Электромашинный стартер-генераторный агрегат Советский патент 1980 года по МПК H02P9/42 

(54) ЭЛЕКТРОМАШИННЫЙ СТАРТЕР-ГЕНЕРАТОРНЫЙ

АГРЕГАТ

.

Изобретение относится к электротехни е и может быть использовано на подвижйых обтлктах для генерирования переменного тока постоянной частоты при переменной скорости вращения первичного двиг Гателя и автономного запуска его от аккумуляторной батарен.

Наиболее близкнм техническим решением к изобретению является электромашинный стартер-генераторный агрегат, содержаошй электрически связанные основной генератор и вспомогательную электрическую маш11ну, дифференциальный редуктор связы(1а1а1ций Е1алы ойсновного генератора и вспомогательной электрической машины с валом первичного двигг1теля (I .

Недслтатками известного стартер-генераторйогЬ агрегата являются невозможHiocTb автономного электростартерного заnycka теплового первичного двигателя цри отсутстшйя на борту подвижных объектов вспомогательных силовых установок с мо1ц шм гбнераторрм переменного тока и уменьшение КПД агрегата..

Цель изобретения -, повышение KflJ и улучшение, энергетических показателей

8г|)егата.

Указанная цель обеспечивается тем, что основной генератор выполнен в виде одноякорного преобразователя, а вспомогательная электрическая машина.- в виде синхронного генератора с выпрямителем в це5 пи его якорной обмотки и введена коммутационная аппаратура .для подключения выпрямителя синхронного генератора к кол-, лектору одноякорного преобразователя и параллельно сетн постоянноготока.

На чертеже представлена схема электро10 машинного стартер-генераторного агрегата.

Агрегат содержит основной генератор I выполненный в виде одноякорного преобразователя, вспомогательную электричес.- кую машину, выполненную в виде синхронного генератора 2, в цепи ротора которого установлен выпрямитель 3. Валы указанных электрических машин (одноякорного преобразователя и синхронного генератора) связаны свалом приводного дви20 посредством дифференцнальногр редуктора 4. Сиихроиный генератор под лючен к аккумуляторной батарее 5, выг полняющей функцию сети постоянного тока через контакты контактора 6. В цепь обмотки 7 возбуждения, подключенной параллельно якорю одноякорного преобразователя, введен регулятор 8 напряжения, а регулирование частоты (тока) син SipSWHrb гМёратбрг ш ущест1вМётег-е Т1омощью регулятора 9 частоты (тока запуска). Трехфазный выпрямитель с помощью контактов контакторов 10 и 11 Подключен к коллектору одноякорного преобразователя и параллельно аккумуляторной батареи 5. В случае выполнения одноякорного преобразователя с напряжением на стороне постоянного тока, равным напряжению борт-сети (напряжению аккумуляторной батареи) постоянного тока, стартер-генераторный агрегат (СГА) может быть использован для одновременного питания сетей пбстоянного тока и переменного тока постоянной частоты. В зависимости от конкретных условий-, однрякорный генератор может быть выполнен с двумя независимыми обмотками (трехфазной и постоянного тока), расположенными в общих пазах, или с двумя соединенными якорными обмотками постоянногс и ПёреМённогб тока, также размещенньши в общих пазах, или с одной общей якорной обмоткой и повышающим автотрансформатором.. Трехфазная обмотка синхронного, генератора расчитывается на пониженное линейное напряжение, составляющее около 75°/а нойинального напряжения на коллекторе одноякорного преобразователя и С повЕШГеНием частоты вращения переключается со звезды на треугольник. СГА обеспечивает запуск первичного теплового двигателя (авиадвигателя) и автоЖаТиче(:ки переходит в генераторный режим работы после окончания стартерного режима. Устройство работает следующим образом. При срабатывании контактора 11 аккумуляторная батарея 5 подключается на коллектор одноякорного преобразователя (ОП) I. Так как синхронный генератор {СГ)2 не возбужден (разомкнуты контакты контактора 6), а его момент инерции во много раз меньше приведенного мом1ейта инерции авиадвигателя, то вначале происходит быстрый разгон якоря ОП и жестко связанного с ним через редуктор ротора СГ до частоты вращения, определяемой величиной напряжения и током возбуждения ОП. После срабатывания контакт.оров 10 и 6 регулятор 9 тока запуска обеспечивает плавное уменьшение сопротивления в цепи возбуждения СГ по такому закону, что: бы беличина тока в цепи якоря ОП в те.ченйе запуска авиадвигателя была бы Постоянной или оптимальной по условиям .требуемого времени зйпуска авиадвигателя при минимальном расходе электроэнергии аккумуляторной батареи. С увеличением тока возбуждения и электромагнитного момента СГ происходит уменьщенне его частоты вращения (hj) и увеличение частоты вращения вала авиадвигателя (h ) в соответствии с уравнением дифференциального редуктора в режиме запуска. п, М И- L, Частота вращения якоря ОП (nj), работающего в режиме двигателя параллельного возбуждения, при этом изменяется незначительно. Благодаря параллельному соединению аккумуляторной батареи с выпрямителем в цепи статррной обмотки СГ, его электрическая энергия вместе с энергией аккумуляторной батареи используется на разгон вала авиадвигателя, что обеспечивает высокий КПД агрегата в стартерном режиме. После разгона вала авиадвигателя до необходимой скорости вращения, подачи топлива и включения зажигания начинает работать турбина авиадвигателя, обеспечивая его выход на устойчивый режим «малого газа. С увеличением скорости вращения турбины авиадвигателя скорость СГ постепенно уменьщается и при подходе к режиму «малого газа изменяет направление вращения. При сопровождении раскрутки турбины авиадвигателя статорная обмотка СГ переключается с треугольника на звезду, а затем после отпускания контактора 10 отключается от коллектора ОП и замыкается на балластное сопротивление 12. При достижении скорости вращения турбины авиадвигателя величины, равной скордсти «маЛогб газа, включается система автоматической стабилизации частоты ОП, регулирующая величину тока возбуждения СГ и его электромагнитного момента так, чтобы частота поддерживалась с заданной точностью. , В качестве регулятора частоты может быть использован магнитный усилитель с управляющей обмоткой, питаемой от измерителя частоты ОП, или полупроводниковый регулятор тока возбуждения. После Включения системы автоматической стабилизации частоты и системы автоматической стабилизации напряженния ОП,стартер-генераторный агрегат переходит в режим работыы при стабилизированных Зиаченийх частоты и напряжения на выходе ОП. Уравнение частот вращения валов дифференциального редуктора в .генераторном режиме работы СГА имеет вид п, . В соответствии с указаниым равенством при отклонении частоты ОП .в сторону по