Система электроснабжения на двауРОВНя НАпРяжЕНия Советский патент 1981 года по МПК H02K19/38 H02K7/14 

(54) СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ НА ДВА УРОВНЯ НАПРЯЖЕНИЯ

моста, и потребители высокого напряжения, подключенные на выход однополупериодного выпрямителя и двухполупериодного выпрямительного моста 2.

Недостатком данной системы электроснабжения является ее малая надежность из-за отсутствия защиты от ток перегрузки по основной якорной обмотке генератора. Это определяется тем, что максимальный ток, отдаваемый основной якорной обмоткой, зави;сйт от величины тока дополнительной якорной обмотки, что не позволяет параметрическим способом добиться самоограничения по току основной якорной обмотки.

Цель изобретения - повышение надежности системы электроснабжения на дза уровня напряжения.

Поставленная цель достигается тем что в системе электроснабжения на два уровня напряжения, содержащей генератор с основной якорной обмоткой, соединенной в звезду и подключенной к :двухполупериодному выпрямительному мосту, с дополнительной якорной обмоткой, размещенной в одних паза с оновной и подключенной минусовыми выводами к основной якорной обмотке, а плюсовыми выводами - к анодам диодов оДнополупериодного выпрямителя и с обмоткой возбуждения с плюсовым и минусовым выводами, потребители низког напряжения,подключенные на выход двухполупериодного выпрямительного моета, и потребители высокого напряжени подключеные на выход одНополупериодного выпрямителя и двухполупериодног выпрямительного моста, генератор выполнен индукторным, одноименнополюснь1М с замкнутым магнитопроводом, охватываемым обмоткой возбуждения и якорными обмотками, причем каждая фаза дополнительной якорной обмотки состоит из катушек, взаимносдвинутых на угол, кратный 360 эл. град., а направления намотки обмотки возбуждения и дополнительной якорной обмотки от плюсового к минусовому выводам противоположны.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема системы электроснабжения f на фиг. 2 - схема размещения и подключения дополнительной якорной обмоткиff на фиг. 3 - внешние характеристики двухобмоточного генератора по основной якорной обмотке.

Схема (фиг.1) содержит основную якорную обмотку 1, соединенную в эве ду и подсоединенную к двухполупериодиому иыпрямительному мосту 2, дополнительную якорную обмотку 3, соединенную минусовыми выводами с основной якорной обмоткой, плюсовыми вьазодами с анодами диодов однополупериодного выпрямителя 4, потребители низкого напряжения 5, подключенны к выходным клеммам двухполупериодйого выпрямительного моста и потребители высокого напряжения 6, включенные между плюсовой клеммой однополупериодного выпрямителя и минусовой клеммой двухполупериодного выпрямир-ельного моста.

Схема, представленная на фиг. 2, содержит развертку 7 индуктора од-: ноименного генераторас замкнутым магнитопроводом с указанием направления потока , создаваемого обмоткой возбуждения, охватывающей магнито провод, развертку 8 якоря, в пазах которого уложены основная якорная обмотка 1, и дополнительную якорную обмотку 3, каждая фаза которой состоит из катуиюк, взаимносдвинутых на угол кратный 360 эл. град., однополупериодный выпрямитель 5, к которому подсоединена дополнительная якорная обмотка. На схеме указаны направления протекания тока -f, фазы дополнительной якорной обмотки и направление создаваемого этим током потока Ф реакции.якоря, который совпадает по направленикУ с потоком Ф, что обусловлено противоположным напралением намоток обмотки возбуждения, и дополнительной якорной обмоткой от плюсового к минусовому выводам. На фиг.З представлены зависимости фазного напряжения этой обмотки фазного тока двух предельных значениях тока дополнительной якорной обмотки: минимальном Фт„4.-,максимальном U. и

гтпгп ZW(Jx

ПОСТОЯННОЙ частоте п вращения генератора. Причем пунктирной линией показаны характеристики генератора в известной системе электроснабжения, а сплошной линией - генератора предлагаемой системы.

Предлагаемая система электроснабжения работает следующим образом.

Потребители низкого напряжения 5 питаются от основной якорной обмотки 1 через двухполупериодный выпрямительный мост 2 вместе с обмоткой возбуждения генератора, а потребители высокого напряжения питаются от обеих якорных обмоток 1-3 через двухполупериодный выпрямительный мост 2 и однополупериодный выпрямитель. Кроме того, между плюсовыми клеммами двухполупериодного моста и однополупериодного выпрямителя могут включаться потребители, например аккумуляторная батарея, которая с другой аккумуляторной батареей, питаемой через двухполупериодный выпрямительный мост, может снабжать электроэнергией электростартер, запускающий двигатель внутреннего сгорания подвижного объекта. Также работает известная система электроснабжения. Однако при ее использовании максимальный ток отдачи по основной якорной обмотке будет зависеть от тока в дополнительной (фиг.З). Внешние характеристики генератора в известной схеме показаны штриховыми линиями и сильно отличаются при кра них значениях тока дополнительной яко ной обмотки Ц и U . .Причем максимальный ток отдачи основной якорной рбмотки при токе дополнительной яко ной обмотки Ц эначительно выше, ч при токе объясняется тем, что при увеличении тока в дополнительной якорной обмотке в ней увели чивается намагничивающая сила реакции якоря, действующая согласно с намагничивающей силой реакции якоря основной якорной обмотки и уменьшается магнитный поток в магнитном за зоре, а вместе с ним ЭДС и напряжен обеих якорных обмоток. Из внешних характеристик (фиг. 3) видно, что при отсутствии тока в дополнительно якорной обмотке происходит увеличение максимально отдаваемого тока в основной якорной обмотке, что может привести к нарушению теплового режи ма генератора и выхода его из строя То есть в известной системе электро снабжения имеется элемент ненадежности. При использовании предлагаемого технического решения в качестве генератора выбирается индукторный одноименнополюсный генератор с замкну тым магнитопроводом, охваченным яко ными обмотками и обмоткой возбуждеНИН, в котором каждая фаза дополнительной якорной обмотки состоит из катушек взаимно сдвинутых на угол, кратный 360 эл. град., а направлени намотки обмотки возбуждения и допол нительной якорной обмотки должны быт противоположны. В таком генераторе за счет однополупериодного выпрямле ния тока дополнительной якорной обмотки будет создаваться постоянная составляющая потока реакции якоря Фрд(фиг. 2), которая при противоположных направлениях намотки обмотки возбуждения и дополнительной якор ной обмотки и разных направлениях протекания по ним тока (ток в обмотке возбуждения течет от плюсового вывода к минусовому, а в дополнительной якорной обмотке- от минусового к плюсовому выводу} будет действовать согласно с потоком возбужде ния Ф. Смещение катушек каждой из фаз взаимно на угол 360 ,эл. град, создает одинаковый поток реакции якоря во всех катушках фазы дополнительной якорной обмотки, а так как в каждый из моментов времени при однополупериодном выпрямлении работает только одна фаза, то в этой фазе потоки реакции якоря каждой из катушек будут действовать согласно, и постоянная составляющая реакции якоря Ф будет максимальной. Поэтому в предлагаемой системе электроснабжения при увеличении тока дополнительной якорной обмотки увеличивается постоянная составляющая реакции якоря Ф которая, действуя согласно с потоком обмотки возбуждения, уменьшает размагничивающее действие переменной составляющей реакции |якоря дополнительной якорной обмотки. Внешние характеристики основной якорной обмотки генератора предлагаемой системы, показанные сплошными линиями на фиг. 3 при максимальном и минимальном токе нагрузки дополнительнЬй якорной обмотки идут друг к другу значительно ближе, чем в известной системе электроснабжения, и максимальный ток отдачи основной якорной обмотки практически остается постоянным, что делает возможным обеспечение параметрическим методом самоограничения по току основной якорной обмотки генератора и ведет к устранению описанного выше элемента ненадежности. Использование предлагаемого изобретения позволяет увеличить надежность всей системы электроснабжения на два уровня напряжения, и уменьшить ее стоимость за счет исключения из системы электроснабжения ограничителя тока по уровню низкого постоянного напряжения. Формула изобретения Система электроснабжения на два уровня напряжения, содержащая генератор с основной якорной обмоткой, соединенной в звезду и подключенной к двухполупериодному выпрямительному мосту, с дополнительной якорной обмоткой, размещенной в одних пазах с основной и подключенной минусовыми выводами к основной якорной обмотке, а плюсовыми выводами - к анодам диодов однополупериодного выпрямителя с обмоткой возбуждения с плюсовым и минусовым выводами, потребители низкого напряжения, подключенные на выход двухполупериодного выпрямительного моста, и потребители высокого напряжения, подключенные на выход однополупериодного выпрямителя и двухполупериодного выпрямительного моста, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, генератор выполнен индукторным, одноимен нополюсным с замкнутым магнитопроводом, охватываемым обмоткой возбуждения и якорными обмоткс1ми, причем каждая фаза дополнительной якорной обмотки состоит из катушек, вэаимносдвинутых на угол кратный 360 эл. град., а направления намотки обмотки возбуждения и дополнительной якорной обмотки от плюсового к минусовому выводам противоположны. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Патент США № 3809995, кл. Н 02 К 7/00, 07.05.74. 2.Патент ФРГ № 2650851, кл. Н 02 К 7/14, 11.05.78.