Бесконтактная автономная система электропитания Советский патент 1987 года по МПК H02P9/42 

11

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам генерирования электроэнергии, и может быть использовано, например, в автономных системах генерирования для получения напряжения стабильной частоты при переменной частоте вращения приводного двигателя.

Цель изобретения - повышение КПД и быстродействия устройства,

На чертеже представлена структурная схема бесконтактного электромеханического устройства стаб шьной частоты.

Устройство содержит имеющие общий вал 1 генератор 2, выполненный в виде машины двойного питания, возбудитель 3, роторная обмотка возбудителя соединена через расположенньй на общем валу непосредственньй преобразователь 4 частоты на полностью управляемых ключах с роторной обмоткой машины двойного питания, статорная обмотка возбудителя подключена к статическому преобразователю 5 регулируемой частоты с задающим генератором и сумматором, а управляющие цепи указанного непосредственного преобразователя частоты подключены через распределитель 6 импульсов к генератору 7 эталонной частоты, датчик 8 частоты вращения, установленный на общем валу и соединенньш со статическим преобразователем частоты с задающим генератором 2. При этом возбудитель выполнен в виде вращающегося трансформатора.

Устройство работает следующим образом.

При вращении общего вала 1 генератор 2 генерирует напряжение с частотой, определяемой вьфажением

Чых

-60- fp i)

где Пл - скорость вращения вала 1;

р - число пар полюсов генератора 2;

fp - частота переменного тока питающего роторную обмотку возбуждения генератора 2 от вращающегося НПЧ 4;

f -ВгЕЧ 60

Статический преобразователь 5 выдает переменное напряжение регулируемой частоты

fcr.4 fi )

9.2

где f - постоянная частота, определяемая диапазоном изменения частоты выходного напряжения преобразователя 5.

Информацию о текущем значении частоты fд вращения вала 1 для формирования преобразователем 5 переменного напряжен11я с частотой, определяемой (1), выдает датчик 8 частоты враще- ния.

С выхода преобразователя 5 переменное напряжение с частотой, определяемой (2), через вращающийся трансформатор 3 подается на силовой вход вращающегося непосредственного преобразователя 6 частоты (НПЧ).

Таким образом, с учетом (2), частота входного напряжения вращакнцего- ся НПЧ 3 или частота выходного напря- жения вращающегося трансформатора 3 равна

(3)

2 Частота на выходе генератора 7 эталонной частоты равна

f,, K(f.

f.).

(4)

где ff. - требуемая постоянная частота выходного напряжения генератора 2; К - коэффициент, учитывающий

схему выполнения НПЧ 4. Так, для схемы НПЧ 4, выполненно- го в виде трехфазной схемы со средней точкой ,адля трехфазной мостовой схемы К 6, и т.д. Выходные импульсы управления распределителя 6 импульсов с частотой

f

(5)

Ри

-J:.J - f + f

-к - 0 + f.

ос тцествляют коммутацию управляемых ключей НПЧ.

В этом случае с учетом (3) и (5), частота основной гармоники выходного тока НПЧ 6 равняется

fnnu ри f 6 0 3-

Так как fp f , то подставляя (6) в (1), полу им

бь,х fj 0 - f 0 Const (7)

Таким образом, частота выходного напряжения устройства не зависит от частоты вращения вала 1.

313

Таким образом, изобретение позволяет повысить КПД и быстродействие устройства, что объясняется малой инерционностью возбудителя и отсутствием в нем потерь в стали, вызьша- емых вращающимся магнитным полем.

Формула изобретения

Бесконтактная автономная система электропитания, содержащая установленные на одном валу генератор, выполненный в виде машины двойного питания, и возбудитель, роторная обмотка возбудителя соединена через расположенный на общем валу непосредственный преобразователь частоты на полностью управляемых ключах с роторной обмоткой машины двойного питания, статорная обмотка возбудителя подключена к источнику питания, а управляющий вход непосредственного преобразователя частоты подключен через распределитель импульсов к генератору эталонной частоты, о т л и- чающ-аяся тем, что, с целью повышения КПД и быстродействия, в нее дополнительно введен датчик часСоставитель С.Смирнов Редактор А.Сабо Техред в.Кадар Корректор Л.Патай

Заказ 2526/53 Тираж 660Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое, предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

94

тоты вращения, установленньпЧ на общем валу, возбудитель выполнен в виде вращающегося трансформатора, а источник питания выполнен в виде

статического преобразователя регулируемой частоты с задающим генератором и сумматором, при этом, выход датчика частоты вращения соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с задающим генератором, а выход - с управляющим входом статического преобразователя регулируемой частоты, причем частота напряжения генератора

эталонной частоты удовлетворяет выражению

K(f, + ,

где д - требуемая частота выходного напряжения машины двойного питания; f, - частота задающего генератора;

К - коэффициент пропорциональности, учитывакщий схему непосредственного преобразователя частоты.

Изобретение относится к устр- вам генерирования электроэнергии и м.б. использовано в автономных системах генерирования для получения напряжения стабильной частоты при перем.частоте вращения приводного двигателя. Целью изобретения является повьшение КПД и быстро;рейст- ВИЯ. Система электропитания содержит генератор 2, выполненный в виде машины двойного питания, возбудитель 3, вьтолненньй в виде вращающегося трансформатора, датчик частоты вращения 8, статический преобразователь 5 с задающим генератором с частотой f и сумматором, непосредственный преобразователь частоты 4, распределитель импульсов 6 и генератор эталонной частоты 7. Частота последнего выбирается равной f, K(f р « f ),, где К - козфф., учитываклций схему преобразователя 4; fo - требуемая частота выходного напряжения системы. Повышение КПД и быстродействия обеспечивается:14алой инерционностью трансформатора 3 и отсутствием в нем потерь в стали, вызываемых вращающимися маги, полями. 1 ил. с (Л СО со tsD to ;D /ot/7 /«r/cV;;