Источник электропитания Советский патент 1993 года по МПК H02P9/14 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах автоматического регулирования напряжения синхронных генераторов.

Целью изобретения является снижение массы и повышение быстродействия. Цель достигается выполнением статора асинхронного возбудителя в виде двух полых концентрических цилиндров с пазами, в которых размещаются обмотки статора, токовая обмотка и обмотка подмагничивания.

Источник электропитания содержит синхронный генератор 1, включающий обмотку возбуждения 2 и якорь с обмоткой 6, подключенный через индуктивное сопротивление 7 к выходным выводом источника, асинхронный возбудитель 5, включающий ротор 4 подключенный к обмотке возбуждения генератора через выпрямитель 3 и цилиндрический магнитный статор с трехфаз- С/) ной обмоткой 9 и 10.Г™

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая блок-схема источника пи- 3 тания; на фиг. 2 - эскиз магнитной цепи асинхронного возбудителя.

Статор асинхронного возбудителя выполнен в виде двух полых концентрических -цилиндров 13, 14 (фиг. 2), на наружной и внутренней поверхностях первого, 13 из ко- О торых выполнены осевые пазы 15 и 17. Об- Q1 мотка выполнена из двух частей 9 и 10, в j качестве индуктивного сопротивления 7 jr применена трехфазная токовая обмотка. Первая часть обмотки статора 9 и обмотка ч подмагничивания 16 намотаны тороидально «г на второй полый цилиндр 14 и уложены в I наружные 15 первого полого цилиндра 13, в наружные 15 и внутренние 17 пазы первого полого цилиндра 13 уложены тороидально

намотанные витки токовой обмотки 7, а во внутренние пазы 17 первого полого цилиндра 13 вторая часть 10 обмотки статора. Две части обмотки статора 9 и 10 включены между собой согласно и подключены к выводам якорной обмотки синхронного генератора 6 через токовую обмотку 7. Причем токовая обмотка 7 и обмотки статора смещены на тот же угол, что первые и вторые обмотки в прототипе. Обмотка подмагничивания 16 i подсоединена / к выходу блока коррекции 11, вход которого соединен с выходными выводами источника.

Источник электропитания работает следующим образом: начальный магнитный поток , необходимый для возбуждения АВ, вырабатывается блоком коррекции 11 напряжения. Асинхронный возбудитель осуществляет питание обмотки 2 возбуждения синхронного генератора через вращающийся выпрямитель 3. При достижении напряжения синхронного генератора требуемого значения напряжение постоянного тока от обмотки статора 9, 10 асинхронного возбудителя отключается.

В режиме холостого хода по обмоткам статора 9,10 протекает ток, создающий магнитные потоки Ф, и Ф2 (см. фиг. 2), т.к. имеется воздушный зазор между статором и ротором АВ, то практически весь поток (95%) Ф1 от обмотки 9 замыкается, по магни- топроводу первого цилиндра 13, с витками обмотки ротора АВ. Поток, создаваемый обмоткой 10 (Ф2) полностью замыкается по магнитопроводу ротора, т.е. сцеплен с витками обмотки ротора 4. Эти потоки наводят в обмотках статора 9, 10, АВ соответствующие противо-ЭДС Ён1 и ЁН2.

Тогда, с учетом падения напряжения на активных сопротивлениях обмоток 9, 10 напряжения, можно записать уравнение электрического равновесия согласно закону Кирхгофа: .

yc -EHi-EH2+liRi, где ис - напряжение на выходе генератора.

Анализ уравнения показывает, что в случае уменьшения величины Ен1 при условий, что Uc COnSt, ПРОИСХОДИТрОСТ Ён2, ЧТО

обусловлено ростом тока, протекающем по обмоткам статора, а значит магнитного потока Ф2. Поэтому, изменяя величину Ён1, мы можем изменять величину потока Ф2, а значит и величину ЭДС, индуцирующую в рб- мотке ротора 4. Изменения величины ЕН1 достигается за счет изменения потока Ф1 путем изменения насыщения второго цилиндра 14 магнитопровода при увеличении тока в обмотке подмагничивания 16 (фиг. 2). Таким образом, в режиме х.х, изменяя ток в обмотке 16 (фиг. 2) подмагничивания, мы

можем изменять величину индуцируемой ЭДС в обмотке ротора 4 АВ, а значит и величину тока возбуждения генератора. С изменением тока нагрузки (увеличение) источника электропитания происходит возрастание тока в токовой обмотке 7 АВ. При этом поток (фиг. 2), создаваемый током, протекающем по обмотке 7 направлен встречно к потоку Ф-j, создаваемому током,

протекающем по обмотке статора 9 (направление токов в обмотках 7 и 9, размещенных в пазах 17 различно), и1 согласно с потоком Фг, создаваемым обмоткой статора 10 (направление токов в обмотках 7 и 10 согласное). Таким образом, увеличение тока в обмотке 7, а значит и потока Фт ведет к увеличению потока Ф, замыкающегося через ротор АВ. Кроме того, уменьшение потока Ф1 способствует дальнейшему

возрастанию потока Ф2. Значит увеличение тока нагрузки вызывает увеличение ЭДС, индуцируемой в обмотке ротора 4 и соответственно ведет к возрастанию тока в обмотке возбуждения 2 генератора,. Вследствие этого„ изменение напряжения генератора, вызванное изменением тока нагрузки значительно компенсируется.

Блок коррекции напряжения 11 полностью стабилизирует величину напряжения

на нагрузке, за счет изменения тока в обмот-. кё подмагничивания 16. Это ведет к изменению потока Фч и, как следствие, потока Ф2 сцепленного с витками обмотки ротора 4 АВ. При отказе блока коррекции напряжение на нагрузке изменяется в более широких пределах, чем при нормальной работе этого блока. Однако, при отказе блока коррекции напряжения точность регулирования напряжения не хуже чем в прототипе.

Вышеуказанное выполнение АВ и его связи позволяют совместить функции дроссель- трансформатора и асинхронного возбудителя прототипа.

Таким образом, изобретение позволяет

путем исключения второго полупроводникового выпрямителя, трансформатора тока и дроссель-трансформатора позволяет уменьшить массогабаритные показатели источника электропитания и повысить быстродействие, как следствие непосредственного воздействия, минуя трансформатор тока, второй полупроводниковый выпрямитель, дроссель-трансформатор, на магнитный поток Ф2 асинхронного возбудителя,

сцепленного с обмоткой ротора 4. Фор мула изобретения Источник электропитания, содержащий синхронный генератор, включающий обмот- tfy возбуждения и якорь с.обмоткой, подключенной через индуктивное сопротивление к

выходным выводам источника, асинхронный возбудитель, включающий ротор, подключенный к обмотке возбуждения генератора через выпрямитель и цилиндрический статор с трехфазной обмоткой, и блок коррекции, к выходу которого подсоединена обмотка подмагничивания, отличающийся тем, что, с целью снижения массы и повышения быстродействия, статор асинхронного возбудителя выполнен в виде двух полых концентрических цилиндров, на наружной и внутренней поверхностях первого из которых выполнены осевые пазы, обмотка выполнена из двух частей, а в каче

стве индуктивного сопротивления применена трехфазная токовая обмотка, первая часть обмотки статора и обмотка подмагничивания намотаны тороидально на второй полый цилиндр и уложены в наружные пазы первого полого цилиндра, во внутренние пазы второго полого цилиндра и внутренние первого уложены тороидально намотанные витки токовой обмотки, во внутренние пазы первого полого цилиндра уложена вторая часть обмотки статора, две части обмотки статора включены между собой согласно и подключены к выводам якорной обмотки синхронного генератора через токовую обмотку.

Использование: автономные источники , питания переменного тока. Сущность изобретения: источник электропитания содержит синхронные генератор с якорной обмоткой, асинхронный возбудитель, выполненный из двух полых концентрических цилиндров с осевыми пазами, и обмоткой, разделенной на две части, обмотку подмаг- ничивания и трехфазную токовую обмотку, при этом первая часть обмотки статора1 и обмотка подмагничивания размещены тороидально на втором полом цилиндре, токовая обмотка размещена как в пазах первого, так и второго полого цилиндров, а вторая часть обмотки статора уложена в пазы первого полого цилиндра, причем обе части обмотки статора включены между собой согласно и подключены через токовую обмотку к якорной обмотке генератора. 2 ил.

в 8

009