БЕСКОНТАКТНЫЙ ЭЛЕКТРОМАШИННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ С РЕГУЛИРУЕМОЙ ЧАСТОТОЙ Советский патент 1970 года по МПК H02K17/44 H02M5/38 

Изобретение относится к электрическим машинам и может быть использовано для получения стабилизированной или регулируемой частоты.

Применяемые в настоящее время в качестве источников переменного тока регулируемой частоты электромашинные преобразователи нашли ограниченное применение вследствие присущих им недостатков: большого веса и габаритов, тяжелых условий коммутации, ограничивающих диапазон частот, низкого к.п.д., большой инерционности.

Известны бесконтактные электромашинные усилители с регулируемой частотой, содержащие асинхронный генератор со спинкой, подмагничиваемой обмоткой постоянного тока, и с обмоткой возбуждения, подключенной через коммутатор, обеспечивающий вращение поля управления. Однако такие усилители имеют ограниченный диапазон усиливаемых частот и большие потери скольжения.

Предлагаемый усилитель отличается от известных тем, что с целью расширения рабочего диапазона частот подмагничивающая обмотка генератора включена в цепь постоянного тока, подводимого через коммутатор к обмотке )зозбуждения.

позволяет улучшить использование активных материалов.

Для повышения к.п.д. и коэффициента усиления в цепь ротора генератора быть

включена по схеме каскада дополнительная асинхронная машина, связанная с генератором общим валом, статорная обмотка которой подключена на вход коммутатора через выпрямитель.

Выпрямитель выполнен на управляемых вентилях, что обеспечивает изменение активного сопротивления в роторе генератора с изменением скольлсения. Па чертеже представлены различные варианты схем описываемого усилителя.

Усилитель (фиг. а) состоит из управляемого полупроводникового коммутатора / и асинхронного генератора 2, ротор 3 которого вращается приводным двигателем 4. Обмотка возбуждения 5 выполнена по типу якорной обмотки машины постоянного тока, выводы которой подключены к элементам коммутатора /. При переключении ячеек коммутатора точки

подключения обмотки 5 к напряжению управления сдвигаются, и возникает вращающееся магнитное ноле, которое наводит э.д.с. в выходной обмотке 6 генератора и роторе 3. Обмотки 5 и 5 расположены в одном пакете и

Обмотки 5 и 5 могут включаться по автотрансформаторной схеме (фиг. б).

При достаточно большом числе ячеек упправляемого полупроводникового коммутатора обеспечиваются облегченные условия коммутации и хорошая форма э.д.с, на выходе. Увеличение числа ячеек не приводит к суш,ествеиному росту установленной мощности вентилей коммутатора, так как уменьшается скважность, а значит и среднее значение тока через вентили.

Изменяя частоту переключений коммутатора, можно регулировать частоту на выходе усилителя практически от нескольких герц до максимальной частоты, определяемой числом полюсов генератора р и скоростью врашения ротора п. При я 50 об/сек и pi 8 fraax 400 гц.

Для обесиечения генераторного режима ротор 3 должен вращаться в одном направлении с полем возбуждения.

Работая с отрицательным скольжением, генератор отдает активную мощность, поступающую с вала, на нагрузку 7 и обмотку возбуждения 5, благодаря чему резко снижается мощность управления и перенапряжения иа элементах коммутаторов, т. е. его установленная мощность. При определенном значении скольжения, сопротивления нагрузки и активного сопротивления в цепи ротора может возникнуть самовозбуждение.

Чтобы обеспечить усилительные свойства генератора в широком диапазоне изменения нагрузки, он снабжен подмагничивающей обмоткой 8, намотанной вокруг спинки статора и включенной последовательно в цепь управления. В этом случае при увеличении коэффициента усиления возрастает ток обмоток 5 и 8, спинка генератора насыщается и самовозбуждения не возникает.

Диапазон скольл ений генератора, а значит и рабочий диапазон частот усилителя, в котором генератор дает достаточно большое усиление по мощности, существенно зависит от конструкции ротора. Для уменьшения потерь скольжения в цепь ротора генератора может быть включен дополнительный каскад (фиг. е).

Каскад выполнен в виде асинхронной машины на общем валу, статорная обмотка 9 которой через выпрямитель 10 подключена иа вход коммутатора 1, а роторная обмотка 11 - в

цепь ротора генератора. Число пар полюсов каскада p-z может отличаться от числа пар полюсов генератора рь что позволяет совместить их в одном магнитопроводе. Если поле обмотки 11 вращается согласно с ротором и

дополнительный каскад работает в двигательном режиме, то часть энергии скольл ения генератора возвращается на вал, а часть поступает на вход коммутатора, что дает увеличение усиления.

Увеличение активного сопротивления в цепи ротора генератора с ростом скольжения можно достичь, если выпрямитель 10 выполнен на управляемых вентилях, угол зажигания которых соответственно регулируется.

гт

Предмет изооретения

1.Бесконтактный электромашинный усилитель с регулируе.мой частотой, содерл ащий асинхронный генератор со спинкой, подмагничиваемой обмоткой постоянного тока, и с обмоткой возбуждения, подключенной через KOAIмутатор, обеспечивающий вращение поля управления, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования, подмагничиваюп ая обмотка генератора включена в цепь иостоянного тока, подводимого через коммутатор к обмотке возбуждения.

2.Усилитель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью улучшения использования активпых материалов, обмотка возбуждения соединена с выходной обмоткой генератора по автотрансформаторной схеме.

3.Усилитель по и. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения к.п.д. и коэффициента

усиления, в цепь ротора геиератора включена по схеме каскада асинхронная машина, связанная с ним общим валом, статорная обмотка которой подключена на вход коммутатора через выпрямитель.

4. Усилитель по пп. 1 и 3, отличающийся тем, что выпрямитель выполнен на управляемых вентилях.

)

ГЛЛ