УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ АСИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ АСИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА


RU (11) 2145767 (13) C1

(51) 7 H02P9/46 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 98121646/09 
(22) Дата подачи заявки: 1998.11.24 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1998.11.24 
(45) Опубликовано: 2000.02.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 477512 A, 15.07.75. SU 312360 A, 19.08.71. SU 509970 A, 05.04.76. SU 443443 A, 15.09.74. SU 760382 A, 30.08.80. SU 688977 A, 30.09.79. RU 94008050 A1, 27.10.95. RU 95107042 A1, 27.11.96. Оборудование для дуговой сварки. Справочное пособие / Под ред.В.В.Смирнова, - Л.: Энергоатомиздат, Ленинградское отделение, 1986, с.527 - 605. 
(71) Заявитель(и): Кубанский государственный аграрный университет 
(72) Автор(ы): Богатырев Н.И.; Зайцев Е.А.; Павлов В.Н.; Санин С.Л.; Темников В.Н.; Юртаев О.А. 
(73) Патентообладатель(и): Кубанский государственный аграрный университет 
Адрес для переписки: 350044, Краснодар, ул.Калинина, 13, КГАУ, ПИО 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ АСИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования напряжения автономных асинхронных генераторов, применяемых в полевых условиях. Технический результат заключается в повышении надежности, который достигается за счет того, что для создания возможности подключения двигательной нагрузки, соизмеримой с мощностью асинхронного генератора, устройство содержит асинхронный генератор, приводимый во вращение двигателем внутреннего сгорания. К статору асинхронного генератора подключены батарея некоммутируемых конденсаторов, батарея коммутируемых конденсаторов и группа пусковых конденсаторов. Параллельно пусковым конденсаторам включен трехфазный электронный ключ. В нулевой точке батареи коммутируемых конденсаторов включена схема широтно-импульсного управления, вход которой соединен с выходом измерительного трансформатора. Блок управления с одной стороны соединен с фазами генератора, а с другой стороны - с управляющими электродами симисторов. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Предлагаемое устройство относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования напряжения автономных асинхронных генераторов, применяемых в полевых условиях.

С очевидным преимуществом (простота конструкции, надежность и т.д.) асинхронные генераторы (АГ) имеют существенный недостаток, заключающийся в том, что без дополнительных устройств, стабилизирующих напряжение, они не могут питать двигательную нагрузку, а при подключении двигательной нагрузки, соизмеримой с генератором мощности, последние теряют возбуждение. Поэтому для регулирования напряжения АГ необходимы дополнительные устройства.

Известны устройства для регулирования напряжения АГ, которые в общем случае содержат группу конденсаторов и регулятор емкостной мощности, выполненные в виде различных регулируемых индуктивностей, например, см. а.с. СССР N 113315, N 188550, N 312360, N 509970 и др. В качестве регулирующих элементов могут использоваться различные электронные устройства, например, см. а.с. СССР N 443443, 760382, 688977 и др.

Все эти устройства имеют существенный недостаток при подключении двигательной нагрузки, соизмеримой с генератором мощности, генератор теряет возбуждение.

Известно устройство для регулирования напряжения асинхронного генератора, см. а.с. СССР N 477512, кл. H 02 P 9/46, взятое авторами за прототип и содержащее батарею некоммутируемых конденсаторов, подключаемую к 3 фазам генератора, батарею коммутируемых конденсаторов и измерительный трансформатор, на выход которого включена схема широтно-импульсного управления ключевыми элементами.

Недостатком этого устройства является то, что при подключении двигательной нагрузки, соизмеримой с мощностью генератора, последний теряет возбуждение.

Техническим решением предлагаемого изобретения является устранение указанного недостатка, а именно создание возможности подключения двигательной нагрузки, соизмеримой с мощностью асинхронного генератора.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для автоматического регулирования напряжения асинхронного генератора, содержащее батарею некоммутируемых конденсаторов, подключенную к фазам генератора, батарею коммутируемых конденсаторов и измерительный трансформатор, на выход которого включена схема широтно-импульсного управления, дополнительно содержит блок управления и трехфазный ключ, например симисторный, зашунтированный группой пусковых конденсаторов, а блок управления с одной стороны соединен с фазами генератора, а с другой стороны - с управляющими электродами симисторов и выходом измерительного трансформатора.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена электрическая схема устройства для автоматического регулирования напряжения.

Устройство содержит асинхронный генератор 1, приводимый во вращение двигателем внутреннего сгорания 2. К статору асинхронного генератора 1 подключены батарея некоммутируемых конденсаторов 3, батарея коммутируемых конденсаторов 4 и группа пусковых конденсаторов 5. Параллельно пусковым конденсаторам 5 включен трехфазный электронный ключ 6. В нулевой точке батареи коммутируемых конденсаторов 4 включена схема широтно-импульсного управления 7, вход которой соединен с выходом измерительного трансформатора 8, блок управления 9 с одной стороны соединен с фазами генератора 1, а с другой стороны - с управляющими электродами симисторов 6.

Устройство для автоматического регулирования напряжения асинхронного генератора работает следующим образом. После запуска приводного двигателя 2 асинхронный генератор самовозбуждается от батареи некоммутируемых конденсаторов 3. Напряжение асинхронного генератора 1 поступает на блок управления 9. Блок управления подает сигнал на включение трехфазного электронного ключа 6. Последний включается и подает напряжение к нагрузке А, В, С. На холостом ходу работы генератора батарея коммутируемых конденсаторов 4 отключена. При подключении нагрузки напряжение на генераторе 1 уменьшается и схема широтно-импульсного 7 управления изменяет ток, который пропорционально снижению напряжения увеличивает емкостный ток батареи коммутируемых конденсаторов 4, тем самым восстанавливая напряжение на асинхронном генераторе 1. При подключении двигательной нагрузки, соизмеримой с мощностью генератора 1, возрастает ток в цепи, напряжение генератора 1 снижается, т.к. емкости батареи коммутируемых конденсаторов 4 недостаточно для компенсации реактивной составляющей нагрузки. Сигнал от трансформатора тока 8 увеличивается и блок управления отключает электронный ключ 6, при этом нагрузка оказывается включенной последовательно с пусковыми конденсаторами 5. Последние компенсируют индуктивную составляющую пускового тока и восстанавливают напряжение на зажимах генератора 1. После запуска двигательной нагрузки соизмеримой мощности ток в цепи нагрузки уменьшается, это приводит к тому, что блок управления подает сигнал на включение трехфазного электронного ключа, который включается и шунтирует группу пусковых конденсаторов. Дальнейшее питание нагрузки происходит через электронный ключ 6, а регулирование напряжения осуществляется схемой широтно-импульсного управления 7.

Использование данного устройства для автоматического регулирования напряжения асинхронного генератора позволяет в автономном источнике питания небольшой мощности запускать двигатели единичной мощности, равной мощности генератора. Это особенно важно в полевых условиях. Например, электростанция мощностью 4 кВт с напряжением сети 220/127 В и частотой тока 200 Гц может питать любой электрифицированный инструмент, используемый для ремонта железнодорожных путей (сверлилки, шлифовалки, костылезабивщики, рельсорезки, вибраторы, гайковерты и т.д. единичной мощностью от 0,6 до 4 кВт). 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Устройство для автоматического регулирования напряжения асинхронного генератора, содержащее батарею некоммутируемых конденсаторов, подключенную к фазам генератора, батарею коммутируемых конденсаторов и измерительный трансформатор, на выход которого включена схема широтно-импульсного управления, отличающееся тем, что дополнительно содержит блок управления и трехфазный ключ, например, симисторный, зашунтированный группой пусковых конденсаторов, а блок управления с одной стороны соединен с фазами генератора, а с другой стороны - с управляющими электродами симисторов и выходом измерительного трансформатора.