Система электроснабжения на два уровня напряжения Советский патент 1982 года по МПК H02J7/14 

Изобретение относигся к эпекгрогех- нике, а именно к системам электроснабжения подвижных объектов на два уровня напряжения, главным образом для автомобилей и тракторов. Известна система электроснабжения на два уровня напряжения, содержащая трехфазный генератор и однофазный трансформатор Г1. Недостатком такой системы электроснабжения является то, что при подключении первичной обмотки трансформатора к выводам фаз генератора при соединении обмоток статора по схеме треугольник, первичная обмотка трансформатора оказывается включенной к одной фазе генератора, что вызывает перегрузку этой фазы и снижение уровня напряжения, так как одна фаза генератора не в состоянии обес печить достаточную мощность для питания потребителей на высоком уровне напряжения. Известна система электроснабжения На два уровня напряжениг, содержешая трехфазный генератор, но трансформатор выполнен трехфазным Г21, Это позволяет равномерно загружать генератор, но усложняет технологию производства. Кроме того, в этих системах применен генератор с контактными коль цами, что снижает надежность и срок службы системы электроснабжения. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является система электроснабжения на два уровня напряжения, содержащая-синхронный генератор переменного тока индукторного типа, якорные обмотки которого соединены в замкнутый пятиугольник, вершины соединений обмоток которого подключены ко входу выпрямителя основного уровня, к выходу постоянного тока выпрямителя основного уровня подключена первая аккумуляторная батарея, однофазный трансформатор, один из вьтодов первичной которого соединен с одной из вершин соединений пятиуголь никв якорных обмоток генератора, а вто3905обмогка трансформагора, через ричная вьгарямигепь второго уровня подключен к другой аккумуляторной батарее, причем аккумуляторные батареи соединены последовательно между собой, регулятор напряжения, вход которого подключен к первой аккумуляторной батарее, а выход к ойлопсе возбуждения синхронного генератора Гз. Недостатком этой системы электроснабжения является резкое изменение фазного напряжения при изменении тока напряжения при изменении тока нагрузки генератора, что отрицательно влияет на работу трансформатора, у которого наблюдается резкий перепад вторичного ,напря- жения и тем самым создаются неблагоприятные условия работы для аккумуляторной батареи, подключенной на регулируемый уровень напряжения. Это приводит к сни- 20 жению срока службы аккумуляторной батареи, а следовательно, и всей системы элек троснабжения. Целью изобретения является увеличение срока службы за счет повышения ка- 25 чества поддержания напряжения второго уровня. Поставленная цель достигается тем, что второй вывод первичной обмотки трансформатора подключен к третьей вершине по отношению к той вершине пятиугольника якорных обмоток синхронного генератора, к которой подключен первый вывод первичной о&«гогки трансформатора На чертеже представлена схема предлагаемой системы. Система электроснабжения содержит синхронные raiepaTop 1, якорные обмотки 2-6 которого соединены в пятиуголь ник и подключены к выпрямителю 7 основного уровня, регулятор 8 напряжения, однофазный трансформатор 9 с первичной обмоткой 1О, подключенной к вершинам пятиугольника, образованным якорными обмотками синхронного генератора, например , обмотками 5, 3 и 6. Вторичная обмотка 11 трансформатора 9 соединена с вьшрямителем 12 второго уровня, выпрямитель 7 основного уровня соединен последовательно с вьшрямителем 12 второго уровня. Один уровень напряжения - основной, образуется между плюсовым выводом 13 генератор и массой 14. На этот уровень напряжения подключена аккумуля. торная батарея 15 и нагрузка 16. Другой уровень напряжения - нерегулируемый, образуется между плюсовым выводом 17 выпрямителя 12 и массой 4 14. К выводу 17 подключена аккумуля торная батарея 18 и нагрузка 19. Система электроснабжения работает следующим образом. При работе генератора 1 напряжение обмоток статора, выпрямленное выпря- . митело 7, стабилизируется регулятором 8 напряжения. Это напряжение через плюсовой вывод 13 подается на совместно « включенные аккумуляторную батарею 15 jj нагрузку. 16 по цепи регулируемого напряжения. Одновременно напряжение с разноименных зажимов трех последовательно включенных обмоток статора 5, 3, 6 или 2, 4, 6 подводится к первичной обмотке Ю трансформатора 9. Напряжение вторичной обмотки 11 трансформатора выпрямляется выпрямителем 12..С изменением тока.в аккумуляторной батаP© 15 и нагрузке 16 напряжение на обмотках статора меняется из-за падения напряжения на вентилях выпрямиеля 7. Из экспериментальных исследований установлено, что в силу несимметрии формь1 кривой фазного напряжения пятифазных индукторных генераторов и наличия в ней до 40% второй гармоники, напряжение между разноименными выводами трех последовательно включенных статорных обмоток 5, 3, 6 или 2, 4, 6 при изменении тока нагрузки генератора изменяется меньше, чем между выводами одной статорной обмотки. Установлено, что при подключении обмотки трансформатора 9 к разноименным выводам обмотки статора, например 5, 3, 6, напряжение на первичной обмотке трансформатора поддерживается нЬ 27% стабильнее, чем при подключении первичной обмотки трансформатора непосредственно к выводам одной статорной обмотки генератора. Следовательно, уменьшается влияние тока по цепи регулируемого напряжения на зфовень нерегулируемого напряжения, что привоаит к улучшению условий заряда аккумуляторной батареи и увеличению ее срока службы и следовательно, всей сие тети ы энергоснабжения. Формула изобретения Система электроснабжения на два уровня напряжения, содержащая синхронный генератор переменного тока ивдукторного типа, якорные обмочи которого соединены в замкнутый пятиугольник, вершины соединений обмоток которого подключены ко входу выпрямителя основного

уровня, к выходу noctxjHHHoro тока выпрямителя основного уровня подключена первая аккумуляторная батарея, однофазный трансформатор, один из выводов первичной обмотки которого соединен с одной из вершин пятиугольника якорных обмоток генератора, а вторичная обмотка трансформатора через вьшрямитель второго уровня подключена к другой аккумуляторной батарее, аккумуляторные батареи соединены последовательно между собой, регулятор напряжения, вход которого подключен к первой аккумуляторной батарее, а выход - к обмотке возбуждения синхронного генератора, о т л и чающаяся тем, что, с целью увеличения сройа службы за счет повышения

качества поддержания напряжения второго уровня, второй вывод первичной обмотки трансформатора подключен к третьей вершине по отношению к той вершине пятиугольника якорных обмоток синхронного генератора, к которой подключен первый вывод первичной обмотки трансформатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3816508, кл. 32О-15, 1974.

2.Патент США № 3962621, кл. 320-15, 1976.

3.Отчет НИИАП. Т&ла 4/4-78, государственная регистрация

N 78О13090, 1978, с. 26-27.