Устройство генерирования переменного тока Советский патент 1989 года по МПК H02P9/42 H02K17/44 

г

4

со

СП

СО

|

3149

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания для получения близкого к синусоидальному переменного напряжения, регулируемого по частоте и амплитуде.

Целью изобретения является снижение массы и габаритов и улучшение формы выходного напряжения устройст- ва генерирования переменного тока (УГПТ).

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема УГПТ.

Устройство содержит асинхронизи- рованный синхронный генератор 1 (АСГ ico статорной обмоткой 2, силовые вьшоды которой связаны с выходом УГПТ, и К-фазной роторной обмоткой 3, подключенной силовыми вьшодами через управляемые ключи 4-11 демодулятора к последовательно соединенным п-фазным роторным обмоткам 12 и 13 первой 14 и второй 15 малнн двои- кого питания (МДП), га-фазные статор- йые обмотки 16 и 17 которых соединены между соб.ой с взаимообратным чередованием фаз, а роторы установлены на одном валу с ротором АСГ, при это К, т, п,- целые Числа большие едини- цы. УГПТ также содержит регулируемый источник 18 питания, подключенный силовым выходом к последовательно со единецным статорным обмоткам 16 и 17 первой 14 и второй 15 МДП.

АСГ вьшолнен с двухфазной роторно обмоткой 3, а вторая МДП - с роторно обмоткой 13, имеющей вдвое большее число витков, чем у роторной обмотки 12 первой МДП, выводы средних точек каждой фазы подключены к силовым выводам одноименных фаз роторной обмотки 12 первой МДП 14, соединенной в звезду, причем концы фаз роторной обмотки 3 АСГ соединены с нейтраль- ной точкой роторной обмотки 12 первой МДП, начало первой фазы через одни управляемые ключи 6-9 демодулятора - с началами фаз роторной обмотки 13 второй МДП, а начало вто- рой фазы через другие управляемые ключи 4, 5,10 и 11 демодулятора - с концами фаз роторной обмотки 13 второй МДП.

Устройство работает следующим образом.

Источник 18 питания переменного напряжения с изменяемой частотой и амплитудой выходного напряжения

I

питает синусоидальным переменным током требуемой частоты (й) скольжения АСГ статорные обмотки 16 и 17 МДП, которые создают магнитные поля с взаимопротивоположнь1ми направлениями вращения и круговой частотой /SU) .

При вращении приводного вала в роторных обмотках первой и второй МДП наводятся ЭДС, пропорциональные соответственно

e,. sin|;(w+dw)t +cf; ; е j, sinf(t//-4w) t +1. ,где cJ - круговая электрическа частота вращения роторов МДП;

,2,3,4 - номер фазы роторной /jj, обмотки;

31 - ft - углы сдвига фаз роторных обмоток.

Поскольку роторная обмотка 12 первой МДП и та половина роторной обмотки 13 второй МДП, которая чере управляемые ключи 6-9 демодулятора подключена к началу первой фазы роторной обмотки 3 АСГ, соединены встречно, то их результирующая ЭДС

ЛСГ1 e,,-j- ej. 2 sin (dtx;.t)cos(wt+If.);

поскольку роторная обмотка 12 первой МДП и та половина роторной обмотки второй МДП, которая через управляемые ключи 4,5,10 и 11 демодулятора подключена к началу второй фазы роторной обмотки АСГ, соединены согласно, то их результирующая ЭДС

®Асг| e,i +

2 cos (dW t) sin (tet+if.).

Управляемые ключи 6-9 переменного тока демодулируют первые, результирующие ЭДС по низкочастотной огибающей что определяет питание первой фазы роторной обмотки 3 АСГ синусоидальным nepei eHHbiM током с частотой выходного напряжения регулируемого источника 18 писания. Управляемые ключи 4,5,10 и 11 переменного тока демодулируют вторые результируюгдие ЭДС по-низкочастотной огибающей, что определяет питание второй фазы роторной обмотки АСГ косинусоидальным переменным током с той же частотой. Указанные токи, протекающие по роторной обмотке 3 АСГ, создают вращающееся магнитное поле с круговой частотой /la/. Следовательно, с учетом вращения приводного вала в фазах ста- торной обмотки 2 АСГ и на выходе УГПТ наводятся ЭДС

е f sin (6J±4tJ)t;

е 8 sin(a)tJw)t-f -|-J ;

2irе e- sin a f-/sw),

где знак.+ или - перед 4а) задается демодулятором и соответствует согласному или встречному направлению вргицения магнитного поля относительно направления вращения приводного вала.

Частота выходного напряжения устройства генерирования переменного тока зависит от частоты питающего напряжений роторной обмотки АСГ, значение которой определяется выходной частотой df регулируемого источника питания. При этом частота скольжения МДП, равная частоте скольжения АСГ, оказывается незначительной. Регулируемый источник 18 питания, непосредственно воздействуя на ток воз буждения МДП, задает величину наводимых в их роторных обмотках ЭДС и тем самым обеспечивает регулирование тока возбуждения, а следовательно, и выходного напряжения АСГ. Качество выходного напряжения УГПТ зависит, помимо ряда конструктивных параметров АСГ, от,степени несинусоидальности кривой его тока возбуждения, формируемого демодулятором, и определяется соотношением между нес тцей

и и модулирующей йи частотами и числом выходных фаз демодулятора: повы- щение качества выходного напряжения устройства обеспечивается увеличением отношения частоты вращения приводного вала к частоте выходного напряжения регулируемого источника

,18 питания, а также числа фаз роторных обмоток МДП.

Последовательное соединение ста:торных обмоток МДП позволяет взаимно

схомпенскроьать их противо-ЭДС благодаря противоположным знакак сколт -- seiiHH этих машин, что обеспечивает минимальное зня чение устаноЕ.чеиной мощности регулируемого источника питания и его предельно высокие мас- согабаритные показатели. УГПТ обладает высокими массогабаритными покаQ зателями, поскольку незначительное . по величине скольжение МДП обеспечивается при небольших массе и габаритах ЗДП. Дополнительное снижение массы и габаритов УГПТ достигает5 ся за счет улучшения использования

по току роторной обмотки первой МДП, так как каждая фаза этой обмотки участвует в синтезировании напряжения всех фаз роторной обмотки АСГ.

0 Улучшение формы выходного напряжения УГПТ достигается за счет высокой степени синусоидальности выходного напряжения демодулятора, питающего обмотку ротора АСГ, имеющей мес5 то при малой разности амплитуд ЭДС роторных обмоток МДП, величина которой прямо пропорциональна частоте вращения магнитньш полей этих машин относительно роторов и разности их

0 токов возбуждения.

При этом за счет последовательного соединения статорных обмоток МДП их токи возбуждения одинаковы, а частоты вращения магнитньк полей относительно роторов определяются :частотой выходного напряжения регулируемого источника питания и малы по величине.

5

40

Формула изобретения

1. Устройство генерирования пере- менного тока, содержащее асинхрони- зированный синхронный генератор со статорной обмоткой, силовые выводы

д5 которой связаны с выходом устройства генерирования переменного тока, и К-фазной роторной обмоткой, подключенной силовыми выводами через управляемые ключи демодулятора к последо50 вательно соединенным п-фазным ротор- ным обмоткам первой и второй машин двойного источника, т-фазные статор- ные обмотки которых соединены между собой со взаимообратным чередованием

ее, фаз, а роторы установлены на одном валу с ротором асинхронизированного синхронного генератора, при этом К, т, п - целые числа, большие еди- ницы, отличающееся тем.

14959778

что, с целью снижения массы и габа-вой машины двойного питания, и выворитов, улучшения формы выходногоды средних точек каждой фазы подклюнапряжения устройства генерированиячены к силовым выводам одноименных

переменного тока, введен т-фазныйфаз роторной обмотки первой машины

регулируемый источник питания, под- двойного питания, соединенной в звезключенный силовым вькодом к после-ду, причем концы фаз роторной обмот довательно соединенным статорнымки асинхронизированного синхронного

обмоткам первой и второй машин двои-генератора соединены с нейтральной JHoro питания. , IQ точкой роторной обмотки первой маI 2. Устройство по п.1, о т л и -шины двойного питания, начало первой

чающееся, тем что, с цельюфазы через одни управляемые ключи

снижения массы и габаритов устройст-демодулятора соединены с началами

|ва, асинхронизированный синхронныйфаз роторной обмотки второй машины

Iгенератор выполнен с двухфазной ро- двойного питания, а начало второй

;торной обмоткой, а вторая машинафазы через другие управляемые ключи

|двойного питания - с роторной обмот-демодулятора - с концами фаз роторной

;кой, имеющей вдвое большее числообмотки второй машины двойного питаiвитков, чем у роторной обмотки пер-ния.

Изобретение относится к элекротехнике. Целью изобретения является снижение массы и габаритов и улучшение формы выходного напряжения устройства генерирования переменного тока.Устройство содержит асинхронизированный синхронный генератор (АСГ) 1 со статорной обмоткой 2, силовые выводы которой связаны с выходом устройства,и роторной обмоткой 3, подключенной силовыми выводами через управляемые ключи 4-11демодулятора к последовательно соединенным роторным обмоткам 12 и 13 первой 14 и второй 15 машин двойного питания (МДП), статорные обмотки 16 и 17 которых соединены между собой последовательно со взаимнообратным чередованием фаз и подключены к регулируемому источнику питания 18. Роторы МДП И АСГ установлены на одном валу. Сущность изобретения заключается во введении регулируемого источника питания 18 и подключении к нему обмоток 16 и 17, выполнении роторных обмоток МДП и АСГ И их соединении. 1 з.п. ф-лы 1 ил.