Автономный источник питания постоянного тока Советский патент 1982 года по МПК H02P9/04 H02P9/22 

ность вследствие .применения в схе ме вспомогательного генератора-усил теля, приводимого двигателем внутре него сгорания. Кроме того, из-за ис пользования для формирования участков постоянства напряжения, мощности и тока внешней характеристики генератора только одной рабочей обмотки угольного регулятора требуется значительное падение напряжения на участке силовой цепи генератора, что достигается введением в силовую цепь дополнительных термостабильных шунтов или использованием специального усилителя. Целью изобретения является упрощение и повьшжние надежности, Поставленная дель достигается тем, что плюсовой вывод выпрями тельного j jrqcTa соадиней с плюсовым ЕЫбодом источника питания, минусовый вывод выпрямительного моста подключен к резистору, последовательно с которым соединены второй резистор и диод, катод которого соединён с минусовым выводом ис точника питания, причем рабочая обмотка комбинированного регулятора подключена одним выводом к плюсовому выводу источника питания, а другим выводом через третий резис«тор - к общей точке двух последовательно соединенных резисторов, а об мотка для параллельной работы подключена к измерительному шунту согласно с рабочей обмоткой. На ф1-гг.1 приведена принципиальна схема соединений элемен,тов,составляк щнх источник питания,- на фиг.2 - вУ ходная характеристика источника питания при запуске стартер-генерато. ра. Автономный источник питания по стоянного тока содержит генератор 1 постоянного тока, приводимый двига.телам 2 внутреннего сгорания, комби нированный угольный регулятор 3 напряжения, мощности и тока с электро магнитным приводом, полупроводниковый диод 4, резисторы 5, б и 7, выпрямительный мост 8, подключенный к источнику переменного тока. Обмотка 9 для параллельной работы комбинированного угольного регулятора3 напряжения, мощности и тока с электромагнитнЕШ приводом подключена к измерительному шунту 1 сидовой цепи генератора 1 постоянно го тока согласно с рабочей обмотк й И этого регулятора. Обмотка II П1$дключена одним концом к плюсовым клеглмам якоря генератора 1 и выпрямительного моста 8, другим -- через резистор 5 к общей точке резисторов 6 и 7, причем резистор 6 через полупроводниковый диод 4 подключен к минусовой клемме силовой цепи генератора 1, а резистор 7 - к минусовой цепи выпрямительного моста 8, Угольный столб 12 комбинированного угольного регулятора 3 напряжения, мощности и тока включен последовательно с обмоткой 13 возбуждения на клеммы генератора 1 через замыкающий контакт 14. В силовой цепи генератора 1 имеется силовой контакт 15. Устройство работает следующим образом. С помощью комбинированного угольного регулятора 3 напряжения мощ-о ности и тока устройство обеспечивает работу автономной электро-энерГБтической установки в режимах поддержания постоянства выходного напряжения генератора, постоянства выходной мощности и постоянства тока нагрузки с автоматическим переходе из одного режима в другой. При электростатерном пуске с помощью автономной электро-энергетической установки газотурбинного двигателя в исходном положении контакты 14 и 15 разомкнуты. Вал генератора 1 приводится во вращение двигателем внутреннего сгорания 2 с постоянной частотой вращения. напряжение на клеммах генератора 1 равно остаточному. В начале пуска одновременно замыкаются замыкающие контакты 14 и 15. В цепи обмотки 13 возбуждений генератора 1 появляется ток, вызванный остаточной электродвижущей силой генератора 1, Генератор самовозбуждается. Рабочая обмотка 11 комбинированного угольного регулятора 3 напряжения, мощности и тока обтекается только током выпрямительного моста 8, поскольку диод 4 заперт. Под действием напряжения на клеммах генератора 1 в силовой цепи генератора протекает ток, создающий на измерительном шунте 10 падение напряжения. По действием этого сигнала в обмотке 9 параллельной работы протекает ток. Магнитодвижущие силы обмоток 9 и 11 направлены согласно. Благодаря действию этих обмоток осу ществляется отрицательная обратная связь по току генератора, обеспечивающая за счет изменения сопротивления угольного столба 12 такое изменение тока в обмотке возбуждения 13, а следовательно, и напряжения на клеммах генератора 1, при котором ток в силовой цепи поддерживается в процессе запуска на постоянном уровне. Этому режиму соответствует участок АБ (фиг.2}. При напряжении Ur в точке Б открывается диод, 4. Начиная с напряжения и, рабочая обмотка 11 угольного регулятора 3 питается суммой токов, создаваемых выпрямительным мостом 8 и генератором 1 и протекающий соответственно через резистор 7 и цепь, состоящую из соединенных последовательно резис тора 6 и полупроводникового диода 4. При неизменной частоте вращения генератора это приводит к изменению сопротивления угольного столба 12 угольного регулятора 3 в функции напряжения и тока нагрузки, т.е. в функции, близкой к мощности нагрузки. Рост напряжения генератора 1 при водит к росту тока, протекающего через полупроводниковый диод 4 и резис тор б, и уменьшению тока, протекающего через резистор 7. Суммарный же ток в цепи рабочей обмотки И угольного регулятора 3 увеличивается, уменьшая тем самым уставку тока генератора. Совместное действие двух токов на рабочую обмотку 11 угольного регулятора 3 формирует участок БВ (фиг.2) внешней характеристики генератора 1 близкой к гиперболе постоянной мощности при относительно малых изменениях координат Ur,, , J на этом участке.. При напряжении генератора, равном Vf.ft протекание тока через резистор 7 прекратится благодаря вентильному действию вьшрямительного моста 8. На пряжению Upn соответствует точка В на внешней характеристике генератора 1, представленной на фиг.2. Начиная с напряжения Urn рабочая обмотка 11 угольного регулятора 3 питается только током, создаваемым напряжением генератора 1. Угольный регулятор 1 формирует жесткую внешнюю характеристику гене ратора, соответствующую участку ВГ на фиг.2 . По мере разгона электродвигателя запускающего газотурбинный двигател потребляемый им ток уменьшается. Пр значении токаЗ „ точке Д на внеш ней характеристике генератора силовой контакт 15 отключается, что соответствует отключению источника питания. Таким образом, пуск электродвига теля с помощью автономного источника питания постоянного тока осущест ляется первоначально приопостоянно токе (участок АБ), затем при постоя ной мощности (участок ВБ) и постоян ном напряжении (учаток ВГ). Изменяя величину резисторов 5, 6 и 7, можно изменять значения тока, мощности и напряжения, поддерживаемых устройством. Такая диагра ла является рациональной при ограниченной мощности первичного источника энергии (двига теля внутреннего сгорания). Достоинством изобретения является формирование рациональной пусковой диаграммы без использования вспомогательного генератора-усилителя, приводимого с помощью двигателя внутреннего сгорания, уменьшение количества .термостабильных шунтов, вводимых в силовую цепь генератора для получения необходимого падения напряжения, что упрощает устройство и повышает его надежность. Формула изобретения Автономный источник питания постоянного тока, содержащий приводной двигатель, на валу которого установлеи генератор постоянного тока, якорные обмотки которого через измерив тельный шунт связаны с плюсовым и минусовым выводом источника питания, обмотка возбуждения генератора включена между плюсовым и минусовым выводами через угольный столб комбинированного регулятора, на управляющем электромагните которого расположены рабочая обмотка и обмотка для параллельной работы, связанные с тремя резисторами и диодом, и вспомогательный источник переменного тока, выход которого подключен к выпрямительному мосту, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, плюсовой вывод выпрямительного моста соединен с плюсонусовыйвывод выпрямительного моста подключен к резистору, последовательно с которым соединегел второй резистор и диод, катод которого соед1 нен с минусовым выводом источника питания, причем рабочая обмотка комбинированного регулятора подключена одним выводом к плюсовому выводу источника питания, а другим выводом через третий резистор - к общей точке двух последовательно соединенных резисторов, а оОмотка для параллельной работы подключена к измерительному шунту согласно с рабочей обмоткой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Перегудов В.А. и др. Наземные авиационные источники электроэнергии. М. , Транспорт , 1980, с. 95. 2.Егорычев Б.П. и др. Агрегаты технического обслуживания самолетов и вертолетов. М., 1ранспорт, 1973, с. 24. 3.Авторское свидетельство СССР № 320005, кл. Н 02 Р 9/04, 1971.