Устройство для электропитания сети автономного оъекта Советский патент 1976 года по МПК H01J3/00 H02P9/30 

ты, вращающимся со скоростью п, . На ведоMi.iii вал муфты передается механическая мощность

Р - Р .

(2)

ви д

«д

а п обмотку якоря - электрическая мощность

РМ Я;

(3)

генерируемая при переменной частоте, где (п, - «г ) - скорость вращения поля в воздушном зазоре муфты относительноно ее якоря.

Эта мощность подается в цепь ротора асинхронной машины 3, работающей в режиме двигателя, и в ее воздушном зазоре образуется электромагнитный момент

м

(4)

М. -

Пх- Пг

где («д - Hf ) - скорость вращения поля ротора асинхронной машины относительно ее ротора.

Этот момент воспринимается валом асинхронной машины, вращающимся со скоростью «г . и, следовательно, на него передается механическая мощность

Р ВА Р Л1

(5)

Пд -Яг

или с учетом выражений (3), (2)

II--P

Р,

(5а)

- вм

а в обмотку статора - электрическая мощность

Яд - 2п г

Р А Р

(6)

м

ПА-ПГ

ИЛИ с учетом выражения (3)

i J

РА Рд(6а) где (Пд - 2Пг ) -

скорость вращения поля в воздущном зазоре асинхронной мащины относительно ее статора.

Поскольку ведомый вал электромагнитной муфты, вал асинхронной машины и вал синхронного генератора 4 механически связаны, то на вал синхронного генератора подается механическая мощность

f г - Р вм fax

(7)

или с учетом выражения (5а)

2пг

РГ Р;

(7а)

Эта мощность преобразуется синхронным генератором в электрическую и поступает в бортовую сеть.

Электричская мощность Рд , генерируемая при переменной частоте, преобразуется неуправляемым выпрямителем 5 в мощность постоянного тока и передается инвертору 6, который преобразует ее в мощность трехфазного тока с частотой бортовой сети, так как

коммутация тиристоров инвертора осуществляется э. д. с. синхронного генератора, и передает ее Б бортовую сеть.

Таким образом, если пренебречь потерями в устройстве, то мощность полученная от приводного двигателя, полностью поступает в бортовую сеть, т. е. согласно выражениям (6а) и (7а)

Р Р -I- Р 1 Р

(8)

с г л - лРаспределение активных мощностей между элементами устройства в зависимости от скорости вращения приводного двигателя, рассчитанное согласно выражениям (2) - (8) в относительных единицах, где на базу приняты активная мощность бортсети Р к скорость вращения синхронного генератора Пр, показано на фиг 2; на этом же чертеже нанесена граница, соответствующая минимально допустимой скорости вращения приводного двигателя, при которой устройство работоспособно.

Из рассмотрения зависимостей фиг. 2 видно, что если, воздействуя на схему 10 управления инвертором 6 через регулятор 9 частоо ты, изменять величину РА , то при любых Р и Пд , лежащих в рабочем диапазоне, можно поддерживать постоянной, т. е. стабилизировать, частоту сети / при изменениях ее нагрузки и скорости вращения приводного двигателя.

Эти же зависимости позволяют оптимизировать электрические и конструктивные параметры элементов устройства, если заданы PC

/с дмакс .чин

Регулятор 9 частоты управляет инвертором 6 через схему 10 управления в функции частоты сети / таким образом, чтобы при повышении частоты относительно уставки величина РА уменьшалась, а при снижении частоты - увеличивалась.

Регулятор 8 напряжения управляет возбуждением синхронного генератора в функции напряжения сети (/с таким образом, чтобы при повышении напряжения относительно уставки ток возбуждения синхронного генератора уменьшался, а при понижении напряжения увеличивался.

Возможна параллельная работа нескольких аналогичных устройств на общую бортовую сеть, при этом нерераснределение активных мощностей между параллельно работающими устройствами достигается воздействием на уставки их регуляторов частоты, а перераспределение реактивных мощностей - воздействием на уставки их регуляторов напряжения.

Таким образом, предлагаемое устройство,

сохраняя все положительные качества извест5 ного устройства, устраняет его недостаток -

наличие скользящих контактов. Это улучшает технические свойства устройства, повышает иадежность и упрош,ает и облегчает его конструкцию.

Формула изобретения

Устройство для электропитания сети автономного объекта, содержаш,ее приводной двигатель, вал которого связан через асинхронную электромагнитную муфту с синхронным генератором, снабженным регулятором напряжения, выпрямительно-инверторный преобразователь, управляемый инвертор которого

подключен к якорной обмотке синхронного генератора, и регулятор частоты, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено асинхронной машиной с фазным ротором, а индуктор электромагнитной муфты выполнен на постоянных магнитах, при этом ротор асинхронной машины связан механическим с якорем электромагнитной муфты и с ротором синхронного генератора,

якорная обмотка электромагнитной муфты соединена с обмоткой ротора, асинхронной машины, статорная обмотка которой подключена к выпрямителю преобразователя, а выход регулятора частоты подключен к схеме управления инвертора. fi $ju/e/og Ъ ,-. es- о,- «у С5- ci- ci- Ci