Автономная система электропитания Советский патент 1988 года по МПК H02P9/42 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к генераторным источникам питания переменного тока, и может быть использовано в автономных системах электропитания транспортных средств и в ветроэнергетических установках ,

Цель изобретения - повышение КПД, уменьшение массы и габаритов автоном- ной системы электропитания (ЛСЭ).

На чертеже представлена структурна схема ЛСЭ,

ЛСЭ содержит установленные на одном валу 1 основной 2 и вспомогательный 3 генераторы, выполненные в виде машин двойного питания, первые обмотки которых соединены между собой че- рез непосредственный преобразователь 4 частоты (НПЧ) на полностью управляемых ключах с двухсторонней проводимостью, к управляющему входу которого через распределитель 5 импульсов под- ключен reiiepaTop 6 эталонной частоты, статический преобразователь 7 частоты (СПЧ), подсоединенный выходом к второй обмотке вспомогательного генератора 3, при этом вторая обмотка ос- НОВ11ОГО генератора 2 соединена с силовым выводом 8 ЛСЭ и датчик 9 частоты вращения указанных генераторов.

СПЧ 7 выполнен с управляющей цепью подключенной входом к датчику 9 частоты вращения генераторов иреалиэо- ванной так, чтобы частота f.выходного напряжения СПЧ соответствовала соотношению

П Рогч

f..

де m - коэффициент, равный отношению числа пар полюсов, вспомогательного генератора к числу пар полюсов основного генера- тора;

1 - четное число в случае,если порядок чередования объеди- между собой фаз ИПЧ А и первой обмотки основного генератора 2 одинаков,

1 - нечетное в противоположном случае;

fg - требуемая частота выходного напряжения АСЭ;

50

55

частота вращения генераторов 2 и 3;

число пар полюсов основного

1 енератора 2,

при этом частота f выходного напряжения генератора 6 эталонной частоты выбрана из условия

f,r K-m-f,

где К - коэффициент, учитывающий схему НПЧ 4 и зависящий от числа фаз и количества ключей, установленных в одной фазе.

ЛСЭ работает следующим образом.

СПЧ создает во второй обмотке вспомогательного генератора переменный ток с частотой, равной fj,, приводящий к возникновению переменного магнитного поля, воздействующего на первую обмотку вспомогательного ге- нератора и вызывающего в ней переменный ток, имеющий частоту

-(-1/ (f.,-).

Этот ток преобразуется НПЧ в переменный ток с частотой

f f - f НПЧ pn - вг

(-1/ (f - Ц- Ppr ) V I о 60

25 ,

0

0

5

где f mfjj - частота сигнала на

выходе распределителя 5 импульсов.

Ток с выхода НПЧ, в свою очередь, поступает в первую обмотку основного генератора, возбуждает магнитное поле вызывающее переменное напряжение во второй обмотке основного генератора и на выходе ЛСЭ с постоянной часто- «Й f., о

Для нормального функционирования ЛСЭ при прочих равных условиях требуется мощность для питания второЯ обмотки вспомогательного генератора в (1/S) раз меньшая, чем аналогичная мощность в известной ЛСЭ, где S i 1 - скольжение, имеющее место в основном генераторе.

Уменьшение мощности, расходуемой на питание второй обмотки вспомогательного генератора в предлагаемой ЛСЭ, обеспечивает повышение КПД системы и уменьшение массы и габаритов СПЧ, а следовательно, и ЛСЭ.

Формула изобретения

Лвтономная система электропитания, содержащая установленные на одном валу основной и вспомогательный генераторы,выполненные в виде машин двоиного питания, первые обмотки которых соединены межл,у собой через непосредственный преобразователь частоты на полностью управляемых ключах с двусторонней проводимостью, к управляющему входу которого через распределитель импульсов подключен генератор эталонной частоты, статический преобразователь частоты, подсоединенный выходом к второй обмотке вспомогательного генератора, при этом вторая обмотка основного генератора соединена с силовыми выводами автономной системы электропитания, о т л и ч а- ю щ а я с я тем, что, с целью повышения КПД, уменьшения массы и габаритов, дополнительно введены датчик частоты вращения указанных генераторов, статический преобразователь час тоты вьтолнен с управляющей цепью, подключенной входом к датчику частоты вращения генераторов и реализованной так, чтобы частота f. выходного напряжения статического преобра зователя соответствовала соотношению

спч

,-(i-/.(f.-ii),

1 где m - коэффициент, равный отношению часла пар полюсов вспомогательного генератора к числу пар полюсов основного генератора ;

четное число в случае, если порядок чередования объединенных медду собой фаз непосредственного преобразователя частоты и первой обмотки основного генератора одинаков; нечетное в противоположном случае;

требуемая частота выходного напряжения автономной системы электропитания; частота вращения генераторов; число пар полюсов основного генератора,

при этом частота f., выходного напряжения генератора эталонной частоты удовлетворяет условию

f эг K-m-fo ,

где К - коэффициент, учитывающий схему непосредственного преобразователя частоты и зависящий от числа фаз и количества ключей, установленных в одной фазе.

1 f. РОГ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к генераторным источникам питания перем. тока и м.б. использовано в транспорте и в ветроэнергетических установках. Целью изобретения является повьшение КПД, уменьшение массы и габаритов системы. Для этого она дополнительно снабжена датчиком частоты скольжения (ДЧС)вы- ход которого подключен к статическому преобразователю частоты (СПЧ), а частота генератора эталонной частоты о выбрана равной fg K-m-f , где требуемая частота выходного напряжения системы электропитания, m - коэффициент пропорциональности, равный отношению числа пар полюсов вспомогательного генератора к числу пар полюсов основного генератора, К - коэффициент пропорциональности, учить - вающий схему непосредственного преобразователя частоты (НПЧ) и зависящий от числа фаз и количества ключей,установленных в одной фазе, при этом частота СПЧ выбрана из условия ш-(-1 )«.(, -Sl), где ,„ частота выходного напряжения СПЧ; число пар полюсов основного генератора; Па - скорость вращения вала; 1 - четное число при конструктивном выполнении соединения меткду собой фаз обмотки возбуждения основного генератора и выхода НПЧ с прямым порядком чередования фаз; 1 - нечетное число при их соединении между собой с обратным порядком чередования фаз. 1 ил. i (Л 00 со САЭ

SQ

м

ffffTl,