 4, выходы которого связаны с входами источников тока 8, 9, выходы которого связаны с входами коммутатора 7, который имеет двухстороннюю связь с фазными обмотками 10 вентильно-реактивного генератора 11, выходы обмотки контроля 12 связаны с входами коммутатора 7, который имеет выходы, связанные с входами фильтра 13, выходы которого связанны с входами компаратора 14, выходы которого связанны с входами микропроцессорной системы 5, и выход, связанный с входом фильтра 15, выход которого связан с входом блока контроля качества генерируемой электроэнергии 16, выходы которого связаны с входом микропроцессорной системы 5 и накопителем электрической энергии 17. Электрическая энергия с накопителя электрическая энергия 17 направляется на последующее использование.

Работа устройства возбуждения генератора и контроля качества электрической энергии, генерируемой вентильно-реактивным генератором 11, содержащем вал, безобмоточный ротор с полюсами, статор с полюсами, поочередно охваченными фазными обмотками 10 и обмотками контроля 12, осуществляется микропроцессорной системой 5 на основе сигналов от панели управления 3 и заданных параметров генерации, питание на которое подается от сети через выпрямитель 1 и фильтр 2. Определение положение ротора реактивно-вентильного генератора определяет микропроцессорная система 5 на основе сформированных измерительных токов генератором квадратурных токов 4 (питание на который так же подается от сети через выпрямитель 1 и фильтр 2) через источники тока 8, 9 и с компаратора 14 через фильтр 13 вследствии изменения магнитного потока, а, следовательно, и ЭДС в обмотках контроля 12. На основании положения ротора микропроцессорная система 5 подает сигналы на замыкание силовых ключей через блоки драйверов 6 на вентильный коммутатор 7 для подачи питания на фазные обмотки 10 реактивно-вентильного генератора 11. На основании положения ротора микропроцессорная система 5 подает сигналы на замыкание силовых ключей через блоки драйверов 6 на вентильный коммутатор 7 для снятия ЭДС с фазных обмоток 10 реактивно-вентильного генератора 11, на которых магнитный поток максимален. Блок контроля качества генерируемой электроэнергии 16, подключенный через фильтр 15, определяет значения показателей качества генерируемой электроэнергии и подает сигнал на микропроцессорную систему 5, которая путем сравнения показателей с номинальными значениями контролирует качество генерируемой электроэнергии, которая поддана на накопитель электрической энергии 17 с ее последующим использованием.

Предложенное техническое решение позволило расширить технологические возможности вентильно-реактивного генератора, путем управления его режимами работы и контролем качества генерируемой электрической энергии.

Похожие патенты RU2690673C1

название год авторы номер документа
Устройство резервного возбуждения синхронного генератора на основе реактивно-вентильного генератора 2021
  • Степанов Владимир Михайлович
  • Карпунин Дмитрий Александрович
RU2759560C1
УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕЖИМА ОХЛАЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СИЛОВОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПОДСТАНЦИИ 2020
  • Степанов Владимир Михайлович
  • Свистунов Николай Андреевич
RU2728285C1
ВЕНТИЛЬНО-ИНДУКТОРНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА С ПЕРЕКЛЮЧАЕМЫМИ ФАЗНЫМИ ОБМОТКАМИ 2018
  • Коровин Владимир Андреевич
RU2698464C1
ВЕНТИЛЬНО-ИНДУКТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД С ЭКСТРЕМАЛЬНЫМ РЕЖИМОМ РАБОТЫ 2013
  • Темирев Алексей Петрович
  • Цветков Алексей Александрович
  • Киселев Василий Иванович
  • Квятковский Игорь Анатольевич
  • Темирев Алексей Алексеевич
  • Котлов Александр Алексеевич
  • Островский Игорь Павлович
RU2540319C2
ИНДУКТОРНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА СО ВСТРОЕННЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ 2018
  • Коровин Владимир Андреевич
RU2689380C1
ИНДУКТОРНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА 2017
  • Коровин Владимир Андреевич
  • Чернышев Алексей Дмитриевич
RU2662233C1
СУДОВАЯ ПРОПУЛЬСИВНАЯ ВАЛОГЕНЕРАТОРНАЯ УСТАНОВКА 2012
  • Григорьев Андрей Владимирович
  • Глеклер Елена Алексеевна
  • Кулагин Юрий Александрович
  • Зайнуллин Руслан Ринатович
RU2543110C2
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ТРАНСМИССИЯ САМОХОДНОЙ МАШИНЫ 2017
  • Коровин Владимир Андреевич
RU2648660C1
ИНДУКТОРНЫЙ ГЕНЕРАТОР С СОВМЕЩЕННЫМИ ОБМОТКАМИ ВОЗБУЖДЕНИЯ И СТАТОРА 2019
  • Коровин Владимир Андреевич
  • Чернышев Алексей Дмитриевич
RU2702615C1
ИНДУКТОРНЫЙ ГЕНЕРАТОР С СОВМЕЩЕННЫМИ ОБМОТКАМИ ВОЗБУЖДЕНИЯ И СТАТОРА 2017
  • Коровин Владимир Андреевич
RU2658636C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 690 673 C1

Реферат патента 2019 года УСТРОЙСТВО ВОЗБУЖДЕНИЯ ГЕНЕРАТОРА И КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ГЕНЕРИРУЕМОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ВЕНТИЛЬНО-РЕАКТИВНЫМ ГЕНЕРАТОРОМ

Техническое решение относится к области электротехники и может быть использовано для управления возбуждением генераторов, применяемых в электроприводе, в транспорте, в нефтегазовой отрасли. Техническим результатом является расширение технологических возможностей за счет обеспечения управления режимами работы генератора и контролем качества генерируемой электрической энергии. В устройство возбуждения генератора и контроля качества генерируемой электрической энергии вентильно-реактивным генератором, содержащем вал, безобмоточный ротор с полюсами, статор с полюсами, поочередно охваченными фазными обмотками и обмотками контроля, расположенными с определенным шагом, дополнительно введены выпрямитель, фильтры, вентильный коммутатор, накопитель электрической энергии, компаратор, микропроцессорная система, панель управления, генератор квадратурных сигналов, источники тока, блоки драйверов, блок контроля качества генерируемой электроэнергии. Сетевое напряжение подается на выпрямитель, выход которого связан с входом фильтра, выход которого связан с входом панели управления и входом генератора квадратурных токов. Панель управления имеет двухстороннюю связь с микропроцессорной системой, выходы которой связаны с входами блока драйверов, выходы которого связаны с входами вентильного коммутатора и с входом генератора квадратурных токов, выходы которого связаны с входами источников тока, выходы которых связаны с входами коммутатора, который имеет двухстороннюю связь с фазными обмотками вентильно-реактивного генератора; выходы обмотки контроля связаны с входами коммутатора, который имеет выходы, связанные с входами фильтра, выходы которого связаны с входами компаратора, выходы которого связаны с входами микропроцессорной системы, и выход, связанный с входом фильтра, выход которого связан с входом блока контроля качества генерируемой электроэнергии, выходы которого связаны с входами микропроцессорной системы и накопителя электрической энергии. Электрическая энергия накопителя электрической энергии направляется для последующего использования. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 690 673 C1

Устройство возбуждения генератора и контроля качества генерируемой электрической энергии вентильно-реактивным генератором, содержащее вал, безобмоточный ротор с полюсами, статор с полюсами, поочередно охваченными фазными обмотками и обмотками контроля, расположенными с определенным шагом, отличающееся тем, что дополнительно введены выпрямитель, фильтры, вентильный коммутатор, накопитель электрической энергии, компаратор, микропроцессорная система, панель управления, генератор квадратурных сигналов, источники тока, блоки драйверов, блок контроля качества генерируемой электроэнергии, причем сетевое напряжение подается на выпрямитель, выход которого связан с входом фильтра, выход которого связан с входом панели управления и входом генератора квадратурных токов, панели управления имеют двухстороннюю связь с микропроцессорной системой, выходы которой связаны с входами блока драйверов, выходы которого связаны с входами вентильного коммутатора и с входом генератора квадратурных токов, выходы которого связаны с входами источников тока, выходы которых связаны с входами коммутатора, который имеет двухстороннюю связь с фазными обмотками вентильно-реактивного генератора, обмотки контроля, выходы которых связаны с входами коммутатора, который имеет выходы, связанные с входами фильтра, выходы которого связаны с входами компаратора, выходы которого связаны с входами микропроцессорной системы, и связанные с входом фильтра, выход которого связан с входом блока контроля качества генерируемой электроэнергии, выходы которого связаны с входом микропроцессорной системы и накопителем электрической энергии, с накопителя электрической энергии электрическая энергия направляется на последующее использование.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2019 года RU2690673C1

ИНДУКТОРНЫЙ ГЕНЕРАТОР С СОВМЕЩЕННЫМИ ОБМОТКАМИ ВОЗБУЖДЕНИЯ И СТАТОРА 2017
  • Коровин Владимир Андреевич
RU2658636C1
УСТРОЙСТВО для ОХЛАЖДЕНИЯ БУНТОВ ГОРЯЧЕГО!^.ПРОКАТА 0
  • В. К. Авдеенко, Н. С. Галатов, В. В. Гетманец, Ю. В. Гончаров, В. И. Губинский, Д. Г.Игнатенко, И. Марковский, А. Н. Мина Н. А. Суханов, Н. Ю. Тайц А. П. Чекмарев
SU168624A1
ДЛЯ НАБИВКИ ФОРМ ИСТЕРЖНЕЙ 0
  • Зам Житель
  • Л. Кузкечов Б. К. Р. Л. Геллер
  • Гвенны Каучио Лаедопател Ьскип Манигностросн Лкге Ной Технологии
  • Томатич Ский
SU172453A1
DE 112011114506 T5, 12.12.2013
JP 2002034300 A, 31.01.2002
KR 101311378 B1, 25.09.2013
US 5493195 A, 20.02.1996.

RU 2 690 673 C1

Авторы

Степанов Владимир Михайлович

Авдошин Вадим Сергеевич

Карпунин Дмитрий Александрович

Даты

2019-06-05Публикация

2018-10-15Подача