ЭЛЕКТРОМАШИННЫЙ АГРЕГАТ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОСТОЯННОЙ ЧАСТОТЫ Советский патент 1973 года по МПК H02P9/42 

1

Генерирование переменного тока стабильной частоты на современных самолетах и вертолетах при осуществлении привода синхронных генераторов от авиадвигателей возможно лишь в случае применения весьма сложных автоматических управляемых приводных агрегатов, преобразующих щироко изменяющуюся скорость вращения приводного вала авиадвигателя в постоянную скорость выходного вала агрегата, соединяемого с валом генератора.

Кроме того, известные генераторные установки для получения постоянной частоты, содержащие синхронный генератор, механический дифференциал и электромагнитный тормоз, не дают возможности использовать их в современных самолетах с ТРД, имеющими более широкий диапазон изменения скорости вращения.

Цель изобретения - повысить к.п.д. генераторных установок для получения постоянной частоты и снизить их вес. Указанная цель достигается тем, что вместо электромагнитного тормоза применена асинхронная машина с полюсопереключаемой обмоткой и подключаемая к выходу генератора через регулятор напряжения. Регулятор напряжения выполнен в виде дросселя с подмагничивающей обмоткой. Кроме того, предлагаемый агрегат позволяет получать стабильную частоту при более

широком диапазоне изменения скорости вращения.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, на котором представлена схема предлагаемого электромашинного агрегата для получения постояной частоты. Как видно из схемы, предлагаемый агрегат содержит синхронный генератор СГ, асинхронную машину AM с полюсопереключаемой обмоткой статора, регулятор напряжения, выполненный в виде управляемого дросселя УД, переключающие контакторы Ki и Kz, управляемые с помощью измерителя скорости (тахогенератора), установленного на валу AM и автоматический регулятор частоты РЧ с измерительным элементом в виде резонансного контура Р/С.

Привод электромеханического агрегата осуществляется от авиадвигателя посредством дифференциального редуктора ДР, водило которого соединяется с валом авиадвигателя (на чертеже не показан), центральная шестерня передает вращающийся момент на вал синхронного генератора, а коронная шестерня связана с валом асинхронной мащины.

Стабилизация скорости вращения (псг) и частоты (f) синхронного генератора при изменении скорости вращения авиадвигателя (Яад) достигается изменением скорости вращения асинхронной мащины (/гам) путем автоматического регулирования величины его элект

ромагнитного момента с помощью регулятора частоты.

При работе авиадвигателя в диапазоне низких скоростей вращения асинхронная мащина работает в режиме электромагнитного тормоза, поскольку его трехфазная обмотка питается от источника постоянного тока. Стабилизация частоты электромашинного агрегата в этом случае осуществляется за счет изменения тока возбуждения.

С повышением скорости вращения авиадвигателя до значения, при котором ,03- ,

под действием возрастающего напряжения тахогенератора срабатывает контактор Ki. Трехфазная обмотка статора ЛМ, соединенная в треугольник, с числом пар полюсов р), включается на сеть через рабочие обмотки УД, а обмотка подмагничивания УД включается на источник постоянного тока через сопротивление автоматического регулятора частоты. В этом случае асинхронная машина работает совместно с синхронным генератором, отдавая в сеть активную мощность и получая от синхронного генератора реактивную мощность.

С увеличением скорости вращения Пад до

значения, при котором . под действием напряжения тахогенератора срабатывает контактор Kz, переключающий обмотку статора AM в двойную звезду с числом пар полюсов ,5 PI. При этом скорость поля статора AM увеличивается в два раза, что приводит к уменьщению скольжения ротора AM до минимальной величины и обеспечивает ВОЗМОЖНОСТЬ работы AM при дальнейшем возрастании скорости вращения без превышения допустимой мощности потерь.

В случае уменьшения скорости вращения авиадвигателя от «ад max До «ад mm контакторы под действием понижающегося напряжения тахогенератора срабатывают в обратном порядке. При отпускании Ks обмотка статора AM переключается на большее число пар полюсов, а при отпускании /Ci - переключается с сети переменного тока на источник постоянного тока через регулируемое сопротивление регулятора частоты.

Таким образом, стабилизация частоты предлагаемого агрегата при изменении его нагрузки на второй и третьей ступенях обеспечивается за счет изменения электромагнитного момента AM путем автоматического регулирования тока подмагничивания УД, а на первой ступени - путем изменения тока возбуждения AM, работающей в режиме тормоза.

Предлагаемый электромашинный агрегат

может быть выполнен для стабилизации частоты при более широком диапазоне изменения скорости вращения авиадвигателя, если применять асинхронную машину с двумя переключаемыми обмотками статора. В этом случае можно получить четыре ступени, не используя при этом чисто тормозной режим работы AM, при котором допустимая нагрузка агрегата должна быть меньше номинальной. Преимуществами предложенного агрегата

для получения стабилизированной частоты является повышение к.п.д. и надежности работы агрегата, снижение веса, простота автомат тизации управления и возможность использования для ее создания обычных серийных

машин.

Предмет изобретения

1. Электромашинный агрегат для получения постоянной частоты, содержащий синхронный генератор, связанный с валом приводного двигателя через дифференциальный редуктор, регулируемый асинхронной машиной, подключенной параллельно к выходу синхронного генератора, отличающийся тем, что, с целью повышения к.п.д. и снижения веса агрегата, асинхронная машина выполнена с полюсопереключаемой обмоткой и подключена к выходу генератора через регулятор напряжения.

2. Электромашинный агрегат по п. 1, отличающийся тем, что регулятор напряжения выполнен в виде дросселя с подмагничивающей обмоткой.

3. Электромашинный агрегат по п. 1-2, отличающийся тем, что переключатель обмотки асинхронной машины связан с выходом измерителя скорости этой машины.