Автономная система электроснабжения

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическиеРеспублик и 838935(22) Заявлено 18.10.79 (21)2830831/24 07,с присоединением заявки РЙпо делам изебретеиий и открытий(53) УД( 623.; ,316.722 (088,8) Дата опубликования описания 18,06.81(54) АВТОНОМНАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автономных системах электроснабжения для питания потребителей, требующих особо высокой стабильности и качества элект 5 роэнергии при относительно низкой потребмой мощности, например, радиоаппаратуры или навигационных приборов.Известны системы электроснабжения, содержащие многофазный нерегулируемый по напряжению генератор переменного тока, выпрямитель и импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока Я .Недостатками указанных систем электроснабжения являются высокий уровень пульсаций напряжения на входе сглаживающего фильтра стабилизатора, значи- тель)тая величина напряжения на ключевом элементе стабилизатора, приблизительно равная напряжению на выходе выпрямителя, а также импульсные перенапряжения на ключевом элементе в моменты коммутации и значительный уровень создаваемых устройством электромагнитных помех, что является следствием периодического прерывания тока, потребляемого от генератора. Высокий уровень пульсаций обуславливает большие габариты сглаживающего фильтра даже при высокой частоте преобразования. Уменьшение импульсного перенапряжения на ключевом элементе и снижение уровня создаваемых электромагнитных помех достигается введением дополнительного фильтра на входе стабилизатора, но это приводит к усложнению конструкции и увеличению габаритов в системе электроснабжения,Наиболее близка по. технической сущности к предлагаемой автономная система электроснабжения, содержащая многофазный генератор с якорными обмоткаМи, соединенными "звездой" с выведенным "нулем", многофазный мостовой выпрямитель, вход которого соединен с якорными обмотками генератора, а выход через импульсный стабилизатор с частичной модуляцией напряжения и индуктивно838035 3емкостной фильтр подключен к нагрузке,при этом "нуль" генератора через диодсоединен с входом индуктивно-емкостногофильтра. Для нормальной работы устройства необходимо, чтобы напряжение навыходе двухполупериодной схемы выпрямителя со средней точкой во всех режимах работы не превышало заданной величины напряжении на нагрузке, Применениережима частичной :,модуляции обеспечи Овает меньший уровень пульсаций напряже-.ния на входе сглаживающего фильтра, аследовательно, и меньшие габариты фильтра, а также уменьшение величины напряжения на разомкнутом ключевом элементе стабилизатора, которое в данном случае приблизительно равно разности напряжений на выходе мостовой схемы выпрямителя и двухполупериодной схемы выпрямителя со средней точкой 2,20 Недостатками данного устройстваявляются высокий уровень электромагнитных помех и импульсные перенапряжения, возникающие на силовом ключепри его коммутации. Это вызвано тем,что при размыкании выходного ключа;импульсногостабилизатора ток в одной изякорных обмоток генератора прерывается,а энергия, запасенная в индуктивностиэтой обмотки, приводит к возникновениюуказанных помех и перенапряжений, чтоснижает надежность и качество электроэнергии. 35Бель изобретения - повышение надежности и качества электроэнергии,Поставленная цель достигается,тем,что генератор выполнен с четным числом фаэ, а катушки якорных обмоток фаз, 4 Осдвинутые на 180 эл. градусов, размещены в магнитопроводе якоря совместно,например в одном и том же пазу.На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемой автономНой системы энергоснабжения,Система электроснабжения содержитшестифазный генератор 1, линейные зажимы которого подключены к входам ше остифаэного мостового выпрямителя 2,на выходе которого подключен импульсный стабилизатор 3, состоящий из коммутирующего ключа 4, развязывающегодиода 5, связанного с "нулем" генератора, дросселя-фильтра 6 и конденсатора 7, а выход стабилизатора подключенк нагрузке 8,фУстройство работает следующим образом,В многофаэном генераторе со звездообразным соединением фазных обмотокпри четном числе фаэ линейное напряжение между выводами фазных обмоток,смешенных на 180 эл, градусов, равноудвоенному фаэному напряжению, Когдаключ 4 замкнут., указанные линейные напряжения выпрямляются мостовым выпрямителем 2 и через ключ 4 поступаютна вход сглаживающего фильтра ( дроссель 6 и конденсатор 7), при этом развязываюший диод 5 заперт, Когда ключ 4разомкнут, то верхняя группа вентилейвыпрямителя 2 исключается из работы, анижняя - образует простую шестифаэнуюсхему выпрямления. Ток каждой фазызамыкается через развяэываюший диод 5,дроссель 6, нагрузку 8 и соответствующий вентиль нижней группы мостовоговыпрямителя 2. Следовательно, при разомкнутом ключе 4 на вход фильтра поступает напряжение, приблизительно вдва раза меньшей величины, чем призамкнутом. Таким образом, осуществляется режим частичной модуляции напряжения на входе сглаживающего фильтра, чтопозволяет уменьшить габариты сглаживаюшего фильтра и снизить величину напряжения на разомкнутом ключе 4. Длянормальной работы системы необходимо,чтобы при разомкнутом ключе 4 напряжение на входе сглаживаюшего фильтра вовсех режимах работы не превышало заданной величины напряжения на нагрузке.Если ключ 4 замкнут, то в каждыймомент времени ток нагрузки протекаетчерез две фазные обмотки, смешенныена 180 эл, градусов, причем ЭДС этихобмоток включены последовательно. Прираэмыкании ключа 4 ток в одной из этихобмоток не прерывается, а замыкаетсячерез развязываюший диод и нагрузку.Ток же во второй из указанных обмотокпрерывается, а ЭДС этой обмотки оказывается приложенной к разомкнутомуключу 4, но поскольку конструктивноевыполнение упомянутых обмоток обеспечивает максимальное значение взаимоиндукции между ними, то прерывание тока водной из обмоток не приводит к значительным перенацряжениям в схеме, таккак энергия, запасенная в индуктивностиэтой обмотки, трансформируется как разв ту обмотку, которая в данный моментвремени работает на нагрузку. Указанноеобстоятельство обуславливает также сниловченко Составитель АРедактор В, Романенко Гехред А. Савка орректорТ. Решетникказ 4467/85 Водписное омитета СССРткрытийкая наб д, 4/ ент", г. Ужгород, ул. Проектная,ППП П 5 8389 жение уровня электромагнитных помех, возникающих при работе устройства.Уменьшение импульсных перенапряжений на ключе в моменты его коммутации приводит к облегчению электрического режима работы ключа, что эквивалентно повьпцению надежности системы, а также улучшению качества электроэнергии. оформула изобретения Автономная система электроснабжения, содержащая многофазный генератор с якорными обмотками, соединенными "звездой" с 15 нулевым выводом, многофазный мостовой выпрямитель, вход которого соединен с якорными обмотками генератора, а выход через импульсный стабилизатор с Тираж 730ИИПИ Государственногопо делам изобретений и5, Москва, Ж, Рауш 35 6частичной модуляцией напряжения и иидуктнвно-емкостиой фильтр подключен к нагрузке, причем нулевой вывод генератора через диод соединен с входом иидуктивно-емкостного фильтра, о т л ич а ю ш а я с я тем, что, с целью повышения надежности и улучшения качества электроэнергии, генератор выцолиен счетным числом фаз , а катушки якорныхобмоток фаз, сдвинутые на 180 эл.градусов, размещены в одном и том же пазуякоря,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Электронная техника в автоматике,Под ред. Ю. И. Конева. Вып. 10, МСоветское радио", 1978, с. 6-19.2. Авторское свидетельство СССР