Электромашинный стартер-генераторный агрегат

оювнаяф нтно те н о О П -А"-Н"И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Сфюз СеееиимхСецмаектмчесиихУестгублмя ц 1767931 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 31.07,78 (21) 2621132/24 - 07 51) М, К,с присоединением заявки-Н 02 Р 9/42 евуеретваюей кюеетет 663 ф за дюйм вэебретений е еткрмтяй1Изобретение относится к электротехни,ке и может быть использовано на подвижных объектах для генерирования переменного тока постоянной частоты при переМеиной скорости вращения первичного дви-. гателя и автономного запуска его от аккумуляторной батареи.Наиболее близким техническим решением к изобретению является электромашинный стартер-генераторный агрегат, содержащий электрически связанные основной генератор и вспомогательную электрическуюмашину, дифференциальный редуктор связывающийвалы мновного генератора и вспомогательной электрической машины с валом первичттого двигателя 1,Недостатками известного стартер-генераторттою агрегата являются невозможность автономного электростартерного зайуска теплового первичного двигателя цри отсутстяи иа борту подвижных объектов вспомюагельицх силовых установок с нощттым генератором переменного тока и уметтьшеиие КПД агрегатаЦель взобретения - , повышение КПД. и улучшение, энергетических показателейагрегата; 2Указанная цель обеспечивается тем,.чтоосновной генератор выполнен в виде одно- якорного преобразователя, а вспомогательная электрическая машина, - в вяде синхронного генератора с выпрямителем в цепи его якорной обмотки и введена коммутационная аппаратура,для подключения выпрямителя синхронного генератора к коллектору одноякорного преобразователя и параллельно сети постоянного тока,На чертеже представлена схема электро О машинного стартер-генераторного агрегата.Агрегат содержит основной генераторЪыполненный в виде одноякорного преобразователя, вспомогательную электричес- .:ую машину, вынолиенную в виде син- хронного генератора 2, в цепи ротора которого установлен выпрямитель 3. Валы указанных электрических машин (одноякорного преобразователя и синхронного генератора) связаны с валом приводного дви гателя посредством дифференциальногоредуктора 4, Синхронный генератор подключенк аккумуляторной батарее 5, вы-.полняющей функцию сети постоянного тока через контакты контактора 6. В цепь931 767обмотки 7 возбуждения, подключенной параллельно якорю одноякорного преобразователя, введен регулятор 8 напряжения,а регулирование частоты (тока) син хроййго" генератора"осуществляе"гся с йо.мощью регулятора 9 частоты (тока запуска). Трехфазный выпрямитель с помощью контактов контакторов 10 и 11подключен к коллектору одноякорного пре.образователя и параллельно аккумуляторной батареи 5.В случае выполнения одноякорного преобразователя с напряжением на сторонепостоянного тока, равным напряжениюборт-сети (напряжению аккумуляторной батареи) постоянного тока, стартер-генераторный агрегат (СГА) может быть исполь.зован для одновременного питания сетейпостоянного тока н переменного тока постоянной частоты,В зависимости от конкретных условий,одноякорный генератор может быть выполчен с двумя независимыми обмотками. общей якорной обмоткой и повышающим. автотрансформатором.Трехфазная обмотка синхронного генератора расчитывается на пониженное линейное напряжение, составляющее около75% номинального напряжения на коллекторе одноякорного преобразователя и" с повйшением частоты вращения переключается со звезды на треугольник,СГА обеспечивает запуск первичного теплового двигателя (авиадвигателя) и авто"магически переходит в генераторный режимработы после окончания стартерного режима.Устройство работает следующим образом.При срабатывании контактора 11 аккумуляторная батарея 5 подключается наколлектор одноякорного преобразователя(ОП) 1. Так как синхронный генератор(СГ) 2 не возбужден (разомкнуты контакты контактора 6), а его момент инерции во много раз меньше приведенногомомента инерции авиадвигателя, то вначале происходит быстрый разгон якоряОП и жестко связанного с ним через редуктор ротора СГ до частоты вращения,определяемой величиной напряжения и током возбуждения ОП,После срабатывания контакторов 1 О и б -регулятор 9 тока запуска обеспечиваетплавное уменьшение сопротивления в цепи возбуждения СГ по такому закону, чтобы Величина тдка в цепи якоря ОП в те, чение . запускаавиадвигателя бйла быйостоянной или оптимальной по условиямтребуемого времени запуска авиадвигателя при минимальном расходе электроэнергии аккумуляторной батареи. С увеличением тока возбуждения и электромагнитного момента СГ происходит уменьшение его- частоты вращения (11 з) и увеличение частоты вращения вала авиадвигателя (Ь,)в соответствии с уравнением дифференциального редуктора в режиме запуска.ф 3. 1 3п 4 = - ; -- , -1+ 1.,4 в Частота вращения якоря ОП (п Д,работающего в режиме двигателя параллельного возбуждения, при этом изменяется незначительно.Благодаря параллельному соединениюаккумуляторной батареи с выпрямителем.1 э в цепи статорной обмотки СГ, его электрическая энергия вместе с энергией аккумуляторной батареи используется на разгон вала авиадвигателя, что обеспечиваетвысокий КПД агрегата в стартерном режив ме. После разгона вала авиадвигателя донеобходимой скорости вращения, подачитоплива и включения зажигания начинает работать турбина авиадвигателя, обеспечивая его выход на устойчивый режиммалого газа,С увеличением скорости вращения турбины авиадвигателя скорость СГ постепенно уменьшается и при подходе к режимумалого газа изменяет направление вращения.Прн сопровождении раскрутки турбиныавиадвигателя статорная обмотка СГ переключается с треугольника на звезду, азатем после отпускания контактора Оотключается от коллектора ОП и замыкается на балластное сопротивление 12,3 При достижении скорости вращения турбины авиадвигателя величины, равной скорости малого газа, включается системаавтоматической стабилизации частоты ОП,регулирующая величину тока возбужденияСГ и его электромагнитного момента так,чтобы частота поддерживалась с заданнойточностью.В качестве регулятора частоты можетбыть использован магнитный усилитель суправляющей обмоткой, питаемой от из 4 мерителя частоты ОП, или полупроводниковый регулятор тока возбуждения,После включения системы автоматической стабилизации частоты и системыавтоматической стабилизации напряженния ОП,стартер-генераторный агрегат перефе .ходит в режим работыы при стабилизированныхзначениях частоты и напряжения на выходе ОП.Уравнение частот вращения валов дифференциального редуктора в .генераторном-режиме работы СГА имеет видгц,+ т 4и г= - -з - е --Х+ 4В соответствии с указанным равенсТвомпри отклонении частоты ОП в сторону по76793 формула изобретекия нтель Л. ГоловК. Шуфрич783 ченкоКорректор С.ПодписноеСССРийд, 4/5роектная, 4 ого комитета ни н откры Раушская на жгород, ул. вышения, вследствие увеличения и а, автоматический регулятор частоты уменьшает ток возбуждения и тормозящий электромагнитный момент СГ, поэтому частота па СГ увеличивается настолько, чтобы частота вращения пд ОП уменьшилась до номинального значения. 601п ---- 4 и= Р,При отклонении частоты ОП в сторонупонижения, автоматический регулятор час втоты увеличиваетток возбуждения и электромагнитный момент СГ так, чтобы частота вращения па увеличилась до пви,Переключение статорной обмотки СГ созвезды на треугольник позволяет повыситьрасчетную частоту вращения СГ в 3 разауменьшить потери в обмотке в 3 разан уменьшить пределы регулирования его то-ка возбуждения,. - В качестве регулятора трехфазного на.пряжения ОП может быть использован лю- зебой из современных регуляторов напряжения, применяемых для авиационныхсинхронных генераторов. Соотношение величин напряжений переменного тока н постоянного тока у одно- фф якорного преобразователя при изменении его нагрузки, как известно, изменяется . очень незначительно, особенно у однообмоточного ОП. Соста Реда кто р И. Н анкина Техре Заказ 7028/22 . Тираж ВНИИПИ Государстаенн ио делам изобрете 13035, Москва, Ж - 35,Филиал ППП Патента, г. У6Вследствие этого, при наличии точного регулятоа на стороне трехфазного напри.ження, напряжение постоянного токана коллекторе ОП при изменении его нагрузки от нуля до номинальной величины изменя-., ется не более, чем на 5 о 4. Электромашинный стартер-генераторный агрегат, содержащий электрически связанные основнон генератор и вспомогательную электрическую машину, подключен ную к сети постоянного тока, валы ко. торых связаны друг с другом и с приводным двигателем через дифференциальный редуктор; отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и улучшения энергетических показателей агрегата в генераторйом режиме, основной генератор выполнен в виде одноякорного преобразователя, а вспомогательная электрическая машина - в виде синхронного генератора с выпрямителем в цепиего яКорйбй обмотки и введена коммутационная аппаратура для подключения выпрямителя синхронного генератора к коллектору одноякорного преобразователя и параллельно сети постоянного тока.Источники информации,принятые-во-внимайие прй"экспертизе. Авторское свидетельство СССР372637, кл.Н 02 Р 9/42, 973.