Генераторный источник электроэнергии Советский патент 1989 года по МПК H02P9/44 

I

Изобретение относится к электротехнике и может быть использ овано в системах электроснабжения с бесконтактными ассинхронными генераторами, возбуждаемыми с помощью конденсато- ров.

Цель изобретения - упрощение, уменьшение массы и габаритов генераторного источника элект1роэнергии.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема генераторного источника электроэнергии; на фиг. 2 - принципиальная схема выполнения формирователей управляющего сигнала тиристоров; на фиг. 3 - диаграммы напряжений на различных элементах.

Генераторный источник электроэнергии содержит асинхронную машину 1, с первым 2, вторым 3, и третьим 4 сило- выми выводами, подсоединенными к конденсаторам 5 - 7, соответственно к первому 8, второму 9, третьему 10 1входным выводам тиристорного конпен- сатора реактивной мощности (ТКРМ) 11 к входным выводам блока 12 импульсно- фазового управления ТКРМ, включающего источник 13 опорного напряжения, формирователи 14 управляющих импульсов тиристоров 15-20. .

Причем ТКРМ 11 выполнен по схеме трехфазного мостового выпрямителя, у которого анод первого 15 и катод четвертого 18 тиристоров подсоединены - к первому 8, анод третьего 17 и катод 20 тиристоров - к второ му 9, анод пятого 19 и катод второго 16 тиристоров - к третьему 1 входным выводам ТКРМ, катоды нечет,-

5 0

5

ных тиристоров 15 - 19 соединены с одним, а аноды четных тиристоров 16 - 20 - с другим вьшодами дросселя. Блок импульсно-фазового управления . ТКРМ также содержит шесть компараторов 21 - 26 и трехфазный трансформатор 27, у которого конец первой фазы 28 и начало второй фазы 29 первичной обмотки связаны с первым силовым выводом 2 асинхронной машины, конец второй и начало третьей фазы 30 - с вторым силовым вьгоодом 3 асинхронной машины, конец третьей и начало первой фазы - с третьим силовьм выводом 4 асинхронной машины, каждая из фаз 31-33 вторичной обмотки вьтолнена со средним выводом, связанным с минусовым вьшодом источника 13 опорного напряжения и нулевыми выводами компараторов 21 - 26. Плюсовый вывод ис- точника 13 опорного напряжения связан с инвертируюошми входами компараторов, неинвертирующие входы которых . связаны с фазами вторичной обмотки трехфазного трансформатора следующим образом: еход первого компаратора 21 - с началом первой фазы 31, вход второго 22 - с концом третьей фазы 33, вход третьего 23 - с началом второй фазы 32, вход четвертого 24 - с концом первой фазы 31j вход пятого - с началом третьей фазы 33 вход шестого - с концом второй фазы 32

Выход первого компаратора связан с формирователями сигналов управления первого 15 и шестого 20 тиристоров, выход второго компаратора - с

формирователями сигналов управления второго 16 и первого 15 тиристоров, выход третьего компаратора.-.с формирователями сигналов управления третьего 17 и второго 16 тиристоров, выход четвертого компаратора - с формирователями сигналов управления четвертого 18 и третьего 17 тиристоров, выход пятого компаратора - с формиро вателями сигналов управления пятого 19 и четвертого 18 тиристоров, выход шестого компаратора - с формирователями сигналов управления шестого 20 и пятого 19 тиристоров. Формирователи 14 сигнала управления (фиг.2) включают дифференцирующие элементы 34 - 3, элементы ИЛИ 40 - 45 и выходные каскады 46 - 51.

Причем выход каждого компаратора связан с входом дифференцирующего элемента формирователя сигнала управления одного тиристора и через указанный дифференцирующий элемент с эле- ментомРШИ формирователя сигнала управ- ления предшествующего по порядку работы другого тиристора. К силовым вьгоодам 2-4 асинхронной машины с напряжениями Цд, и J, Uj- подключаются потребители электроэнергии.

Генераторный источник электроэнергии работает следующим образом.

Асинхронная машина вырабатывает трехфазное напряжение, обеспечивая питание потребителей линейными напря- жениями Ид5, Hgc, И сд (фиг.З). На неивертирующие входы компараторов 21, 23 и 25 подаются напряжения, пропорциональные напряжениям И д., Hg, И, а на неинвертируюш 1е входы компарато- ров 22, 24 и 26 - напряжения, пропорциональные И gj., Исд, Идр,

Компараторы сравнивают мгновенные значения указанных напряжений с нап

Для того, чтобы статизм регулирования напряжения генераторного источника электроэнергии был минимальным, активное сопротивление дросселя должно быть малым, а его индуктивное сопротивление - большим и параметры ТРЖ следует выбирать таким образом,

ряжением И источника опорного напря- 45 чтобы реактивная мощность ковденсатожения и при привьштении мгновенными значениями напряжения И формируют сигналы на открытие соответствующих тиристоров.

На диаграммах (фиг. 3) проиллюст- рирован процесс сравнения напряжений H/tc и HO компаратором 21, показаны формы выходных напряжений компаратора 21 - Hj,, дифференцирующего элемента 34 - И 3 и на управляющих входах тиристоров 15, 20 - соответственно И ij- Hjo от времени t с учетом круговой частоты «),

ров полностью компенсировалась реактивной мощностью ТКРМ при минимальных отклонениях угла aloT значения

;п/2,

JQ Примененный в изобретении,простой по конструктивному выполнению блок импульсно-фазового управления ТКРМ, обеспечивает простоту, малые массы и габариты генераторного источника

электроэнергии.

Формула изобрет-ения Генераторный источник электроэнергии, содержащий асинхронную машину с

1467734

0

Q

5 0

При максимальной нагрузке генераторный источник электроэнергии обеспечивает номинальное выходное напряжение, что достигается соответствуют щим выбором емкости конденсаторов 5-7, Снижение нагрузки вызывает возрастание выходного напряжения, При этом компараторы срабатывают, формируя сигнал управления тиристорами ТКРМ. ТКРМ начинает потреблять реактивный ток. Чем больше прирост выходного напряжения, (больше амплитудное значение линейных напряжений), 5 тем раньше откроются тиристоры ТКРМ (меньше будет угол d , фиг, 3). Величину потребляемой реактивной мсмцности Q можно определить из соотношения

О - 27J2 ; Umi .

5- sin ,

m

di 2ff

где U - амплитудное значение линейного напряжения, на выходе «синхронной машины; активное сопротивление дросселя;

угол регулирования. Из соотношения видно, что при « П/2 ТКРМ не потребляет, реактивной мощности, с уменьшением о( до значения п/4 потребляемая реактивная мощность растет, что обеспечивает соответствующий отбор реактивной мощности конденсаторов 5 - 7, вызывающий снижение напряжения.

Изменяя опорное напряжение, можно регулировать выходное напряжение в широких пределах,

Для того, чтобы статизм регулирования напряжения генераторного источника электроэнергии был минимальным, активное сопротивление дросселя должно быть малым, а его индуктивное соп ротивление - большим и параметры ТРЖ следует выбирать таким образом,

чтобы реактивная мощность ковденсаторов полностью компенсировалась реактивной мощностью ТКРМ при минимальных отклонениях угла aloT значения

;п/2,

Примененный в изобретении,простой по конструктивному выполнению блок импульсно-фазового управления ТКРМ, обеспечивает простоту, малые массы и габариты генераторного источника

электроэнергии.

Формула изобрет-ения Генераторный источник электроэнергии, содержащий асинхронную машину с

U67734

первым, вторым и третьим силовыми выводами, подсоединенными к конденсаторам соответственно к первому, второму и третьему входным выводам ти- ристорного компенсатора реактивной мощности, к входньм выводам блока им- пульсно-фазового управления тиристор- ным компенсатором реактивной мощности, включахмдего источник,опорного напряжения, формирователи сигналов управления тиристорами, причем тирис- торный компенсатор реактивной мощности выполнен по схеме трехфазного мостового выпрямителя, у которого анод первого и катод четвертого тиристоров подсоединены к первому, анод третьего и катод шестого тиристоров - к второму, анод пятого и катод второго тиристоров - к третьему входным выводам тиристорного компенсатора реактивной мощности, катоды нечетных тиристоров соединены с одним, а аноды четных тиристоров - с другим выводами дросселя отличающийся тем, что„ с целью упрощения, уменьшения массы и габаритов генераторного -источника электроэнергии, в блок импульсно-фазо вого управления тиристорным компенсатором реактивной мощности введены шесть компараторов и трехфазный трансформатор, у которого конец первой фазы и начало второй фазы первичной обмотки связаны с первым силовым выводом асинхронной машины, конец второй и начало третьей фазы - с вторым си- ловьм выводом асинхронной машины, ко

0

нец третьей и начало первой фаз - с третьим силовым выводом асинхронной машины, каждая из фаз вторичной обмотки выполнена со средним выводом, занным с минусовым вьгаодом источника опорного напряжения и нулевыми выводами компараторов, плюсовой вывод источника опорного напряжения связан с инвертирующими входами компараторов, неинвертирующие входы которых связаны с фазами вторичной обмотки трехфазного трансформатора следующим образом: вход первого компаратора - с началом первой фазы, вход второго - с концом третьей фазы, вход третьего - с началом второй фазы, вход четверто го - с концом первой фазы, вход пято го - с началом третьей фазы, вход шестого с концом второй фазы, выход первого компаратора связан с формирователями сигналов управления первого и шестого тиристоров выход второго компаратора - с формирователями сиг- калов управления второго и первого тиристоров, выход третьего компаратора - с формирователями сигналов управления третьего и второго тиристоров, выход четвертого компаратора - с формирователями сигналов управления четвертого и третьего тиристоров, выход пятого компаратора - с формирователями сигналов управления пятого и четвертого тиристоров, выход шестого g компаратора - с формирователями сигналов управления шестого и пятого ти- . ристоров.

Изобретение относится к эяектро технике и может быть использовано в системах электроснабжения с eecKOH - тактными асинхронными генераторами, возбуждаемыми с помощью конденсаторов. Целью изобретения является упро щение, уменьшение массы и габаритов генераторного источника электроэнергии. Устройство содержит асинхронную машину 1 с силовыми выводами, подсоединенными к конденсаторам 5-7,