Автономная электроэнергетическая установка

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ЕНИЯ чник д ом ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБР 1 АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) 1. Авторское свидетельство ССС Р 318133, кл. Н 02 Р 9/06, 1971.2. Авторское свидетельство СССР 9320005, кл, Н 02 Р 9/04, 1971.3. Авторское свидетельство СССР 9 905976, кл. Н 02 Р 9/04, 1981. (54)(57 ) АВТОНОМНАЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА, содержащая приводной двигатель, на валу которого установлен генератор постоянного то якорные обмотки которого связаны с измерительным шунтом и образуют ;"плюсовой" и "минусовой" выводы установки, вспомогательный исто переменного тока, соединенный с входом мостового выпрямителя, к ЯО 103253 СЮ Н 02 Р 9/04 бинированный угольный регулятор напряжения с рабочей обмоткой и обмоткой параллельной работы, причем рабочая обмотка соединена последовательно с первым регулировочным резистором и подключена параллельно выводам мостового выпрямителя, обмотка параллельной работы подключена к выводам измерительного шунта, угольный столб регулятора напряжения одним выводом соединен с "плюсом" мостового выпрямителя, а другим выводом - с одним иэ выводов обмотки возбуждения, диод и второй регулировочный резистор, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности, второй вывод обмотки возбуждения ге- щСй нератора через второй регулировочный резистор соединен с "минусом" мостового выпрямителя,"плюс" мостового выпрямителя соединен с катодом диода, анод которого соединен с "плю;, совым" выводом установки, при этом Я рабочая обмотка и обмотка параллельной работы включены встречно одна относительно другой.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано какавтономный источник питания со стабилизированным напряжением постоянного тока, преимущественно как наземныйавиационный источник электроэнергии.Известно устройство, содержащеегенератор постоянного тока, приводимый от двигателя внутреннего сгорания, угольный регулятор напряженияи угольный регулятор тока, полупроводниковые диоды, резисторы, тахогеНератор и генератор-усилитель Г 1 3.Недостатком этого устройства является его сложность, пониженная надежность из-за применения вспомогательных вращающихся генераторов,приводимых от двигателя внутреннегосгорания, а также использование двухугольных регуляторов.Известно также устройство для автоматического управления автономнойэлектроэнергетической установкой,содержащее генератор постоянного тока, приводимый от двигателя внутреннего сгорания, комбинированный угольный регулятор напряжения, тока и мощности с электромагнитным приводом,тахогенератор, генератор-усилительдиоды и резисторы 23Недостатком данного устройстваявляется сложность и пониженная надежность вследствие применения в схеме вспомогательных машин - тахогенератора и усилителя, приводимых дви-.гателем внутреннего сгорания. Крометого, из-за использования для формирования участков постоянства напряжения, мощности и тока внешней характеристики генератора только однойрабочей обмотки угольного регуляторатребуются значительное падение напряжения на участке силовой цепи генератора, что достигается введениемв силовую цепь дополнительных термостабильных шунтов или использованиемспециального усилителя, 45 Наиболее близкой к предлагаемой является автономная электроэнергетическая установка, содержащая приводной двигатель, на валу которого установлен генератор постоянного тока, якорные обмотки которого через измерительный шунт связаны с "плюсовым" и "минусовым" выводами источника питания, обмотка возбуждения генератора включена между "плюсовым" и фминусовым" выводами генератора через угольный столб комбинированного угольного регулятора, на управляющем электромагните которого расположены рабочая обмотка и обмотка для параллельной 60 работы, которая подключена к измерительному шунту, и вспомогательный источник переменного тока, выход кото" рого подключен к выпрямительному мосту 3 . 65 Недостатком известного автономнго источника питания постоянного токаявляется невозможность использованияего в период предполетного обслуживания летательных аппаратов из-за понижения напряжения в результате увеличениятока нагрузки, а также ненадежная работа защиты при коротких замыканиях.Цель изобретения - повышение надежности за счет формирования соответствующей внешней характеристикигенератора, обеспечивающей постоянство напряжения на борту летательногоаппарата, ограничение тока и мощностипри переключении на вторую ступеньпри ступенчатом пуске авиадвигателяи обеспечение максимальной защитыпри коротких замыканиях,Поставленная цель достигается тем,что автономная электроэнергетическаяустановка, содержащая приводнойдвигатель, на валу которого установлен генератор постоянного тока, якорные обмотки которого связаны,с измеРительным шунтом и образуют "плюсовой"и "минусовой" выводы установки, вспомогательный источник переменного тока,соединенный с входом мостового выпрямителя, комбинированный угольный регулятор напряжения с рабочей обмоткойи обмоткой параллельной работы, причем рабочая обмотка соединена после,цовательно с первым регулировочным рсзистором и подключена параллельно выводам мостового выпрямителя, обмоткапараллельной работы подключена к выводам измерительного мунта, угольныйстолб регулятора напряжения однимвыводом соединен с "плюсом" мостовоговыпрямителя, а другим выводом - с одним из выводов обмотки возбуждения,диод и второй регулировочный резистор,второй вывод обмотки возбуждения генератора через второй регулировочныйрезистор соединен с "минусом" мостового выпрямителя, "плюс" мостовоговыпрямителя соединен с катодом диода,анод которого соединен с "плюсовым"вывоцом установки, при этом рабочаяобмотка и обмотка параллельной работывключены встречно одна относительнодругойНа фиг,1 представлена электрическая принципиальная схема устройства,на фиг.2 - внешняя характеристикагенератора постоянного тока.Устройство содержит генератор 1постоянного тока с обмоткой 2 возбуждения, приводимый двигателем 3 внутреннего сгорания, угольный столб 4комбинированного угольно.-о регулятора с электромагнитным приводом иобмоткой 5 для параллельной работы,подключенный к шунту б в силовой цепигенератора и рабочей обмотки 7, подключенной через первый регулировочный Резистор 8 к выходньж клеммамвыпрямительного моста 9, которые че- рез диод 10 подключены к одноименным клеммам якоря генератора 1. В цепь обмотки 2 возбуждения включен второй регулировочный резистор 11.Обмотки 5 и 7 комбинированного угольного регулятора 4 включенывстречно, одна относительно другой.Выпрямительный мост 9 подключен к вспомогательному источнику переменного тока. 0Устройство работает следующим образом.Вал генератора 1 приводится во вращение двигателем внутреннего сгорания 3 с постоянной частотой враще ния. По обмотке 2 возбуждения генератора 1 протекает ток от выпрямитель- ного моста 9, вследствие чего генератор 1 возбуждается. При напряжении на якоре генератора 1, превышающем напряжение ОЗ,п,на выходных клеммах выпрямительного моста 9, диод 10 открывается и по обмотке 2 возбуждения протекает ток, обусловленный напряжением генератора 1, при этом генератор возбуждается до значения Ос, (,т,А на фиг.2 ).По рабочей обмотке 7 угольного регулятора протекает ток. Благодаря действию обмотки 7 осуществляется обратная отрицательная связь по напряжению генератора.При увеличении тока нагрузки увеличивается падение напряжения на шун-. те б, что вызывает рост тока в обмот-ке 5 для параллельной работы угольного: З 5 регулятора. Благодаря встречному включению обмоток 5 и 7 угольного регулятора их суммарная магнитодвижущая сила Рсум- Г -уменьшается, что приводит к некоторому уменьшениксопротивления угольного столба 4, увеличению тока в обмотке 2 возбуждения генератора 1 и,следовательно, увеличению напряжения на клеммах якоря генератора 1, необходимого для компенсации падения напряжения в кабелях питания при росте нагрузки. Достижение током нагрузки значения 1(фиг.2) приводит к тому, что магнитодвижущая сила обмотки 5 для параллельной работы становится достаточной для размагничивания угольного регулятора, его пружина полностью сжимается и сопротивление угольного столба 4 становится минимальным, в результате чего напряжение на якоре генератора 1 достигает величины 0 , зависящей от значения1регулировочных резисторов 8 и 11,На Фиг,2 этому режиму соответствуетучасток АБ.При дальнейшем увеличении токанагрузки, генератор 1 работает нахарактеристике БВ, соответствующейхарактеристике генератора параллельного возбуждения, и напряжение наклеммах якоря генератора 1 уменьшается, чем обеспечивается ограничение тока и мощности нагрузки до допустимого значения при переключениина вторую степень запуска.При токе нагРУзки 12( 1 р, послекоторого ток генератора параллельного возбуждения начинает Уменьшаться( участок ДЕ на фиг.2 ), напряжениегенератора 1 достигает величины О:=0 вследствие чего диод 10 эапираетВЫЛся йпо обмотке 2 возбуждения генератора 1 протекает ток только от выпрямительного моста 9, при этом генератор 1 работает на характеристике ВГфиг.2 ), соответствующей характеристике генератора независимого возбужде"ния и необходимой для обеспечения надежной максимальной защиты при коротких замыканиях,Таким образом, предлагаемая автономная электроэнергетическая установка позволяет Формировать необходимуюдля предполетного обслуживания летательных аппаратов и ступенчатогозапуска газотурбинных двигателей внешнюю характеристику генератора постоянного тока, содержащую участок поднимающегося напряжения участок АБ ),обеспечивающий стабильное напряжениев период предполетного обслуживаниялетательных аппаратов и компенсациюпадения напряжения в питающих кабелях ограниченного сечения, участок,обеспечивающий ограничение тока иулощности нагрузки до допустимогозначения при переключении на вторуюстепень запуска участок БВ),а такжеучасток характеристики ВГ, необходимой для обеспечения надежной максимальной защиты при коротких замыканиях.Указанная внешняя характеристика1генератора постоянного тока формируется без использования каких-либодополнительных вращающихся элементов,что ведет к упрощению трансмиссииустройства и повышению его надежности,