Источник электроэнергии переменного тока Советский патент 1988 года по МПК H02P9/06 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электромашинным системам генерирования многофазного переменного тока и может быть использовано в качестве ис- I точника электроэнергии переменного тока, I низкой и инфранизкой стабильной часто; ты. .

Цель изобретения - снижение массы и ; габаритов источника электроэнергии переменного тока при низких и инфранизких часто- тах напряжения.

; На чертеже изображена принципиаль- I ная схема источника электроэнергии пере- I менного тока.

Источник содержит дифференциальный редуктор 1, подсоединенный входным валом 2 к валу приводного двигателя 3, первым выходным валом 4 - к ротору первого синхронного генератора 5, вторым выходным валом 6 - к ротору электрической машины 7, причем первый синхронный генератор и электрическая машина имеют по I первой многофазной якорной обмотке 8 (9) I с одинаковым числом фаз и силовыми вы- 1 водами, предназначенными для связи с нагрузкой 10, а также преобразователь II ; частоты переменного напряжения в перемен; ное напряжение.

; Дифференциальный редуктор 1 выпол- ; нен с равными передаточными отношениями от входного вала 2 к первому 4 и второму 6 выходным валам, а электрическая машина 7 в виде второго синхронного генератора.

Кроме того, источник электроэнергии переменного тока содержит регуляторы 12 и 13 возбуждения первого и второго синхронных генераторов с равными уставками по напряжению, демодуляторы 14-16 в коли- I честве, равном числу фаз первых якорных iобмоток синхронных генераторов. I Оба синхронных генератора содержат :вторые многофазные якорные обмотки 17 и 18, выходы которых соединены между собой через преобразователь частоты пере- менного напряжения. Фазы первых якорных обмоток обоих синфазных генераторов соединены между собой попарно последовательно с взаимообратным чередованием фаз, свободные силовые выводы соединенных фаз первых якорных обмоток синхронных генераторов подключены к соответствующи.м демодуляторам 14-16, выходы которых предназначены для связи с нагрузкой 10.

Устройство работает следующим образом. При вращении приводным двигателем 3 входного вала 2 дифференциального ре- дуктора 1 роторы обоих синхронных генераторов 5 и 7 также приводятся во вращение. Регуляторы 12 и 13 возбуждения, имеющие одинаковую уставку напряжения, поддерживают одинаковый уровень выходного напряжения генераторов. Если часто- ты вращения генераторов отличаются друг относительно друга, то зависимости выходных напряжений фаз первых якорных обмоток 8 и 9 от времени могут быть представлены в следующем виде:

Udi Uosin ( + Aco)t;

Ub, Uc5in (Mcf+&u))i + ;

Uci Uosin(cocp-f Aa))t

О

Ud2 Uosin cocp-Aco)t;

2я,

Jb-2 Uosin(()t

Off

Uf2 Uosin(oxp -.Д co)t -),

где Uo- амплитуда выходных напряжений; о)(о частота выходного напряжения первой якорной обмотки первого синхронного генератора; LLi-Дш-частота выходного напряжения первой якорной обмотки второго синхронного генератора; шср - среднеарифметическое значение частот выходного напряжения первых якорных обмоток первого и второго синхронных генераторов; АШ-заданная частота выходного напряжения источника электроэнергии переменного тока; U.i, и,, Uc,, и,2,

Uii, и :2-мгновенные значения фазных напряжений первых якорных обмоток первого и второго синхронных генераторов.

В результате соединения фаз первых якорных обмоток 8 и 9 синхронных генераторов 5 и 7 к входным выводам соответствующих демодуляторов подводится напряжение, являющееся арифметической суммой напряжений последовательно соединенных обмоток

Urf Urf2 2Uosin(ix-pt-cosAojt;

2л,

Ui Ufci4-Uc2 2UoS.incocpt-cos Acot+);

U, U,i + U62 2Uosincocpt.cos л cot- ).

Таким образом, к входным выводам каждого из демодуляторов 14-16 подводится напряжение, представляющее собой синусоидальное напряжение с частотой ох-р, модулированное низкочастотным гармонически.м сигналом частотой А. Демодуляторы выделяют низкочастотную огибающую. На выходе демодуляторов 14-16 напряжения меняются по закону

ивых d 2UoCosAwt;

2л.

UIIHX (, 2Uocos( Atot-f-- UBUX 2UoCOs Aajt +%).

Регулирование частот вращения первого 4 и второго 6 выходных валов дифференциального редуктора с целью обеспечения заданной разности частот выходного напряжения синхронных генераторов 5 и 7 осуществляет преобразователь 11 частоты переменного напряжения. Снимая часть мощности с второго синхронного генератора 7, т.е. нагружая последний, преобразователь передает на первый синхронный генератор 5 указанную часть мощности. При этом частота напряжения, подводимая преобразователем 11 к второй якорной обмотке 17 первого синхронного генератора 5, равна (1)ср + Лсо, частота напряжения, подводимая преобразователем 12 к второй якорной обмотке 18 второго синхронного генератора 7 равна соср- Дсо.

Таким образом, источник электроэнергии позволяет получить многофазное переменное напряжение заданной частоты Дш. При этом преобразование механической энергии в электрическую осуществляется синхронными генераторами на частоте, превы- щающей частоту выходного напряжения, что обеспечивает высокие массогабарит- ные показатели источника электроэнергии переменного тока. Область рациональных частот выходного напряжения источника находится в пределах 10 Гц и ниже.

Формула изобретения

Источник электроэнергии переменного тока, содержащий дифференциальный редуктор, подсоединенный входным валом к валу приводного двигателя, первым выход0

ным валом - к ротору первого синхронного генератора, вторым выходным валом к ротору электрической машины, приче.м первый синхронный генератор и электрическая машина имеют по первой многофазной якорной обмотке с одинаковым числом фаз и силовыми выводами, предназначенными для связи с нагрузкой, преобразователь частоты переменного напряжения, отличающийся тем, что, с целью снижения массы и габаритов источника электроэнергии переменного тока при низких и инфранизких частотах выходного напряжения, дифференциальный редуктор выполнен с равными передаточными отношениями от входного вала к первому и второму выходным валам, а электрическая машина - в виде второго синхронного генератора, дополнительно введены регуляторы возбуждения первого и второго синхронных генераторов с равными уставками по напряжению,

0 демодуляторы в количестве, равном числу фаз первых якорных обмоток синхронных генераторов, а оба синхронных генератора снабжены вторыми многофазными обмотками, выходы которых соединены между собой через преобразователь частоты lioременного напряжения, фазы первых якорных обмоток обоих синхронных генераторов соединены между собой попарно последовательно с взаимообратным чередованием фаз. ско- бодные выводы соединенных фаз первь х якор0 ных обмоток синхронных генераторов подключены к входам соответствующих демодуляторов, выходы которых предназначены для связи с нагрузкой.

5

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электромашинным системам генерирования многофазного перем. тока, и м.б. использовано в качестве источника электроэнергии низкой и инфраниз- кой стабильной частоты. Цель изобретения - снижение массы и габаритов. Источник содержит дифференциальный редуктор 1, подсоединенный входным валом 2 к валу приводного двигателя 3, выходным валом 4 - к ротору синхронного г-ра 5, а валом 6 - к ротору синхронного г-ра 7. Синхронные г-ры 5 и 7 имеют по две многофазные якорные обмотки 8, 17 и 9, 18. Обмотки 17 и 18 соединены между собой через преобразователь частоты 11. Обмотки 8 и 9 соединены между собой попарно последовательно со взаимообратным чередованием фаз и подключены через демодуляторы 14, 15, 16 к нагрузке 10. Преобразование механической энергии в электрическую осуществляется на частоте, превышающей частоту выходного напряжения, что обеспечивает высокие массо- габаритные показатели. I ил. Ш сл с оо со Oi го 00 ел