Машинно-вентильный источник трехфазного напряжения стабильной частоты Советский патент 1985 года по МПК H02K29/00 H02M5/48 

11 Изобретение относится к электро-, технике и может быть использовано в автономньЕХ источниках питания, требующих стабильной частоты выходного напряжения при переменной скорости вращения привода. Известны машинно-вентильные источники трехфазного напряжения стабильной частоты, выполненные по схеме: синхронный г,енератор-выпрямитель-инвертор, в которых выходной сигнал формируется с помощью статических преобразователей Cl3 Недостатки данных устройств низкое качество формы кривой выходного шпряжения и сложность системы управления полупроводниковыми ключами . Наиболее близким к изобретению является машинно-вентильный источник трехфазного напряжения стабильной частоты, содержащий синхронный генератор, обмотка возбуждения которого выполнена с числом пар полюсов Р и расположенный с ним на одном валу асинхронный возбудитель, статорная и роторная обмотки которого вьшолнены с числом пар полюсов 7 и подключены соответственно к. задатчику частоты и дополнительной обмотке возбуж дения синхронного генератора, расположенной на роторе последнего и выполненной с числом пар полюсов Р , объединенные выводы роторной обмотки асинхронного возбудителя и допрлнительной обмотки возбуждения синхронного генератора связаны через вы прямитель с обмоткой возбуждения синхронного генератора, и силовой коммутатор, подключенньй к статорной обмотке синхронного генератора, выполненной из трех однофазных обмоток 2j. Недостатками известных устройств являются сложная технолргия изготовления и относительно высокий коэффициент нелинейных искажений выходного напряжения. Цель изобретения - упрощение технологии изготовления с одновременным уменьшением коэффициента нелинейных искажений выходного напряжения. Поставленная цель достигается тем, что в машинно-вент11пьном источнике трехфазного напряжения стабильной частоты, содержащем синхронный генератор, обмотка возбуждения кото рого вьпюлнена с числом пар полюсов Р;, , и расположенный с ним на одном 1J валу асинхронный возбудитель, статорная и ро орная обмотки которого выполнены с числом пар полюсов Pj и подключены соответственно к задатчику частоты и дополнительной обмотке возбуждения синхронного, генератора, расположенной на роторе последнего и вьшолненной с числом пар полюсов Р-, объединенные выводы роторной обмотки асинхронного возбудителя и дополнительной обмотки возбуждения синхронного генератора связаны через выпрямитель с обмоткой возбуждения синхронного генератора, силовой коммутатор, подключенный к статорной обмотке синхронного генератора, статорная обмотка синхронного генератора содержит две якорные обмотки, имеющие одинаковый шаг, первая из которых выполнена трехфазной с числом пар полюсов PJ и соединена по схеме Звезда, а вторая состоит из трех комплектов трехфазных секций, соединенных по схеме Звезда и имеющих число пар полюсов Р , причем каждая фаза первой якорной обмотки подключена к объединенным выводам секций соответствующих комплектов второй якорной обмотки синхронного генератора, при этом число пар полюсов всех обмоток имеют соотношение Р,Р,-НРЭ., На чертеже представлена электрическая схема машинно-веитильного источника трехфазного напряжения стабильной частоты. Устройство содержит синхронный генератор 1, обмотка 2 возбуждения которого вьтолнена с числом пар полюсов Р, и расположенный с ним на одном валу 3 асинхронный возбудитель 4, статорная 5 и роторная 6 обмотки которого вьшолнены с числом пар полюсов Р и подключены соответственно к задатчику 7 частоты и дополнительной обмотке 8 возбуждения синхронного генератора 1, расположенной на роторе последнего и выполненной с числом пар полюсов Р- . Объединенные выводы роторной обмотки 6 асинхронного вoзбyдIJ,тeля 4 и дополнительной обмотки 8 возбуждения синхронного генератора 1 связаны через выпрямитель 9 с обмоткой 2 возбуждения синхронного генератора 1. Силовой коммутатор 10 подключен к статорной обмотке синхронного генератора 1, содержащей две якор3ные обмотки 11 и 12, имеющие одинаковый шаг. Первая якорная обмотка 1 выполнена трехфазной с числом пар полюсов РЗ и соединена по схеме Звезда. Вторая якорная обмотка 12 состоит из трех комплектов 13-15 трехфазных секций, соединенных по .схеме Звезда и имеющих число пар полюсов Р . Каждая фаза первой якор ной обмотки 11 подключена к объединенным выводам секций соответствующих комплектов. 13-15 второй якорной обмотки 12 синхронного генератора 1 числа пар полюсов всех обмоток имеют соотношение Р,Р,+Р,. Устройство работает следующим об разом. При вращении вала 3 и питании статорной обмотки 5 асинхронного возбудителя 4 от задатчика 7 частоты в роторной обмотке 6 асинхронног возбудителя 4 наводится ЭДС с часто той o P2 где U) - угловая частота вращения вала 3 (ротора), tOg - угловая частота, определя емая задатчиком 7 частоты Нагрузкой роторной обмотки 6 аси хронного возбудителя 4 являются обмотка 2 возбуждения и дополнительна обмотка 8 возбуждения синхронного г нератора 1 . Выпрямленный выпрямителем- 9 пост янньй ток, протекая по обмотке 2 воз буждения наводит во второй якорной обмотке 12 ЭДС с частотой U),,P, Переменный ток, протекающий по :дополнительной обмотке 8 возбуждения 1714 синхронного генератора 1,наводит в первой якорной обмотке 11 синхронного генератора 1 ЭДС с частотой и)и(Р2+Рз)-Кл)д. В результате сложения ЭДС первой 11 и второй 12 якорных обмоток возникает результирующая ЭДС, амплитуда которой изменяется с частотой биения 6t 6 1,- w,j, (РЗ +Р, -Р ) + о Для того, чтобы частота биений не зависела от частоты вращения первичного вала, т.е. Wg u)jj, необходимо, чтобы числа пар полюсов обмоток были в соотношении . Анализ выражений для ЭДС на выходе статорной обмотки 2 синхронного генератора 1 показывает, что в каждой фазе нагрузки происходит сложение ЭДС первой и второй якорных обмоток 11 и 12, сдвинутых одна относительно другой, чем обеспечивается высокое качество выходного напряжения. Сдвиг огибающих ЭДС составляет Л/3. С помощью силового коммутатора 10 получается сдвиг ЭДС|на нагрузки на угол 27Г/3. Изобретение позволяет получить низкое значение коэффициента нелинейных искажений без применения сложной схемы статического преобразования частоты и фильтров, обладающих значительными массогабаритнымн показателями. Бесконтактность устройства также повышает его надежность. Высокое качество выходного напряжения и упрощение технологии изготовления, обусловлены использованием двух якорных обмоток синхронного генератора, намотанных с одинаковым щагом.

; МАиИННО-ВЕНТИЛЬНЫЙ ИСТОЧНИК ТРЕХФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ СТАБИЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ, содержащий ринхронный генератор, обмотка возбуждения которого вьтолнена с числом пар полюсов Р. , и расположенньй с ним на одном валу асинхронный возбудитель, статорная и роторная обмотки которого выполнены с числом пар полюсов Р и подключены соответственно к задатчику частоты и дополнительной обмотке возбуждения синхронного генератора, расположенной на роторе последнего и выполненной с числом пар полюсов PJ , объединенные вьшоды роторной обмотки асинхронного возбудителя и дополнительной обмотки возбуждения синхронного генератора соединены через выпрямитель с обмоткой во.збуждения синхронного генератора, силовой, коммутатор, подключенный к статорной обмотке синхронного генератора, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления с одновременным уменьшением коэффициента нелинейных искажений выходного напряжения, статорная обмотка синхронного генератора содержит две якорные обмотки, имеющие одинаковый (О шаг, первая из которых вьтолнена трехфазной с числом пар полюсов Pj и соединена по схеме Звезда, а вторая состоит из трех комплектов трехфазных секций, соединенных по схеме Звезда и имеющих число пар полюсов Р , причем каждая фаза пер4 вой якорной обмотки подключена 4 к объединенным выводам секций соответствующих комплектов второй якорной обмотки синхронного генератора, при этом числа пар полюсов всех обмоток имеют соотношение P-l Pi+P3