Устройство для получения @ -фазного тока стабильной частоты Советский патент 1984 года по МПК H02P9/42 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к генераторам пере менного тока, и может быть использовано в.народном хозяйстве, где необходимо обеспечить потребителей током стабильной частоты при переменной ча тоте вращения автономных генераторов, в частности, в авиационных, судовых, и ветроустановках. Известно устройство для получения однофазного переменного тока стабиль ной частоты от генератора переменной частоты вращения, содержащее генератор с обмоткой возбуждения, маломощный источник стабильной низкой частоты, преобразователь и фильтр. Устройство работает.по принципу амплитудной модуляции высокочастотного напряжения мощного генератора при переменной ч-астоте вращения. Ста бильность частоты устройства обеспет чивается питанием обмотки возбуждени от маломощного источника низкой-частоты. Модулированное напряжение генератора выпрямляется, преобразовывается в переменное и фильтруется 1 Недостаток данного устройства неудовлетворительные массо-габаритные показатели. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для получения т-фазного тока стабильной частоты, .содержащее два жестко связанных т-фазных генератора, обмотки возбуждения которых подключены к т-фазному маломощному источнику стабильной частоты, а якорные обмотки через контактные группы защиты, коммутаторы и фильтры связаны с выводами для подсоединения нагрузки, блоки управления, первымивходами подключ.нные к одноименным выходам т-фазн.го маломощного источника стабильной частоты, а вторыми входами через реле защиты - к выводам для подсоединения нагрузки, с которыми также через реле напряжения соединён вход управления т-фазного маломощного источника стабильной частоты, при этом выходы блоков управления связаны с входами управления коммутаторов соответствующих фаз . Недостатком известного устройства являются неудовлетворительные массогабаритные показатели за счет наличия m генераторов. Цель, изобретения - улучшение масСо габаритных показателей. Поставленная .цель достигается тем, что в устройстве для-получения т-фазного тока стабильной частоты, содержащем два жестко связанных т-фазных гене4)атора-, обмотки возбуж дения которых подключены к т-фазному маломощному источнику стабильной частоты, а якорные обмотки через контакт ные группы защиты, коммутаторы и фильтры связаны с вьгоодами для подсоединения нагрузки, блоки управления, первыми входами подключенные к одноименным выходам т-фазного маломощного источника стабильной частоты, а вторыми входами через реле защиты - к выводам для подсоединения нагрузки;, с которыми также через реле напряжения соединен вход управления т-фазного / маломощного источника стабильной частоты, при этом выходы блоков управ ления связаны с входами управления коммутаторов соответствукяцих фаз, обмотки возбуждения двух т-фазных генераторов выполнены в виде т-фазных обмоток, подключенных последовательно и с обратньм порядком чередования фаз по отношению друг к другу к т-фазному маломощному источнику стабильной частоты, начала т-фазной якорной обмотки первого генератора объединены, на якоре второго гене- ратора расположены m групп т-фазной якорной обмотки, начала т-групп якорной обмотки второго генератора связаны с концами т-фазной якорной обмотки первого генератора, причем первая группа т-фазной якорной обмотки второго генератора подсоединена синфазно с т-фазной якорной обмоткой первого генератора, а каж.дан следующая группа т-фазной якорной обмотки второго генератора подсоединена к т-фазной якорной обмотке первого генератора со сдвигом на фазу в направлении опережения по отношению к подключенной предьщущей группе, причем концы каждой группы т-фазной якорной обмотки второго генератора связаны с входами контактных групп защиты одноименных фаз. На фиг. 1 представлена структурная схема устройства при m 3; на фиг.2 временные диаграммы. . Устройство для получения т-фазного тока стабильной частоты при m 3 содержит два жестко связан;1ых трехфазных генератора I и 2, обмотки 3 и 4 возбуждения которых подключены к трехфазному маломощному источни ку 5 стабильной частоты, а якорные . обмотки 6 и 7 через контактные группы 8 защиты, коммутаторы 9 и фильтры 10связаны с вьтодами 11 для подсоединения нагрузки 12, блоки 13 управления, первыми входами 14 подключенные к одноименным выходам трехфазного маломощногб источника 5 ста- бильной частоты, а -вторыми входами 15 через реле 16 защиты - к выводам 11для подсоединения нагрузки, с которымитакже через реле 17 напряжения , соединен вход 18 управления трехфазного маломощного источника 5 стабильной частоты, при этом выходы блоков 13 управления связаны с входами 19 управления коммутаторов 9 соответствующих фаз. Обмотки возбуждения 3 и 4 двух трехфазных генераторов выполнены в виде трехфазных обмоток, подключенных последовательно и с обратным порядком чередования фаз по .отношению друг к другу к трехфазному маломощному источнику 5 стабильной частоты. Начала трехфазной якорной обмотки 6 первого генератора 1 объединены. На якоре второго генератора 2 расположены три группы 20 трехфазной якорнрй обмотки 7. Начала трех групп 20 якорной обмотки 7 второго генератора 2 связаны с концами трех фазной якорной обмотки 6 первого генератора 1, причем первая группа (на фиг. 1, верхняя), трехфазной якор ной обмотки 7 второго генератора 2 соединена синфазно с трехфазной якорной обмоткой первого генератора 1каждая следующая группа трехфазной якорной обмотки 7 второго генератора 2подсоединена к трехфазной якорной обмотке 6 первого генератора со сдвигом на фазу в направлении опережения по отношению к- подключенной пр дыдущей группе, причем концы каждой группы 20 трехфазной якорной обмотки 7 второго генератора связаны с контактных групп 8 защиты одноименных фаз. Управление коммутаторами 9 осуществляется блоками 13 управления, подключенными к трехфазному маломощному источнику стабильной частоты 5 и через реле 16 защиты к вьшодам 11 для подключения трехфазной нагрузки 12. Реле 17 напряжения подключено с входа 11 трехфазной нагрузки 12 к входу 18 управления трёхфазного малс мощного источника 5 стабильной частоты. В качестве т-фазного маломощного источника 5 стабильной частот и может быть использован трехфазный трансформатор с отпайками во обмотке, а первичная обмотка подключена к трехфазной сети. Выводы вторич ной обмотки через тиристоры подключены к обмоткам возбуждения генераторов 1 и 2. Контактная группа 8 защиты для каждой фазы состоит из Контактора с тепловой защитой по максимальному току и защитой от токов короткого замыкания в цепи. Коммутатор 9 состоит из двух управляемых трехфазных мостовых схем, включенных параллельно и навстречу друг.другу (для m 3 - 12 вентилей на каждую фазу). Фильтр 10 индуктивно-емкостной . Блок 13 управления состоит из фазовращателя, схемы ограничения, дифференцирующей цепочки, вьтрямительного моста, трансформатора, ждущего мультивибратора, силового мультивибратора и выходного трансформатора, для формирования прямоугольных импульсов управления тиристор- ными -мостами коммутаторов 9. Реле 16 защиты контролирует ре- жим работы коммутаторов 9 и генератор модуляторов 1 и 2 по допустимому току нагрузки. При перегрузках реле 16 защиты через блок 1 управления отключает коммутатор 9. Реле 17 напряжения имеет блок сравнения вькодного напряжения с опорным и предназначено для стабилизации выходного напряжения устройства. Устройство работает cлeдyюпp м образом. В генераторе 1 круговой магнитный поток, создаваемый симметричной обмоткой 3 возбуждения вращается в направлении вращения ротора и в якор ной обмотке 6 наводится ЭДС с частотой, где fa - частота вращения; fg - частота возбуждения. В генераторе 2 круговой магнитный поток, создаваемый обмоткой 4 возбуждения вращается в направлении, противоположном вращению ротора. В якорной обмотке 7 наводится ЭДС с fo частотойПри последовательном соединении якорньк обмоток 6 и 7 ЭДС суммируются и на выходе получают биение ЭДС с лесущей частотой f . - (f j+f, ) fo , частота биений равна f 1апряжение в якорной обмотке 6 генератора 1 равно Uq, «-U sin(CJe + ajg)t; Ue, и sin|(COo +Wg)t - 120°J ; Ug и sin(CJo +Wg)t + 120 , ;где Aj ,j,C;(- фазы якорной обмотки генератора 1} i/B- 2wfB. Напряжение в якорной обмотке 7 мерагора 2 равно О2г42 а„ и 8in(cOo-W8)t; и sin()t-120 вг,-«вгГ U.sin(Wo -Wg)t+120 ,Г с« с„где A,j|, первой группы; Ajj,B,,,Cj2 фазы второй группы; A,Bj,, фазы третьей группы якорной обмотки 7 ге нератора 2. Напряжение на входе контактной группы 8 защиты ( А нагрузки) составляет ftq °2Usin (t. ft8- e/ 8M 2Usin(u,t-120)cos AC U bUc2 2U8in(«ot-H20°)cos6)gt где входы контактной груп пы 8 защиты, связанны соответственно с фаза AJ,, В,, Cj|. Напряжение на входе контактной группы защиты 8 (фаза В нагрузки) Ug «Ug +Uj.2UsinOot--cos(cj|,t-120°) Uj U +U 2Usin(cJot-120°) cos (uj,t-120° u « Ua -KJjj 2Usin(6J t+120°)cos(C3gt-120 где Вд ,Bj ,Eg - входы контактной гру пы 8 защиты,связанны с фазами Ад, , Cj Напряжение на входе контактной группы защиты 8 (фаза С нагрузки) равно V c r i otCosCWet+I O); ,j 2Usin(cjot-120)cos(Ujt-i-i20°) ; ,-H,2Usin(u t-i-120)cos(cJjt+120°). где Co|,Cn,Cj - входы контактной группы 8 защиты, связанные с фазами В.о, Cjj . Таким образом, на входах коммутаторов 9 получают три системы напряжений . Одна система напряжений отличается от другой на угол сдвига ог йающих частоты fg , равный 22. . в каждой системе имеются напряжения несущей частоты, сдвинутые по фазе также на угол i5 . Коммутатор 9 каждой фазы имеет свой блок 13 управления, подключенньй к соответствующей фазе т-фазного маломощного источника 5 стабильной частоты. Блоки 13 управления формируют прямоугольные импульсы тока управления коммутаторами 9, обеспечивают поочередное открывание мостов коммутаторов 9, а при изменении фазового угла нагрузки (fu синхронно изменяют фазовый угол коммутации (р . . На выходе коммутаторов 9 полученньм переменный ток с частотой f, фильтруется i проходя через фильтр 10, и поступает на нагрузку 12. Напряжение фазы Ид показано на иг. 2а а фазный ток нагрузки 1д - . на фиг. 2б, .фазное напряжение источника стабильной частоты на фиг.2 Ь ,сигнальп .управления тиристорными мостами коммутаторов 9 прямой и обратной проводимости - на фиг. 21, амплитуда первой гармоники выходного напряжения Ugt,., на фиг.2й. Предлагаемое устройство из двух генератор-модуляторов можно совместить в одном корпусе. Предлагаемое устройство для получений т-фазного тока стабильной час тоты при переменной частоте враще- ния генератора, состоящее из двух т-фазных генераторов, экономичнее известного устройства, состоящего, из m генераторов. n Л А иг.г вых

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ т-ФАЗНОГО ТОКА СТАБИЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ, содержащее два жестко связанных го-фазных генератора, обмотки возбуждения которых подключены к т-фазному маломощному источнику стабильной частоты, а якорные обмотки через контактные группы защиты, коммутаторы и фильтры связаны с выводами для подсоединения нагрузки, блоки . управления, первыми входами подключенные к одноименным выходам т-фазно го маломощного источника стабильной частоты, а вторыми входами через реле защиты - к вьгоодам дпя подсоединения нагрузки,с которыми также через реле напряжения соединен вход управления т-фазного маломощного источника стабильной частоты, при этом выходы блоков управления связаны с входами управления коммутаторов соответствующих фазj отличающееся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей, обмотки возбуждения двух т-фазных генераторов выполнены в виде т-фазных обмоток, подключенных последовательно и с обратным порядком чередования, фаз по отношению друг к другу к т-фазному маломощному источнику стабильной частоты, начала т-фазной якорной обмотки первого генератора объединены, на якоре второго генератора расположены m групп т-фазной якорной обмотки, начала m Групп якор (/) ной обмотки второго генератора связаны с концами т-фазной якорной обмотки первого генератора, причем первая, группа т-фазной якорной обмотки второго генератора подсоединена синфазно с т-фазной яко;)ной обмоткой первого генератора, а каждая следуюN9 щая группа т-фазной якорной обмотки второго генератора подсоединена к т-фазной якорной обмотке первого ч| генератора со сдвигом на фазу в на9д О) правлении опережения по отношению к подю1юченной предьщущей группе, причем концы.каждой группы т-фазной якорной обмотки второго генератора .связаны с входами контактных групп защиты одноименных фаз.