Генераторный источник электроэнергии

(54) ГЕ Э НЕ РГИИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ(56) Авторское свидетельство СССУ 1317640, кл. Н 02 Р 144, 1984.М.Вгеппеп, А.АЬЬопдапг,з ьгаСхсЕхсхсегз Гог 1 пдцсг.оп Сепегагогз1 ЕЕЕ Тгапа, оп 1 пс 1 озй. - Арр 1., 11 А, Я 5, р.422-428. ТОРНЫЙ ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРО(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано всистемах электроснабжения с бесконтактными асинхронными генераторами,возбуждаемыми с помощью конденсаторов. Целью изобретения является укрощение, уменьшение массы и габаритовгенераторного источника электроэнергии. Устройство содержит асинхроннуюмашину 1 с силовыми выводами, под"соединенными к конденсаторам 5"7,1467734 входным выводам тиристорного компенсатора реактивной мощности (ТКРИ) 11и блока 12 импульсно"Фазового управления ТКРМ. Сущность изобретения заключается в выполнении блока импульсно-Фазового управления ТКРИ, включаю"ъщего трехфазный трансформатор 27,первичная обмотка которого подсоединена к силовым выводам 2-3 электрической машины, а вторичная обмоткавыполнена со среднимИ выводами фаз31 - 33, связанными с минусовым выИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано всистемах электроснабжения с бесконтактными ассинхронными. генераторами,возбуждаемыми с помощью конденсаторов.Цель изобретения - упрощение,. уменьшение массы и габаритов генераторного источника электроэнергии.На Фиг, 1 представлена принципи"10альная схема генераторного источникаэлектроэнергии; на Фиг, 2 - принципиальная схема выполнения Формирователей управляющего сигнала тиристоров;,на фиг. 3 - диаграммы напряжений наразличных элементах.Генераторный источник электроэнергии содержит асинхронную машину 1, спервым 2, вторым 3, и третьим 4 силовыми выводами, подсоединенными к конденсаторам 5 - 7, соответственно кпервому 8, второму 9, третьему 10входным выводам тиристорного конпенсатора реактивной мощности (ТКРМ) 11, 25к входным выводам блока 12 импульснофазового управления ТКРМ, включающегоисточник 13 опорного напряжения, формирователи 14 управляющих импульсовтиристоров 15 - 20.Причем ТКРИ 11 выполнен по схеметрехфазного мостового выпрямителя, укоторого анод первого 15 и катод чет"вертого 18 тиристоров подсоединены -к первому 8, анод третьего 17и катод 20 тиристоров - к второму 9, анод пятого 19 и катодвторого 16 тиристоров - к третьему 10входным выводам ТКРИ, катоды нечетводом источника 13 опорного напряжения, плюсовой вывод которого соединен с инвертирующими входами компараторов 21 " 26, Неинвертируюшие входыкомпараторов связаны с концами фазвторичной обмотки трехфазного трансформатора, а выходы - с Формирователями 14 сигналов управления тиристо-рами ТКРМ, что позволяет с помощьюпростых технических средств поддерживать напряжение на выходе асинхронноймашины постоянным. 3 ил,2ных тиристоров 15 - 19 соединены с одним, а аноды четных тиристоров 16 - 20 - с другим выводами дросселя. Блок импульсно-фазового управления ТКРМ также содержит шесть компараторов 21 - 26 и трехфазный трансформатор 27, у которого конец первой фазы 28 и начало второй фазы 29 первичной обмотки связаны с первым силовым выводом 2 асинхронной машины, конец второй и начало третьей фазы 30 - с вторым силовым выводом 3 асинхронной машины, конец третьей и начало первой фазы - с третьим силовым выводом 4 асинхронной машины, каждая из фаз 31 - 33 вторичной обмотки выполнена со средним выводом, связанным с минусовым выводом источника 13 опорного напряжения и нулевыми выводами компараторов 21 - 26. Плюсовый вывод ис-точника 13 опорного напряжения связан с инвертирующими входами компараторов, неинвертирующие входы которых связаны с фазами вторичной обмотки трехфазного трансформатора следующим образом; рход первого компаратора 21 - с началом первой фазы 31, вход второго 22 - с концом третьей фазы 33, вход третьего 23 " с началом второй Фазы 32, вход четвертого 24 - с концом первой фазы 31, вход пятого - с началом третьей фазы 33, вход шестого - с концом второй фазы 32. Выход первого компаратора связан с формирователями сигналов управления первого 15 и шестого 20 тиристоров, выход второго компаратора - с7734 з146формирователями сигналов управлениявторого 16 и первого 15 тиристоров,выход третьего компаратора в .с формирователями сигналов управления третьего 17 и второго 1 б тиристоров, выход четвертого компаратора - с формирователями сигналов управления четвертого 18 и третьего 17 тиристоров,выход пятого кожаратора - с формирователями сигналов управления пятого19 и четвертого 18 тиристоров, выходшестого компаратора - с формирователями сигналов управления шестого 20и пятого 19 тиристоров. Формирователи 14 сигнала управления (фиг.2)включают дифференцирующие элементы34 - 3, элементы ИЛИ 40 - 45 и выходные каскады 46 - 51.Причем выход каждого компараторасвязан с входом дифференцирующегоэлемента формирователя сигнала управления одного тиристора и через указанный дифференцирующий элемент с элементом ИЛИ формирователя сигнала управления предшествующего ло порядку работыдругого тиристора. К силовым выводам2 - 4 асинхронной машины с напряжениями П, Б , Бс подключаются потребители электроэнергии.Генераторный источник электроэнергии работает следующим образом.Асинхронная машина вырабатываеттрехфазное напряжение, обеспечиваяпитание:потребителей линейными напряжениями И, И с, И с (фиг,З). Нанеивертирующие входы компараторов 2 1,23 и 25 подаются напряжения, пропорциональные напряжениям Идсу ИВАР Иодуа на неинвертирующие входы компараторов 22, 24 и 26 - напряжения, пропор"циональные И с, И, Ид,Компараторы сравнивают мгновенныезначения указанных напряжений с напряжением И, источника опорного напряжения и при привышении мгновеннымизначениями напряжения Ио формируютсигналы на открытие соответствующихтиристоров. На диаграммах (фиг. 3) проиллюст рирован процесс сравнения напряжений Ис и Ио компаратором 21, показаны формы выходных напряжений компаратора 21 - И дифференцирующего элемента 34 - Ии на управляющих входах тиристоров 15, 20 - соответствен" но И ц- И, от времени С с учетом круговой частоты ы. При максимальной нагрузке генераторный источник электроэнергии обеспечивает номинальное выходное напря 5жение, что достигается соответствую",щим выбором емкости конденсаторОв5 - 7. Снижение нагрузки вызывает.возрастание выходного напряжения.При этом компараторы срабатывают,10 формируя сигнал управления тиристорами ТКРМ. ТКРМ начинает потреблятьреактивный ток. Чем больше прироствыходного напряжения, (больше амплитудное значение линейных напряжений)15 тем раньше откроются тиристоры ТКРМ(меньше будет угол М , фиг, 3). Величину потребляемой реактивной мощнбстиЯ можно определить из соотношения276Цш 1" - здп 2,20 2 К3где П - амплитудное значение линейного напряжения, на выходеасинхронной машины,К- активное сопротивление25 дросселя;- угол регулирования.Из соотношения видно, что приП/2 ТКРМ не потребляет, реактивноймощности, с уменьшением 4 до значе 30 ния и/4 потребляемая реактивнаямощность растет, что обеспечивает со"ответствующий отбор реахтивной мощ"ности конденсаторов 5 - 7, вызываю"щий снижение напряжения.Изменяя опорное напряжение, можнорегулировать выходное напряжение вшироких пределах,Для того, чтобы статизм регулирования напряжения генераторного источ 40 ника электроэнергии был минимальным,активное сопротивление дросселя должно быть малым, а его индуктивное сопротивление - большим и параметрыТРМК следует выбирать таким образом,45 чтобы реактивная мощность конденсато"ров полностью компенсировалась реак"тивной мощностью ТКРМ при минимальных отклонениях .угла Ы от значенияП/2.Примененный в изобретении, простойпо конструктивному выполнению блокимпульсно-фазового управления ТКРМ,обеспечивает простоту, малые массыи габариты генераторного источника55 электроэнергииФормула изобретенияГенераторный источник электроэнергии, содержащий асинхронную машину с146773первым, вторым и третьим силовыми выводами, подсоединенными к конденсаторам, соответственно к первому, второму и третьему входным выводам ти 5 ристорного компенсатора реактивной мощности, к входным выводам блока импульсно-фазового управления тиристорным компенсатором реактивной мощности, включающего источник, опорного 1 О напряжения, формирователи сигналов управления тиристорами, причем тиристорный компенсатор реактивной мощности выполнен по схеме трехфазного мостового выпрямителя, у которого анод 15 первого и катод четвертого тиристоров подсоединены к первому, анод третьего и катод шестого тиристоров - к второму, анод пятого и катод второго тиристоров " к третьему входным выводам щ тиристорного компенсатора реактивной мощности, катоды нечетных тиристоров соединены с одним, а аноды четных тиристоров - с другим выводами дросселя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с 25 целью упрощения, уменьшения массы и габаритов генераторного источника электроэнергии, в блок импульсно-фазового управления тиристорным компенсатором реактивной мощности введены ЗО шесть компараторов и трехфазный трансформатор, у которого конец первой фазы и начало второй фазы первичной обмотки связаны с первым силовым выводом асинхронной машины, конец второй и начало третьей фазы - с вторым силовым выводом асинхронной машины, ко 46нец третьей и начало первой фаэ - с третьим силовым выводом асинхронной машины, каждая из фаз вторичной обмот ки выполнена со средним выводом, свя занным с минусовым выводом источника опорного напряжения и нулевыми выводами компараторов, плюсовой вывод источника опорного напряжения связан с инвертирующими входами компараторов, неинвертирующие входы которых связаны с фазами вторичной обмотки трехфазного трансформатора следующим образом: вход первого компаратора - с началом первой фазы, вход второго - с концом третьей фазы, вход третьегос началом второй фазы, вход четвертого - с концом первой фазы, вход пято го - с началом третьей фазы, вход шестого - с концом второй фазы, выход первого компаратора связан с формиро" вателями сигналов управления первого и шестого тиристоров выход второго компаратора - с формирователями сигналов управления второго и первого тиристоров, выход третьего компаратора - с формирователями сигналов управления третьего и второго тиристоров, выход четвертого компаратора " с формирователями сигналов управле" ния четвертого и третьего тиристоров, выход пятого компаратора - с формирователями сигналов управления пятого и четвертого тиристоров, выход шестого компаратора - с формирователями сиг- налов управления шестого и пятого тиристоров.1467734Составитель А.Акимов едактор Л.Зайцева ТехредЛ.Сердюкова Корректоож Заказ 1211/54 Тираж 548 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101