Генераторный источник электропитания

)5 2 Р 9/ ЕКТкий институ и С.КЖело со- саый ра 22 иг о ССС1988,о ССС1987. иг. 1 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(57) Сущность изобретения; устройство держит асинхронную машину 1, конден торы 5 возбуждения, трехфазн тиристорный мост 6, дроссель 13, компа торы 16-18, 21, мультиплексоры 19, 20, мультиплексор 23, формирователь коротких импульсов, формирователь 24 налов управления тиристорами, источни опорного напряжения, 2 ил.10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к электротехни ке и может быть использована в автономных системах электроснабжения сбесконтактными асинхронными генераторами, возбуждаемыми с помощью конденсаторов.Известны генераторные источникиэлектропитания с асинхронными генерато-.рами, реактивный ток которых регулируетсядискретным изменением емкости конденсаторов.Этим устройствам присуща амплитудная модуляция выходного напряжения и повышенная сложность системы управления,Известны генераторные источникиэлектропитания, в которых избыточный реактивный ток возбуждения асинхронной машины, генерируемый конденсаторами,компенсируется устройством, содержащимтрехфазный тиристорный мост, шины постоянного тока которого замкнуты черездроссель.Большое количество намоточных иэделий.(многообмоточных импульсных трансформаторов) затрудняет изготовление иусложняет наладку источника,Наиболее близким к предлагаемому является генераторный источник электропитания, содержащий асинхронную машину сконденсаторами и трехфазный тиристорный мост с дросселем, блок импульсно-фазового управления которого содержитформирователь сигналов управления тиристорами, шесть компараторов, входыкоторых через многообмоточный трансформатор связаны с выводам асинхронной машины, Сигналы управления тиристорами: формируются сравнением напряжений,пропорциональных линейным, с заданнымопорным источником напряжения.Поскольку угол открывания тиристоровмоста в известном устройстве не можетпревышать 90 эл, град. (ал/2), то в переходном режиме, в частности при внезапномнабросе нагрузки, происходит просадка выходного напряжения генератора, что является недостатком.Целью изобретения является улучшение качества генерируемой электроэнергиив динамических режимах, а также снижениемассы и габаритов устройства.Генераторный источник электропитания, содержащий асинхронную машину,конденсаторы возбуждения, управляемыйтрехфазный тиристорный мост, анод первого и. катод четвертого тиристоров которогосоединены с первым, анод третьего и катодшестого тиристоров - вторым, а анод пятогои катод второго тиристоров - с третьим силовыми выводами асинхронной машины,катоды нечетных тиристоров связаны с анодами четных через дроссель, а цепи управления тиристоров управляемого тиристорного моста связаны с выходом формирователя сигналов управления тиристорами, входы которого соединены с соответствующими выходами демультиплексора, сигнальный вход которого соединен через формирователь коротких импульсов с выходом первого компаратора, а адресные входы, соединенные с соответ-. ствующими адресными входами первого и второго мультиплексоров, присоединены к выходам соответственно второго, третьего и четвертого компараторов, силовыми выводами асинхронной машины, а также первым, третьим и пятым сигнальными входами второго мультиплексора и вторым, четвертым и шестым входами первого мультиплексора, при этом нечетные входы первого мультиплексора соединены с минусовым, а четные второго - с плюсовым выводами источника опорного напряжения, выход первого мультиплексора соединен с неинвертирующим входом первого компаратора, а выход второго - с инвертирующим входом,На фиг. 1 приведена принципиальная схема генераторного источника электропитания; на фиг, 2 - эпюры напряжений в точках схемы источника.Генераторный источник электропитания (фиг. 1) содержит асинхронную машину (АМ) 1, силовые выводы 2 - 4 которой соединены с конденсаторами 5 возбуждения и входом трехфазного тиристорного моста 6, выполненного на тиристорах 7 - 12, причем анод первого 7 и катод четвертого 10 тиристоров соединены с первым силовым выводом 12 АМ, анод третьего 9 и катод шестого 12 тиристоров - с вторым выводом 3, анод пятого 11 и катод второго 8 тиристоров - с третьим силовым выводом 4 АМ, катоды нечетных тиристоров связаны с анодами четных посредством дросселя 13,Кроме того, с силовыми выводами АМ через резистивные делители 15 напряжения соответственно связаны входы блока импульсно-фазового управления тиристорным мостом 14, а именно входы второго 16, третьего 17 и четвертого 18 компараторов, а также второй, четвертый и шестой (четные) сигнальные входы первого 19 и первый, третий и пятый (нечетные) сигнальные входы второго 20 мультиплексоров, выходы которых присоединены соответственно к неинвертирующему (прямому) и инвертирующему входам первого компаратора 21, выход которого через Формирователь 22 коротких импульсов связан с сигнальным5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 входом демультиплексора 23, выходы которого присоединены к входам формирователя 24 сигналое управления тиристорами, содержащего элементы ИЛИ 25-30 и выходные каскады 31 - 36,Одноименные адресные входы мультиплексоров 19 и 20 и демультиплексора 23 обьединены и подключены соответственно к выходами второго 16, третьего 17 и четвертого 18 компараторов. Нечетные сигнальные входы .первого мультиплексора 19 присоединены к отрицательному, а четные сигнальные входы второго мультиплексора 20 - к положительному выводу источника 37 опорного напряжения, Потребителя электроэнергии подключается к силовым выводам 2 - 4 АМ.Генераторный источник электропитания работает следующим образом.При вращении ротора АМ 1 осуществляется емкостное самовозбуждение от конденсаторов 5. На силовых выводах 2 - 4 АМ генерируется трехфазная система напряжений Оа, Оь, Ос(фиг. 2 диаграмма Од), которые через делители 15 напряжений поступают на прямые входы компараторов 16-18, а на их инверсные входы - соответственно напряжения, пропорциональные Оа, Оь, Ос, Выходные сигналы компараторов 16 - 18(фиг, 2, диаграммы О 1 б, О 17, 01 в), сдвинутые один относительно другого на 120, осуществляют синхронное переключение каналов мультиплексоров 19 и 20 через 60. обеспечивая тем самым сравнение компаратором 21 мгновенных значений фазных напряжений -Ос +Оь, -Оа, +Ос -Оь, +Оа с опорным напряжение того же знака, что и фазное,При превышении мгновенным значением напряжения фазы опорного напряжения(на фиг. 2, диаграмма Овх) на выходе компаратора 21 (фиг, 2, диаграмма О 21) формируется сигнал на отпирание тиристора. Формирователь 22 коротких импульсов укорачивает длительность импульсов (фиг, 2,диаграмма О 22), а демультиплексор 23, засинхронизированный с мультиплексорами 19 и 20, распределяет их по шести каналам. которые являются входами формирователя 24 сигналов управления тиристоров. Логические элементы ИЛИ.25 - 30 формирователя сигналов управления производят операцию логического сложения сигналов двух соседних каналов (01 и 02, 02 и 03, 03 и 04, 04 и 05, 05 и 06, 06 и 01), что позволяет получать в один и тот же момент времени два импульса управления по двум из шести каналов - один для тиристора катодной, э другой - для тиристора анодной группы, соблюдая при этом необходимую последовательность включения пар тиристоров (фиг 2, диаграмма О 2-Озо). Усиленные выходными каскадами 31-36 управляющие сигналы через элемент гальванической развязки подаются на соответствующие тиристоры 7-12 трехфазного моста 6.Емкость конденсаторов 5 определяется коэффициентами мощности АМ соз р и нагрузки соз р и выбирается такой, чтобы при их.минимальных значениях генераторный источник питания обеспечивал номинальное выходное напряжение. При снижении нагрузки или при увеличении частоты вращения оно возрастает, что приводит к уменьшению угла регулирования а, т,е. к росту потребления реактивного тока тиристорным компенсатором реактивной мощности, состоящим из тиристорного моста 6 и дросселя 13. Это способствует уменьшению выходного напряжения,При набросе нагрузки выходное напряжение уменьшается, а угол регулирования увеличивается и при а ) к /2 тиристорный мост 6 переходит в инверторный режим, отдавая энергию, запасенную в магнитном поле дросселя 13, и препятствуя тем самым уменьшению выходного напряжения. Регулировка выходного напряжения осуществляется изменением. опорного напряжения.В генераторном источнике электропитания используются АМ 1 серии 4 А, конденсаторы 5 типа МБГ 4, тиристорный мост 6 на тиристорах 7-12 типа Т 160, дроссель 15 индуктивностью 100 мГн, компараторы 16- 18 и 21 типа 554 САЗ, мчльтиплексоры 19 и 20 и мультиплексор 23 типа К 561 КП 2, формирователь 9 коротких импульсов типа 564 АГ 1, логические элементы ИЛИ 25 - 30 типа К 561 ЛЕ, Усилители 31 - 36 выполнены на транзисторах типа КТ 814 с трансформаторным выходом.Генераторный источник электропитания имеет существенное преимущество, заключающееся в уменьшении кратковременного понижения напряжения при набросе нагрузки (особенно двигательной), Кроме того, турбина, приводящая в движение ротор АМ, может иметь произвольное направление вращения, что приводит к изменению чередования фаз напряжений на выходах АМ. Предлагаемое устройство по сравнению с известным не критично к этому изменению, что упрощает в процессе монтажа накладку и пуск в эксплуатацию генератор- ного источника электропитания.Формула изобретения Генераторный источник электропитания, содержащий асинхронную машину с первым, вторым и третьим силовыми выводами, подсоединенными к конденсаторам,входу управляемого трехфазного тиристорного моста так, что анод первого и катод четвертого тиристоров тиристорного моста присоединены к первому, анод третьего и катод шестого тиристоров - к второму, анод пятого и катод второго тиристоров - к третьему силовым выводам асинхронной машины, причем катоды нечетных тиристоров соединены с одним, а аноды четных - с другим выводами дросселя, и к входным выводам блока импульсно-фазового управления тиристорным мостом, выполненным в виде источника опорного напряжения, четырех компараторов, формирователя коротких импульсов, формирователя сигналов .управления тиристорами, выходы которого соединены с управляющими электродами соответствующих тиристоров управляемого трехфазного тиристорнаго моста, причем первый и второй выходы формирователя сигналов управления тиристорами связаны с первым тиристором, второй и третий - с вторым тиристором, третий и четвертый - с третьим тиристором, четвертый и пятый - с четвертым тиристором,.пятый и шестой с пятым тиристором, шестой и первый с шестымтиристором, отл ича ющи йс я тем, что, с целью улучшения качества генерируемой электроэнергии в динамических режимах, в блок импульсно-фазового управления введены два мультиплексора аналоговых сигналов, демультиплексор, причем первый, третий, пятый сигнальные входы второго и четвертый, шестой и второй входы первого мультиплексоров аналоговых сигналов попарно объединены и связаны соответственно с третьим, первым и вторым силовыми выводами асинхронной машины, 5 нечетные сигнальные входы первого мультиплексора аналоговых сигналов присоединены к отрицательному, а четные второго - к положительному выводам источника опорного напряжения, выходы первого и второго 10 мультиплексоров аналоговых сигналов соединены соответственно с неинвертирующим и инвертирующим входами первого компаратора, выход которого подключен к входу формирователя коротких импульсов, 15 выходом подключенным к сигнальному входу демультиплексора, прямой вход второго компаратора, объединенный с инверсным входом четвертого, связан с первым силовым выводом асинхронной машины, прямой 20 вход третьего, объединенный с инверснымвходом второго компаратора, - с вторым силовым выводом асинхронной машины, прямой вход четвертого, объединенный с инверсным входом третьего компаратора - 25 с третьим силовым выводом асинхронноймашины, э выходы второго, третьего и четвертого компараторов соединены соответственно с первым, вторым и третьим адресными входами первого и второго муль типлексоров аналоговых сигналов и демультиплексора, выходы которого соединены с соответствующими входами формирователя сигналов управления тиристорами.оставитель А. Ш пансехред М.ГЛоргентал ректор Т,София Редактор И.Шул каз 2402 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж. Раушская наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент" город, ул,Гагарина, 101