Устройство для электропитания нагрузки

(1 11 У 52608 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союэ Советских Социалистических(5 Кл. Н 021 11 соединением заявки Ле Государственный комитет СССР(45) Дата опубликования описания 30.07.80(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОПИТ АГРУЗКИ Изобретение относится к области электропитания нагрузки от статических преобразователей и может быть использовано,например, на судах,Известно устройство для электропитания 5нагрузки, содержащее статический преобразователь, подключенный к источнику питания, и дополнительный источник питания,включенный между нулевой точкой основного источника и выходами преобразователя. Дополнительный источник является генератором гармоник тройной частоты, которые снижают уровень гармоник в кривыхлинейных токов тиристорных преобразователей, уменьшая тем самым искажения напряжений сети.Недостатком устройства является то, чтотребуется значительная величина вводимого тока. Кроме того, введение тока третьейгармоники создает поток вынужденного намагничивания, увеличивается намагничивающий ток, в котором появляются анормальные гармоники.Наиболее близким по технической сущности является устройство для электропитания нагрузки, содержащее синхронный генератор, выход которого подключен к статическому преобразователю с выходнымизажимами для подключения нагрузки постоянного тока, и резонансный фильтр, со- ЗО держащии включенные последовательно конденсатор и индуктивный элемент, причем фильтр включен между генсратором и преобразователем.Однако на каждую гармонику требуется установка отдельного фильтра, а это связано с увеличением габаритов и массы устройства.Цель изобретения - уменьшение габаритов устройства.Эта цель достигнута в устройстве для электропитания нагрузки, содержащем синхронный генератор, выход которого подключен к статическому преобразователю с выходными зажимами для подключения нагрузки постоянного тока, и резонансный фильтр, содержащий включенные последовательно конденсатор и индуктивный элемент.Новым в устройстве является то, что резонансный фильтр включен к выходным зажимам преобразователя, в качестве индуктивного элемента фильтра использована первичная обмотка трансформатора, вторичная обмотка которого через дополнительно введенный конденсатор подключена к обмотке возбуждения генератора.На чертеже представлена электрическая схема устройства,Устройство состоит из синхронного генератора 1, к зажимам которого подключенпреобразователь 2. Параллельно нагрузке 3включен фильтр, состоящий из конденсатора 4, соединенного последовательно с первичной обмоткой трансформатора 5. Вторичная обмотка трансформатора 5 черезразделительный конденсатор 6 соединена собмоткой 7 возбуждения генератора 1.Первичная обмотка трансформатора 5,соединенная последовательно с конденсатором 4, служит для выделения высших гармоник выпрямленного напряжения,Принцип работы может быть рассмотренна примере выделения фильтром, например,шестой гармоники. 15Выделенная б-я гармоника напряжениясо вторичной обмотки трансформатора через разделительный конденсатор б прикладывается к обмотке возбуждения генератора 1. Под действием напряжения 6-й гармоники в обмотке возбуждения появляетсяпеременный синусоидальный ток с частотой61 (1 - частота сети). Переменный ток ротора создает в пространстве неподвижное(относительно ротора) синусоидальное, 25пульсирующее во времени магнитное полес частотой 61 и амплитудой магнитного потока Ф. Синусоидально пульсирующий поток Ф можно заменить двумя вращающимися с одинаковой скоростью в противоположные стороны синусоидальными потоками (1),р (прямой) и Фьобр (обратный). Амплитуды вращающихся потоков равны между собой и равны половине амплитудыпульсирующего потока Фь. Оба потока дви- З 5жутся относительно ротора с угловой скоростью +.бж, где о = 2 л - скорость вращения ротора.Прямое поле вращается в пространствес угловой скоростью: 40ш=а+бе=7 щ,обратное поле -а,р - а - ба = - 5 а.Прямое поле наводит в обмотке статораЭДС Е,р с частотой: Епр = 4,44 прК Фь= 2 22 УфК фьгде о - число витков фазы;К - обмоточный коэффициент фазы.Обратное поле наводит в обмотке статораЭДС Еобр с частотой; 552 л- 2 22 51" а.К Ф 60 В статоре генератора ЭДС Ер образует систему векторов 7-й гармоники напряжения прямой последовательности, а ЭДС Еоор образует систему векторов 5-й гармоники напряжения обратной последовательности.Порядок гармоник в кривых первичных токов преобразователя определяется выражением:и = Кт-1,где т - число фаз преобразователя,При т 6 порядок гармоник первичных токов и = 5, 7, 11, 13.Эти гармоники тока вызывают падения напряжения на индуктивностях системы, обуславливая тем самым высшие гармонические составляющие напряжения, причем векторы 5-й гармоники напряжения образуют симметричную систему обратной последовательности, а векторы 7-й гармоники напряжения образуют систему прямой последовательности. Так как напряжение 6-й гармоники на вторичной обмотке трансформатора 5 повернуто на 180 по отношению к напряжению первичной обмотки, то 5-я и 7-я гармоники напряжения, образованные в статоре от введения 6-й гармоники напряжения в ротор генератора, находятся в противофазе с 5-й и 7-й гармониками, обусловленными работой преобразователя. Таким образом происходит компенсация 5-й и 7-й гармоник, что снижает искажения напряжения сети.Компенсация 5-й и 7-й гармоник без установки двух лпп йных ф;:л.тров позволяет значительно уменьшить габариты и вес преобразовательной установки в целом,ф ор мул а изобретенияУстройство для электропитания нагрузки, содержащее синхронный генератор, выход которого подключен к статическому преобразователю с выходными зажимами для подключения нагрузки постоянного тока, и резонансный фильтр, содержащий включенные последовательно конденсатор и индуктивный элемент, отличающееся тем, что, с целью уменьшения габаритов устройства, резонансный фильтр включен к выходным зажимам преобразователя, в качестве индуктивного элемента фильтра использована первичная обмотка трансформатора, вторичная обмотка которого через дополнительно введенный конденсатор подключена к обмотке возбуждения генератора.Составитель К, фотинаРедактор А. Купрякова Техред А. Камышникова Корректор О. ИоанесянЗаказ 1460/15 Изд, Ме 404 Тираж 798 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытийП 3035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2