Асинхронный вентильный генератор Советский патент 1981 года по МПК H02P9/42 

(54) АСИНХРОННЫЙ ВЕНТИЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для возбуждения частотно-регулируемых асинхронных вентильных генераторов, используемых в качестве источника электроэнергии на автономных объектах (транспорт, ветроэнергетические установки и т. д.).

Известны трехфазные асинхронные- вентильные генераторы с частотным управлением,, состояшие из асинхронной машины с короткозамкнутым ротором и тиристорного источника реактивной мошности, выполненного по схеме автономного инвертора напряжения 1.

Существенным недостатком, ухудшаюш,им массогабаритные показатели таких асинхронных вентильных генераторов является наличие буферного конденсатора, подключаемого к шинам постоянного тока тиристорного источника реактивной мошности..

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является асинхронный вентильный генератор, содержаший асинхронную машину с короткозамкнутым ротором и многофазной обмоткой возбуждения на статоре, тиристорный источник реактивной мошности, выполненный в виде многофазного моСтового инвертора, каждая фаза которого содержит основные анодные и катодные группы тиристоров, подключенные по цепи переменного тока к фазам обмотки возбуждения, а также анодные и катодные группы коммутирующих тиристоров, соединенные между собой аналогично тиристорам источника реактивной мощности, и LC-цепи по числу фаз об.мотки возбуждения 2.

Тиристорный источник реактивной мощности в таком генераторе содержит пятнадцать основных силовых вентилей, три коммутирующих L-C контура и три буферных конденсатора, что ухудшает массогабаритные и энергетические показатели генератора.

Цель изобретения - упрощение асинхронного вентильного генератора, улучшение его массогабаритных и энергетических показателей, повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что основные и коммутирующие тиристоры анодной и катодной групп вентилей тиристорного источника реактивной мощности по цепи постоянного тока замкнуты накоротко, а L-С-цепь каждой подключена между выходами переменного тока групп основных и коммутирую щих тиристоров, каждой фазы И также тем, что параллельно каждой L-C-цепи установлены симметричные ограничители напряжения. На фиг. 1 представлена функциональная схема асин.хронного вентильного генератора; на фиг. 2 - принципиальная схема тиристорного источника реактивной, мощности. Функциональная схема асинхронного вентильного генератора (фиг. 1), содержащего асинхронную машину с короткозамкнутым ротором 1 и .много(()азной обмоткой 2 возбуждения, к которой подключен тиристорный источник 3 реактивной мощности, датчика 4 напряжения, соединенного с фазами обмотки возбуждения и узла 5 сравнения, задающего генератора 6 регулируемой частоты, который через систему 7 управления, соединен с управляющим входом тиристорного источника 3 реактивной мощности к фазам генератора 8 нагрузки. Стабилизация выходного напряжения в генераторно.м режи.ме осуществляется за счет частотной обратной связи по отнощению выходного наг ряжения от заданного уровня изменяемого датчиком напряжения. Разностный сигнал преобразуется задающим генератором 6 регулируемой частоты в последовательность импульсов, которые системой 7 управления распределяются по тиристорам источника 3 реактивной мощности. Изменением частоты следования импульсов достигается регулирование скольжения асинхронного генератора и, соответственно, генерируемой электромагнитной мощности. На фиг. 2 Г1редставле})а принципиальная силовая схема асинхронного вентильного генератора, состоящего из асинхронной мащины с короткозамкнутым ротором, многофазной обмоткой возбуждения на статоре, к входу которой подключен тиристорный источник реактивной мощности, содержащий шесть основных (9-14) и коммутирующих (15-20) тиристоров, три L-С-цепи и три симметричных ограничителя напряжения, и многофазной рабочей обмоткой с подключенной автономной нагрузкой. Тиристоры анодной и катодной групп, основных и коммутирующих тиристоров соединены по аналогичным схемам многофазных мостовых инверторов и замкнуты накоротка по цепи постоянного тока.. Коммутирующие L-С-цепи включены в каждой фазе тиристорного источника реактивной мощности между выходами переменного тока основных и коммутирующих тиристоров, причем параллельно им установлены симметричные ограничители напряжения. Асинхронный вентильный генератор работает следующим образом. В процессе возбуждения ротор генератора приводится во вращение до рабочей частоты, создается начальный магнитный поток, с помощью, например, аккумуляторной батареи. На тиристоры источника реактивной мощности от системы упраьлспия подаются импульсы управления, причем частота их устанавливается такой, при которой скольжение ротора в поле основной гармоники отрицательно. Происходит процесс возбуждения генератора, после чего аккумуляторная батарея может быть отключена. Процесс возбуждения асинхронногр вентильного генератора обеспечивается за счет обмена электромагнитной энергией между фазами обмотки возбуждения асинхронной мащины. путем междуфазных коротких замыканий через вентили тиристорного источника реактивной мощности при законе управления тиристорами 180 град. В данном случае автономная нагрузка подключается к дополнительной статорной обмотке генератора (фиг. 2). Такая схема генератора с независимой многофазной обмоткой возбуждения, подключенной к тиристорному источнику реактивной мощности, позволяет снизить электрические коммутационцые потери и повысить энергетические показатели. При законах управления тиристорным источником реактивной мощности с углом проводимости вентилей меньще 180 град., целесообразна схема генератора (фиг. 1), благодаря своей максимальной простоте. Таким образом, в предлагаемом асинхронном вентильном генераторе за счет схемы закорачивания основных и коммутирующих тиристоров по постоянному току устраняются громоздкие буферные конденсаторы, а за,счет симметричных ограничителей напряжения исключаются перенапряжения, связанные с прерыванием тока на коммутационных интервалах, чем достигается улучшение массогабаритных и энергетических показателей и повыщение надежности генератора. Формула изобретения 1. Асинхронный вентильный генератор с частотным управлением, содержащий асинхронную мащину с короткозамкнутым ротором и многофазной обмоткой возбуждения на статоре, тиристорный источник- реактивной мощности, выполненной в виде многофазного мостового инвертора, каждая фаза которого содержит анодные и катодные группы основных тиристоров, подключенные по цепи переменного тока к фазам обмотки возбуждения, анодные и катодные группы коммутирующих тиристоров, соединенные между собой, аналогично тиристорам источника реактивной мощности, и L-С-цепи по числу фаз обмотки возбуждения, отличающийся тем, что, с целью улучщения энергетическиХ и массогабаритных показателей, повышения надежности, анодные и катодные группы основных и коммутирующих тиристоров замкнуты накоротко по цепи постоянного тока, а L-С-цепь каждой фазы

подключена между выходами переменного тока групп основных и коммутирующих тиристоров каждой фазы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2. Патент США № 4006398, кл.-322-47, кл. Н 02 Р 9/00, 1978.