Бесконтактная автономная система электропитания

СОЮЗ СОВЕТСЕИСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 1283938 А 09 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Ереванский политехнический институт им. К. Маркса(72) А.С. Айрапетян, А,А. Сафарян, Н.Р. Хачатрян и В,И. Читечян (53) 62 1.332.629. 12.02/09(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР Ф 668044, кл. Н 02 К 17/44, 1977.Топорцев Н.Д. Авиационные асинхронные генераторы. М.: Транспорт, 1970, с. 179-190.(54) БЕСКОНТАКТНАЯ АВТОНОМНАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ(57) Изобретение относится к электро технике, а именно к системам генерирования, и может быть использовано при построении бесконтактных автоном ных систем электропитания на базе машин двойного питания при переменной частоте вращения приводного двигателя. Целью изобретения является расширение рабочего диапазона изменения частоты вращения и улучшение формы выходного напряжения системы. При работе системы электропитания возбуждение машины двойного питания(МДП) щегос осущ епос час твляется от вращаю"дственного преобраты (НПЧ) 4, питаниеою очередь, осуществл зователкоторо в с ется от вспомо 2, выполненног дение вспомога ательного генератора в виде МДП. Возбужельного генератора 2 от многойазного исной частоты 7 с частоапряжения Г. Управлествляется генератором ты 6 через распредев 5. При этом частота ратора эталонной часется как Г =Е(Г + - требуемая частота жения системы электроосуществляется точника стабил той выходного ние НПЧ 4 осущ эталонной част литель импульс напряжения ген таты б определ +(-1) Е), где Г выходного напр питания, 1 с - к нальности, учи и - четное цел нии результиру циент пропорц щий схему НПЧ сло при враще поля возбужд о генератора или нечетное це ону вращ на выходыв щег е- пролое ния вс тив вра могательн ения р и вра ра исл нииезул в сторьтате ния ротора. В р МДП 3 генерируе бильной частоты частоты вращени еот тся напряжение с сящеи ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ(3) 1 128393Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам генерирования, и может быть использовано при построении бесконтактных автономных систем электропитания на базе машин двойного питания при переменной частоте вращения приводного двигателя.Цель изобретения - расширение рабочего диапазона изменения частоты вращения и улучшение формы выходного напряжения системы.На фиг, 1 представлена структурная схема бесконтактной автономной системы электропитания; на фиг. 2 -15 схема возможного выполнения трехфазного непосредственного преобразователя частоты; на фиг. 3 - диаграммы, поясняющие принцип формирования выходного напряжения непосредственного20 преобразователя частоты. Бесконтактная автономная система электропитания содержит установленные на одном валу 1 и имеющие одина - 25 ковые числа пар полюсов вспомогательный генератор 2 и машину двойного питания 3, многофазная роторная обмотка которой через вращающийся непосредственно преобразователь частоты 4 30Г 1на полностью управляемых ключах с двухсторонней проводимостью (фиг.2) подключена к многофазной роторной обмотке вспомогательного генератора, Уп 1 звляющий вход непосредственного преобразователя частоты через распределитель импульсов 5 подключен к генератору эталонной частоты 6. Вспомогательный генератор выполнен в виде машины двойного питания, многофазная 40 статорная обмотка возбуждения которого подключена к многофазному источнику 7 стабильной частоты. Частота напряжения генератора эталонной частоты определяется как Г =к(Г +(-1) Г 1) 45 где Го - требуемая частота выходного напряжения системы электропитания 1 Е, - частота напряжения много.фазного источника стабильной частоты; Е - коэффициент пропорциональности, учитывающий схему непосредственного преобразователя частоты; и - четное целое число при вращении результирующего поля возбуждения вспомогательного генератора против вращения 55 ротора или нечетное целое числов при вращении результирующего поля возбуждения вспомогательного генератора в сторону вращения ротора. 8 2Устройство работает следующим образом.Пусть частота на выходе многофазного источника 7 стабильной частоты равняется Г, . Тогда на выходе вспомогательного генератора 2 имеем переменное напряжение с частотойи р,зг(1) где р, - число пар полюсов вспомогательного генератора 1;и . - скорость вращения вала 19первичного двигателя.В формуле (1) знак (+) принимается, когда вращающееся магнитное поле, образованное статорной обмоткой возбуждения вспомогательного генератора 1 вращается против вращения вала 1, и берется со знаком (-) при вращении по направлению вращения вала 1.Таким образом, на силовой вход непосредственного преобразователя частоты (НПЧ) 4 подается переменное напряжение с частотой, определяемой формулой (1). Частота на выходе эталонного генератора. 6 (фиг,За) определяется как э ( о)р (2) где Е - коэффициент.пропорциональ"ности, учитывающий схемувыполнения НПЧ (для схемы,приведенной на фиг. 2, 1=3)Г - требуемая постоянная частота выходного напряжения машины двойного питания 3 (системы).Выбор знака в формуле (2) аналогичен выбору знака в формуле (1).С выхода распределителя импульсов 5, импульсы управления (фиг.Зб) с ча- стотой подаются на соответствующие управляемые ключи НПЧ 4. В этом случае фазы роторной обмотки вспомогательного генератора 2 циклически на равные промежутки времени подключаются к каждой фазе роторной обмотки возбуждения машины двойного питания 3.Частота Йц основной гармоники выходного тока НПЧ 4, с учетом (1) и (3), будет равняться разности частот (см.фиг.Зв)3 12839Частотана выходе машины двойного питания 3 равняется Вых 60 чпч упр, (5)5где р - число пар полюсов машинытдвойного питания 3.Подставляя (4) в (5) получим= - +--= Г + - (р -р ) 10 ьы 60о 60 о 60 а1 (6)При выполнении условияР= Рвыражение (6) приобретает видЕз,. = Г= сопэ15Как видно, частота выходного напряжения системы не зависит от изменения частоты вращения вала 1.Форма выходного напряжения машины двойного питания сильно зави сит от формы тока, протекающего по роторной обмотке возбуждения последнего. В свою очередь, форма этого тока, являющегося одновременно выходным током НПЧ 4, зависит как от частоты, так и от числа фаэ источника переменного напряжения, подключенного ко входу НПЧ 4. Таким образом, изобретение за счетЗО увеличения частоты напряжения на вхо-. де НПЧ позволяет улучшить форму выходного сигнала и расширить рабочий диапазон изменения частоты вращения.35 Формула изобретения Бесконтактная автономная система электропитания, содержащая установленные на одном валу и имеющие одинаковые числа пар полюсов основной ге-. нератор, выполненный в виде машины двойного питания, и вспомогательный 38 4генератор, многофаэная роторная обмотка основного генератора через установленный на том же валу непосредственный преобразователь частоты на полностью управляемых ключах с дву"с. сторонней проводимостью подключена к многофаэной роторной обмотке вспомогательного генератора, а управляющий вход непосредственного преобразователя частоты через распределительимпульсов подключен к генератору эталонной частоты, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью расширения рабочего диапазона, изменения частоты вращения и улучшения формы выходного напряжения системы, вспомогательный генератор выполнен в виде машины двойного питания, многофазная статорная обмотка возбуждения которого подключена к многофазному источнику стабильной частоты, при этом частота напряжения генератора эталонной частоты выбрана из условия)игде Г - требуемая частота выходногонапряжения системы электро питания;Е, - частота напряжения многофазного источника стабильной частоты;- коэффициент пропорциональности, учитывающий схемунепосредственного преобразователя частоты и зависящий от числа фаз и количества ключей, установленныхв одной фазе;и - четное целое число при конструктивном выполнении системы с согласным вращениемполя возбуждения и роторавспомогательного генератораили нечетное. целое числопри их встречном вращении.1283938 Составитель С. Смирноведактор И. Сегляник Теехред В.Кадар Корректор М.Пож дписно та ССС ыт б,Ужгоро Проектная,изводственна-полиграфическое предприяти аз 745 б 56 ВНИИПИ по 113035тиРаж Государственного коми лам изобретений и отк осква, Ж, Раушская