Меню

Бесконтактный синхронный генератор это

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Бесконтактный синхронный генератор

Бесконтактные синхронные генераторы и двигатели применяются в случаях, когда обслуживание щеточного устройства затруднено и требуется высокая надежность машины в течение длительной эксплуатации в тяжелых условиях. Такие генераторы применяются, например, для электроснабжения железнодорожных вагонов, их мощность может достигать 10 кВт и более. [2]

Используются бесконтактные синхронные генераторы , асинхронные двигатели и устраняются высотные ограничения. [3]

Разработка бесконтактных синхронных генераторов с системой гармонического компаундирования является перспективным направлением развития систем возбуждения и регулирования авиационных машин. [4]

Особенностью конструкции агрегата является бесконтактный синхронный генератор с когтеобразными полюсами и внешнезамкнутым магнитопроводом. Такое исполнение из-за отсутствия скользящего контакта повышает надежность и долговечность агрегата в целом. Кроме того, генератор с когтеобразной полюсной системой обладает лучшими регулировочными свойствами. Магнитный поток, проходя по магнитной системе генератора, меняет свое направление с радиального в статоре и кольцах катушек возбуждения на аксиальное в когте-образных полюсах и станине. Применение больших масс в генераторе облегчает его самовозбуждение. [5]

ЭДС остаточной намагниченности Ео бесконтактных синхронных генераторов определяется суммой ЭДС, индуктированной остаточным магнитным потоком полюсов основного генератора и ЭДС, индуктированной током обмотки возбуждения генератора, протекающим под действием ЭДС возбудителя, генерируемой остаточным магнитным потоком возбудителя. [6]

Закон изменения действующего значения тока короткого замыкания бесконтактного синхронного генератора с системой гармонического компаундирования определяется постоянными времени системы гармонического компаундирования, обмоток возбуждения возбудителя и генератора, а также приращением напряжения в системе гармонического компаундирования. [7]

Исследование на АВМ процессов в системе возбуждения возбудителя бесконтактного синхронного генератора / ЛГеория информационных систем и устройств с распределенными параметрами: Тезисы докл. [8]

Тогда дифференциальное уравнение, описывающее переходный процесс в бесконтактном синхронном генераторе с системой гармонического возбуждения при самовозбуждении становится уравнением второго порядка с постоянными коэффициентами. [9]

В [17] рассматриваются вопросы создания комбинированных систем автоматического регулирования бесконтактных синхронных генераторов с вращающимися выпрямителями. [10]

Основными элементами схемы электропривода периодического действия автомобиля МОАЗ-564-865 являются два двигателя мотор-колес, включенные параллельно на шины бесконтактного синхронного генератора с внешнезамкнутым магнитным потоком. [12]

Для проверки результатов теоретических исследований, проводимых в предыдущих главах, а также для оценки принятых допущений проведены экспериментальные исследования авиационного бесконтактного синхронного генератора с системой гармонического компаундирования. Ниже приведены некоторые характерные результаты этих экспериментальных исследований. [13]

Агрегат представляет собой горизонтальную защищенную однокорпусную электрическую машину, монтируемую без фундамента на полу на амортизаторах и состоящую из короткозамкнутого асинхронного электродвигателя, бесконтактного синхронного генератора и двух инерционных маховиков, расположенных с двух сторон агрегата на выходных концах вала. Агрегат АГПМ-75 имеет общий вал, вращающийся на двух шарикоподшипниках типа 316Е1Ш1, и не имеет соединительных муфт. [14]

Преобразователи частоты с выраженным звеном постоянного тока можно легко приспособить для преобразования количества фаз, так как выходной инвертор, питаемый постоянным током, нетрудно изготовить с любым необходимым количеством фаз. Он предназначен для питания переменным током стабилизированной частоты автономной электрической системы. Преобразователь получает энергию от бесконтактного синхронного генератора Г, работающего при переменной скорости вращения и выходной частоте. [15]

Источник

Бесконтактные синхронные генераторы

В обычных синхронных генераторах обмотка возбуждения (ро­тора) с помощью контактных колец и щеток включается на постоянное напряжение. Это имеет ряд недостатков: требуется дополнительный автономный источник постоянного тока; щеточный узел нуждается в специальном уходе, уменьшается эффективность машины. Используют бесконтактные синхронные генераторы в основном двух типов. У синхронного генератора с постоянными магнитами нет обмотки возбуждения на роторе. Постоянные магниты на роторе исключают необходимость обмотки возбуждения, а также контактных колец, щеток и источника постоянного напряжения. КПД таких генераторов довольно высокий, так как отсутствуют потери в обмотке возбуждения. Существенный недостаток этого генератора – отсутствие прямого метода регулирования ЭДС, так как обычно ЭДС регулируется током возбуждения. В синхронных генераторах с постоянными магнитами применяется косвенный метод регулирования ЭДС. В сердечник статора укладывается дополнительная обмотка подмагничивания, которая питается постоянным током. Чем больше ток подмагничивания, тем меньше магнитная проницаемость сердечника, больше магнитное сопротивление, меньше поток и ЭДС генератора.

Читайте также:  Терминальные лицензии windows server 2008 r2 генератор ключа

В синхронных генераторах с вращающимся выпрямите­лемобмотка возбуждения питается от дополнительного генератора, смонтированного на одном валу с основным. Этот дополнительный ге­нератор собирается по обратной схеме, т. е. статорная обмотка является обмоткой возбуждения. В роторной обмотке индуцируется ЭДС. На валу смонтирован выпрямитель, преобразующий переменную ЭДС в посто­янное напряжение для питания обмотки возбуждения генератора.

Синхронные двигатели

Основным преимуществом синхронного двигателя перед двигателями других типов являетсяабсолютно жесткая механичес­кая характеристика(рис. 3.16), т. е. ротор вращается со скоростью вращающегося магнитного поля, возбуждаемого статором. Скорость вращения поля не зависит от момента сопротивления. Если сопротивление больше максимального, ротор останавливается.

Полюсы статора и ротора вращаются с одинаковой скоростью. Но между осями этих полюсов есть некоторое угловое смещение. Это смещение зависит от момента сопротивления. Зависимость электромагнитного момента от угла между осями полюсов статора и ротора называется угловой характеристикой двигателя(рис. 3.17).

Момент имеет положительные значения в пределах , но устойчивый режим работы может быть только на участке . Обычно

Синхронные двигатели использу­ют там, где требуются стабильная скорость вращения, экономичность.

U – образной характери­стикой синхронного двигателяна­зывается зависимость тока якоря от тока возбуждения при постоянном тормозящем моменте. Как и у генератора, минимальный ток обеспечи­вается при коэффициенте мощнос­ти (рис. 3.18). При ток ограничивается областью неустойчивой работы дви­гателя , а при — магнитным насыщением сердечника.

Синхронный компенсатор

Синхронный компенсаторпредставляет собой синхронный двигатель, работающий без нагрузки на валу. При этом активный ток обмотки якоря ощутим и машина может работать при , (недовозбуждение), (перевозбуждение).

Синхронный компенсатор может выполнять такие функции: повышать коэффициент мощности; стабилизировать напряжение сети.

Током возбуждения регулируют коэффициент мощности . При оптимальном токе . При индуктивной нагрузке сети увеличивают ток возбуждения (перевозбуждают машину) и компенса­тор генерирует в сеть емкостный (опережающий) ток. При емкостной нагрузке сети недовозбуждают машину. При этом в сеть генерируется индуктивный (отстающий) ток. В обоих случаях повышается коэффи­циент мощности.

Для стабилизации напряжения ток возбуждения поддержи­вают постоянным, он обеспечивает ЭДС компенсатора, равную напря­жению сети. Если напряжение сети уменьшается, то компенсатор по­требляет реактивный опережающий ток. При повышении напряжения компенсатор загружает сеть реактивным отстающим током. В случае большой мощности компенсатора это дает возможность стабилизиро­вать напряжение сети до 1,0 %.

Источник

автономный бесконтактный синхронный генератор

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в синхронных бесконтактных генераторах промышленной и повышенной частоты. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей источника за счет подключения двигательной нагрузки соизмеримой мощности. Автономный бесконтактный синхронный генератор содержит индуктор с обмоткой возбуждения возбудителя, основной обмоткой и дополнительной обмоткой. Дополнительная обмотка соединена с трехфазным выпрямителем, а выход последнего — с молекулярным накопителем энергии и инвертором напряжения. Выход инвертора соединен с основной обмотки. Обмотка возбудителя через регулирующий элемент импульсного регулятора тока возбуждения соединена с источником постоянного тока. Вход импульсного регулятора тока возбуждения соединен с основной обмотки. Электрически совмещенная обмотка возбуждения и возбудителя якоря через выпрямитель замыкается на нулевую точку. Число пар полюсов дополнительной обмотки индуктора и напряжение равны числу пар полюсов и напряжению основной обмотки. Вход импульсного регулятора тока возбуждения соединен с основной обмотки индуктора, тем самым реализуется отрицательная обратная связь по выходному напряжению. Напряжение молекулярного накопителя энергии равно необходимому допустимому напряжению. Инвертор напряжения снабжен схемой управления стабилизации частоты и напряжения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения

1. Автономный бесконтактный синхронный генератор с магнитным совмещенным возбудителем, содержащий на индукторе обмотку возбуждения возбудителя, основную обмотку и дополнительную обмотку индуктора, соединенную с трехфазным выпрямителем, а на якоре совмещенную обмотку возбудителя и возбуждения с выпрямителем, импульсный регулятор тока возбуждения с силовым элементом, отличающийся тем, что содержит молекулярный накопитель энергии и инвертор напряжения, причем основная обмотка индуктора соединена с выходными зажимами А, В, С, к которым подключена нагрузка, и входом импульсного регулятора тока возбуждения с силовым элементом, дополнительная обмотка индуктора соединена через трехфазный выпрямитель с молекулярным накопителем энергии, а последний со входом инвертора напряжения, выход которого соединен с выходными зажимами А, В, С основной обмотки индуктора.

2. Автономный бесконтактный синхронный генератор по п.1, отличающийся тем, что инвертор напряжения имеет внутреннюю структуру управления, например, ШИМ или ШИР стабилизации частоты и напряжения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к синхронным бесконтактным генераторам, промышленной и повышенной частоты.

Известна бесконтактная синхронная машина по а.с. СССР №868936, H02K 19/38 с магнитным совмещенным возбудителем, содержащая на статоре якорную обмотку, обмотку возбуждения возбудителя, дополнительную третью обмотку, выполненную на то же число полюсов, что и якорная обмотка машины, подсоединенную через управляемый выпрямитель к обмотке возбуждения возбудителя, а на роторе якорную обмотку возбудителя и обмотку возбуждения машины, подсоединенную через выпрямитель к якорной обмотке возбудителя.

К недостаткам этой машины относится сложность регулирования возбуждения в генераторном режиме в статических и динамических режимах, низкий КПД за счет многих преобразований энергии.

Наиболее близким по техническому решению является (Пат. RU №2145461, МПК Н02К 19/38. Автономный бесконтактный синхронный генератор — №97119560/09; Заявл. 26.11.97; Опубл. 10.02.00; Бюл. №4 — 6 с.: ил.).

Автономный бесконтактный синхронный генератор с магнитным совмещенным возбудителем, содержащий на индукторе обмотку возбуждения возбудителя, основную обмотку и дополнительную обмотку индуктора, соединенную с трехфазным выпрямителем, а на якоре обмотку возбудителя и обмотку возбуждения генератора с выпрямителем, импульсный регулятор тока возбуждения с силовым элементом.

Недостатком этого технического решения является значительное снижение напряжения при запуске асинхронных двигателей соизмеримой с генератором мощности.

Техническим решением поставленной задачи является расширение функциональных возможностей источника за счет подключения двигательной нагрузки соизмеримой с мощностью генератора.

Задача достигается тем, что автономный бесконтактный синхронный генератор с магнитным совмещенным возбудителем, содержащий на индукторе обмотку возбуждения возбудителя, основную обмотку и дополнительную обмотку индуктора соединенную с трехфазным выпрямителем, а на якоре совмещенную обмотку возбудителя и возбуждения с выпрямителем, импульсный регулятор тока возбуждения с силовым элементом, дополнительно содержит молекулярный накопитель энергии и инвертор напряжения, причем основная обмотка индуктора соединена с выходными зажимами А, В, С и входом импульсного регулятора тока возбуждения с силовым элементом, дополнительная обмотка индуктора соединена через трехфазный выпрямитель с молекулярным накопителем энергии, а последний со входом инвертора напряжения, выход которого соединен с выходными зажимами А, В, С основной обмотки индуктора, а инвертор напряжения содержит внутреннюю структуру автоматической стабилизации частоты и напряжения.

Новизна заявляемого технического решения достигается тем, счет что автономный бесконтактный синхронный генератор с магнитным совмещенным возбудителем дополнительно содержит молекулярный накопитель энергии и инвертор напряжения, причем основная обмотка индуктора соединена с выходными зажимами А, В, С и входом импульсного регулятора тока возбуждения с силовым элементом, дополнительная обмотка индуктора соединена через трехфазный выпрямитель с молекулярным накопителем энергии, а последний — со входом инвертора напряжения, выход которого соединен с выходными зажимами А, В, С основной обмотки индуктора, а инвертор напряжения содержит внутреннюю структуру автоматической стабилизации частоты и напряжения.

По данным научно-исследовательской и патентной литературы авторам не известна заявляемая совокупность признаков, направленная на достижение поставленной задачи и этого решение не вытекает с очевидностью из известного уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии решения уровню изобретения.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлена принципиальная схема автономного бесконтактного синхронного генератора.

Индуктор 1 генератора содержит обмотку возбуждения возбудителя 2, основную обмотку 3 с выходными зажимами А, В, С. Дополнительная обмотка 4 соединена с трехфазным выпрямителем 5, а выход последнего с молекулярным накопителем энергии 6 и инвертором напряжения 7, выход которого соединен с выходными зажимами А, В, С основной обмотки 3. Обмотка возбудителя 2 через регулирующий элемент, например, транзистор 8 импульсного регулятора тока возбуждения 9, соединена с источником постоянного тока «плюс»-«минус». Импульсный регулятор тока возбуждения 9 своим входом соединен с выходными зажимами А, В, С основной обмотки 3.

Электрически совмещенная обмотка возбуждения и возбудителя 10 якоря 11 через выпрямитель 12 замыкается на нулевую точку.

Дополнительная обмотка 4 индуктора выполняется на число пар полюсов, равное числу пар полюсов основной обмотки и на равные напряжения.

Вход импульсного регулятора тока возбуждения 9 соединен с выходом основной обмотки индуктора 3, тем самым реализуется отрицательная обратная связь по выходному напряжению.

Молекулярный накопитель энергии 6 (конденсатор с двойным электрическим слоем) применяется с необходимым допустимым напряжением.

Инвертор напряжения 7, например, с силовыми выходными IGBT транзисторами, имеет внутреннюю структуру управления, например, ШИМ или ШИР стабилизации частоты и напряжения.

Автономный бесконтактный синхронный генератор работает следующим образом.

Приводной двигатель вращает якорь 11 со скоростью, определяемой числом пар полюсов и заданной частотой тока генератора.

За счет тока в обмотке возбуждения возбудителя 2 создастся магнитный поток, замыкающийся на вращающемся якоре 11 и пересекающий электрически совмещенную обмотку возбуждения и возбудителя 10. В ней наводится ЭДС, которая выпрямляется выпрямителем 12, появляется постоянная составляющая тока, которая создает основной поток возбуждения. Генератор возбуждается, и напряжение возрастает на обмотках индуктора 3 и 4. При достижении определенной величины напряжения на зажимах А, В, С сигнал обратной связи управляет работой импульсного регулятора тока возбуждения 9, и последний уменьшает длительность открытого состояния транзистора 8, тем самым, ограничивая ток возбуждения и напряжение холостого хода на обмотках 3 и 4.

Одновременно напряжение дополнительной обмотки 4 выпрямляется трехфазным выпрямителем 5, заряжается молекулярный накопитель энергии 6. При определенном напряжении на последнем в работу включается инвертор напряжения 7, преобразует постоянное напряжение в переменное и работает параллельно с основной обмоткой 3.

При подключении нагрузки к выходным зажимам А, В, С напряжение уменьшается, сигнал обратной связи на импульсном регуляторе тока возбуждения 9 уменьшается и последний увеличивает длительность открытого состояния транзистора 8, тем самым увеличивая ток возбуждения в обмотке возбудителя 2.

Возрастает магнитный поток, что приводит к увеличению ЭДС в электрически совмещенной обмотке возбуждения и возбудителя 10 якоря 11. Увеличивается постоянная составляющая тока в обмотке 10, возрастает основной поток возбуждения и выходное напряжение на обмотках 3 и 4 восстанавливается.

Одновременно, при снижении выходного напряжения на зажимах А, В, С, инвертор напряжения 7 своей собственной схемой управления стабилизирует выходное напряжение за счет энергии накопленной в молекулярном накопителе энергии 6. При этом отсутствует провал напряжения особенно при запуске асинхронных двигателей соизмеримой с генератором мощностью.

В отличие от известных генераторов, предлагаемый автономный бесконтактный синхронный генератор имеет следующие преимущества.

1. За счет молекулярного накопителя энергии и инвертора напряжения отсутствуют провалы напряжения при подключении нагрузки соизмеримой мощности.

2. По этим причинам можно уменьшать мощность приводного двигателя. Обычно для автономных источников приводной двигатель выбирается с запасом на запуск большой нагрузки.

Источник

Adblock
detector
Классы МПК: H02K19/38 конструктивное сопряжение с машиной возбуждения
H02P9/38 самовозбуждением, создаваемым током, полученным путем выпрямления как напряжения, так и тока на выходе генератора
Автор(ы): Богатырев Николай Иванович (RU) , Ванурин Владимир Николаевич (RU) , Симоненко Сергей Андреевич (RU) , Григораш Алина Олеговна (RU) , Баракин Николай Сергеевич (RU)
Патентообладатель(и): Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кубанский государственный аграрный университет (RU)
Приоритеты: