Устройство для электропитания сети автономного оъекта

ц 505084 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУГосударственный комитеСовета Министров СССРно делам изобретенийи открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ СЕТИ АВТОНОМНОГО ОБЪЕКТАпреобразователяты подсоединентора. улятора частоавления инверыходхеме чл Изобретение относится к области тиристорной преобразовательной техники и может быть использовано на воздушных, наземных, речных и морских автономных подвижных объектах.Известно устройство, содержащее приводной двигатель, вал которого связан через асинхронную электромагнитную муфту с синхронным генератором, снабженным регулятором напряжения, выпрямительно-инверторный преобразователь, управляемый инвертор которого подключен к якорной обмотке синхронного генератора, и регулятор частоты. Наличие в таком устройстве скользящих контактов - пяти контактных колец, через которые осуществляются подвод тока возбуждения к индуктору асинхронной муфты и отвод мощности скольжения от ее якоря, снижает надежность устройства.Цель изобретения - повышение надежности. Это достигается тем, что устройство снабжено асинхронной машиной с фазным ротором, а индуктор электромагнитной муфты выполнен на постоянных магнитах. Ротор асинхронной машины связан механически с якорем электромагнитной муфты и с ротором синхронного генератора. Якорная обмотка электромагнитной муфты соединена с обмоткой ротора асинхронной машины, статорная обмотка которой подключена к выпрямителю На фиг. 1 представлена электромеханиче ская схема устройства; на фиг. 2 - кривые,характеризующие зависимость активных мощностей, передаваемых различными элементами устройства, от скорости вращения приводного двигателя.О Устройство (фиг. 1) состоит из приводногодвигателя 1, асинхронной электромагнитной муфты 2, асинхронной машины 3 с фазным ротором, синхронного генератора 4, выпрямителя 5 на кремниевых диодах, инвертора 6 на 15 тиристорах, фильтрового дросселя 7, регулятора 8 напряжения, регулятора 9 частоты и схемы 10 управления инвертора.Предлагаемое устройство работает следующим образом.20 Асинхронная электромагнитная муфта 2,возбуждаемая постоянными магнитами, потребляет от приводного двигателя 1 на валу индуктора (ведущем валу) механическую мощность Р, при скорости вращения и сле довательно, в ее воздушном зазоре возникает электромагнитный момент зо Этот момент воспринимается якорем муф3ты, вращающимся со скоростью и, . На ведомый вал муфты передается механическая мощность Р =Р (2) Л 2 д а в обмотку якоря - электрическая мощ- ность Лд - Пг(3) пд генерируемая при переменной частоте, где (и, - и, ) - скорость вращения поля в воздушном зазоре муфты относительноно ее якоря.Эта мощность подается в цепь ротора асинхронной машины 3, работающей в режиме двигателя, и в ее воздушном зазоре образуется электромагнитный момент- "ии - л,(4) где (и, - и) - скорость вращения поля ротора асинхронной машины относительно ее ротора.Этот момент воспринимается валом асинхронной машины, вращающимся со скоростью и , и, следовательно, на него передается механическая мощность иг(7) или с учетом выражения (5 а)Р,=Р, (7 а)ЛдЭта мощность преобразуется синхронным генератором в электрическую и поступает в бортовую сеть.Электричская мощность Р, генерируемая при переменной частоте, преобразуется неупгде (и, - 2 пг ) - скорость вращения поляв воздушном зазоре асинхронной машины относительно ее статора,Поскольку ведомый вал электромагнитноймуфты, вал асинхронной машины и вал синхронного генератора 4 механически связаны,то на вал синхронного генератора подаетсямеханическая мощностьР = Р,+ Р. 4равляемым выпрямителем 5 в мощность постоянного тока и передается инвертору 6, который преобразует ее в мощность трехфазного тока с частотой бортовой сети, так как 5 коммутация тиристоров инвертора осуществляется э, д. с. синхронного генератора, и передает ее в бортовую сеть.Таким образом, если пренебречь потерямив устройстве, то мощность полученная от при водного двигателя, полностью поступает вбортовую сеть, т. е. согласно выражениям (ба) и (7 а)с Рг+ А =Рд(8)15 Распределение активных мощностей между элементами устройства в зависимости от скорости вращения приводного двигателя, рассчитанное согласно выражениям (2) (8) в относительных единицах, где на базу приняты активная мощность бортсети Р, и скорость вращения синхронного генератора и, показано на фиг 2; на этом же чертеже нанесена граница, соответствующая минимально допустимой скорости вращения приводного двигателя, при которой устройство работоспособно.Из рассмотрения зависимостей фиг. 2 видно, что если, воздействуя на схему 10 управления инвертором 6 через регулятор 9 частоз 0 ты, изменять величину Р то при любых Ри и лежащих в рабочем диапазоне, можно поддерживать постоянной, т. е, стабилизировать, частоту сети с при изменениях ее нагрузки и скорости вращения приводного двигателя.Эти же зависимости позволяют оптимизировать электрические и конструктивные параметры элементов устройства, если заданы Рс) с ф дмвкс ф дкгввиРегулятор 9 частоты управляет инвертором 6 через схему 10 управления в функции частоты сети с таким образом, чтобы при повышении частоты относительно уставки величина Рл уменьшалась, а при снижении частоты - увеличивалась.Регулятор 8 напряжения управляет возбуждением синхронного генератора в функции напряжения сети с 2, таким образом, 50чтобы при повышении напряжения относительно уставки ток возбуждения синхронного генератора уменьшался, а при понижении напряжения увеличивался.Возможна параллельная работа нескольких аналогичных устройств на общую бортовую сеть, при этом перераспределение активных мощностей между параллельно работающими устройствами достигается воздействием на уставки их регуляторов частоты, а 60перераспределение реактивных мощностей - воздействием на уставки их регуляторов напряжения.Таким образом, предлагаемое устройство,сохраняя все положительные качества известного устройства, устраняет его недостаток -оналичие скользящих контактов. Это улучшает технические свойства устройства, повышает надежность и упрощает и облегчает его конструкцию.Формула изобретенияУстройство для электропитания сети автономного объекта, содержащее приводной двигатель, вал которого связан через асинхронную электромагнитную муфту с синхронным генератором, снабженным регулятором напряжения, выпрямительно-инверторный преобразователь, управляемый инвертор которого бподключен к якорной обмотке синхронного генератора, и регулятор частоты, отличаюиееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено асинхронной машиной с фазным ротором, а индуктор электромагнитной муфты выполнен на постоянных магнитах, при этом ротор асинхронной машины связан механическим с якорем электромагнитной муфты и с ротором синхронного генератора, 10 якорная обмотка электромагнитной муфты соединена с обмоткой ротора, асинхронной машины, статорная обмотка которой подключена к выпрямителю преобразователя, а выход регулятора частоты подклю ен к схе ме управления ппвертора.Изд.(93 осударственного комитета по делам изобретений и 035, Москва, Ж, РаушсСовета открыти ая наб 882Министров ССС