Асинхронный вентильный генератор Советский патент 1985 года по МПК H02P9/44 

20

fpuz.f Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электроснабжения автономных объектов. Известен асинхронньш вентильный генератор, содержащий низковольтную и высоковольтную статорные обмотки, выполненные, многофазными, два выпрямителя и инвертор. Вход первого вьшрямителя и выход инвертора подсоединены к высоковольтной статорной обмотке, а соединенные вместе выход первого выпрямителя и вход инвертора - к высоковольтному накопителю энергии постоянного тока. .Низковольтная обмотка через второй выпрямитель подключена к потребителям энергии постоянного тока 1. Недостатками асинхронного вентильного генератора являются повышенные масса и габариты из-за наличия двух выпрямителей н использования высоковольтной статорной обмотки только для его возбуждения. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является асинхронный вентильный генератор, содержащий низковольтную и высоковольтную статорные обмоткн, выполненные многофазными, выпрямительный мост, вход которого подключен к выводам фаз низковольтной статорной обмотки, мостовой инвертор, вход которого соединен с выходом выпрямительного моста и выводными клеммами накопителя энергии постоянного тока. Выход мостового инвертора подсоединен к входу выпрямительного моста 2. Недостатками известного устройства являются увеличенные масса и габариты из-за больших токов, коммутируемых мостовым инвертором, и значительных потерь энергии в нем. Цель изобретения - уменьшение массы и габаритов асинхронного вентильного генератора. Поставленная цель достигается тем, что в асинхронном вентильном генераторе, содержащем низковольтную и высоковольтную статорные обмотки, выполненные многофазными, выпрямительный мост, вход которого подключен к выводам фаз низковольтной статорной обмотки, мостовой инвертор, вход которого соединен с выходом выпрямительного моста и выводными клеммами накопителя энергии постоянного тока, низковольтная статорная обмотка соединена в звезду и выводами фаз подключена к началам фаз высоковольтной статорной обмотки, а кон-цы фаз высоковольтной статорной обмотки соединены с выходом мостового инвертора. Кроме того, выводы фаз низковольтной статорной обмотки соединены с началами одноименных фаз высоковольтной статорной обмотки. Каждый из выводов фаз низковольтной статорной обмотки соединен с началом последующей фазы высоковольтной статорной -обмогки, накопитель энергии постоянного тока выполнен в виде двух накопителей, соединенных последовательно, точка соединения накопителей соединена с нулевым выводом низковольтной статорной обмотки. На фиг. 1 и 2 представлены принципиальные электрические схемы асинхронных вентильных генераторов. Асинхронный вентильный генератор содержит низковольтную 1 и высоковольтную 2 статорные обмотки, выполненные многофазными, выпрямительный мост на диодах 3-8, вход которого подключен к выводам фаз низковольтной статорной обмотки 1, мостовой инвертор на транзисторах 9-14, вход которого соединен с выходом выпрямительного моста и выводными клеммами накопителя 15энергии постоянного тока (фиг. 1) или 16и 17 (фиг. 2). Низковольтная статорная обмотка 1 соединена в звезду и выводами фаз подключена к началам фаз высоковольтной статорной обмотки 2, а концы фаз высоковольтной статорной обмотки, соединены с выходом мостового инвертора. Кроме того, в асинхронном вентильном генераторе (фиг. 1) выводы фаз низковольтной статорной обмотки 1 соединены с началами одноименных фаз высоковольтной статорной обмотки 2. В асинхронном вентильном генераторе (фиг. 2) каждый из выводов фаз низковольтной статорной обмотки 1 соединен с каналом последующей фазы высоковольтной статорной обмотки 2. Во втором варианте технического рещения накопитель энергии постоянного тока выполнен в виде двух накопителей 16 и 17, соединенных последовательно, точка соединения накопителей объединена с нулевым выводом низковольтной якорной обмотки. На выход выпрямительного моста подключен измерительный вход датчика 18 напряжения. Вьгход датчика напряжения подключен к кЬ-мпаратору 19 вместе с выходом источника эталонного напряжения Uj. Выход компаратора 19 подключен к раснределителю 20 импульсов управления через преобразователь 21 напряжение-частота. Выход распределителя импульсов управления связан с управляющими цепями транзисторов 9-14. Асинхронный вентильный генератор работает следующим образом. При подаче импульсов управления на транзисторы 9-14 мостовбго инвертора с частотой, меньшей частоты вращения ротора, в низковольтной и высоковольтной статорных обмотках начинают протекать токи возбуждения, источником которые является накопитель энергии постоянного тока. Эти токи возбуждения создают вращающееся поле, наводящее в статорных обмотках ЭДС. В асинхронном вентильном генераторе (фиг. 1) при повышении линейного напряжения на концах фаз высоковольтной статорной обмотки выше напряжения накопителя

15 энергии постоянного тока, одно из плеч мостового инвертора запирается обратным напряжением, приложенным между эмиттером и коллектором транзистора. В таком случае асинхронный вентильный генератор продолжает работать в режиме самовозбуждения, а ток возбуждения замыкается через одну фазу высоковольтной статорной обмотки две фазы низковольтной статорной- обмотки, один из диодов выпрямительного моста и один из транзисторов мостового инвертора,

При превышении напряжением на выходе выпрямительного моста в асинхронных вентильных генераторах (фиг. 1 и 2) ЭДС накопителя энергии постоянного тока происходит заряд накопителя энергии постоянного тока током низковольтной статорной обмотки. Через выпрямительный мост может осуществляться питание потребителей электроэнергии, включенных параллельно накопителю энергии постоянного тока. При этом асинхронные вентильные генераторы (фиг. 1 и 2) работают в режиме самовозбуждения.

К концам фаз высоковольтной статорной обмотки могут подключаться потребители переменного тока. В случае отсутствия потребителей переменного тока к концам фаз высоковольтной статорной обмотки желательно подключать любое устройство для уменьшения перенапряжений.

Регулирование напряжения асинхронного вентильного генератора осуществляется следующим образом.

При уменьшении напряжения асинхронного вентильного генератора уменьшаются сигналы на выходах датчика 18 напряжения и компаратора 19, уменьшаются частота сигналов на выходе преобразователя 21 напряжение-частота и частота переключений транзисторов мостового инвертора. Разность между частотами вращения поля возбуждения и ротора асинхронного вентильного генератора возрастает, что приводит к увеличению регулируемого напряжения. При увеличении напряжения асинхронного вентильного генератора происходит обратный процесс регулирования.

Использование изобретения позволяет уменьшить ток, протекающий через мостовой инвертор, уменьшить массу и габариты мостового инвертора и всего асинхронного вентильного генератора в целом. .

1. АСИНХРОННЫЙ ВЕНТИЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР, содержащий низковольтную и высоковольтную статорные обмотки, выполненные многофазными, выпрямительный мост, вход которого подключен к выводам фаз низковольтной статорной обмотки,: мостовой инвертор, вход которого соединен с выходом выпрямительного моста и выводными клеммами накопителя энергии постоянного тока, отличающийся тем, что, с целью уменьшения его массы и габаритов, низковольтная статорная обмотка соединена в звезду и выводами фаз подключена к началам фаз высоковольтной, статорной обмотки, концы фаз высоковольтной статорной обмотки соединены с выходом мостового инвертора.. 2.Генератор по п. Г, отличающийся тем, что выводы фаз низковольтной статорной обг мотки соединены с началами одноименных фаз высоковольтной статорной обмоткн. 3.Генератор по п. 1, отличающийся тем, что каждый из выводов фаз низковольтной статорной обмотки соединен с началом последующей фазы высоковольтной статорной обмотки, накопитель энергии постоянного ток-а выполнен в виде двух накопителей, сое(Л диненных последовательно, точка соединения накопителей объединена с нулевым выводом низковольтной статорной обмотки. О5 05 ю сд со

I I 7 /

1/. f

Фиг.2