RU187868U1 - Устройство электроснабжения с приводным двигателем - Google Patents
Устройство электроснабжения с приводным двигателем Download PDFInfo
- Publication number
- RU187868U1 RU187868U1 RU2018108605U RU2018108605U RU187868U1 RU 187868 U1 RU187868 U1 RU 187868U1 RU 2018108605 U RU2018108605 U RU 2018108605U RU 2018108605 U RU2018108605 U RU 2018108605U RU 187868 U1 RU187868 U1 RU 187868U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- motor
- synchronous generator
- inverter
- synchronous
- Prior art date
Links
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims abstract description 45
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 208000035051 Malignant migrating focal seizures of infancy Diseases 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 208000012054 malignant migrating partial seizures of infancy Diseases 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
- B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
- B60R16/023—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for transmission of signals between vehicle parts or subsystems
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
- H02M5/40—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в качестве устройства электроснабжения объектов постоянным и переменным током при наличии приводного двигателя.Устройство содержит приводной двигатель с валом, первый синхронный генератор с постоянными магнитами, выпрямитель, имеющий первый выход и второй выход, и сглаживающий конденсатор, бесконтактный двигатель постоянного тока, содержащей инвертор, синхронный двигатель, датчик положения ротора и формирователь импульсов, причем указанный двигатель снабжен первым валом и вторым валом, второй синхронный генератор с постоянными магнитами, потребители постоянного и переменного тока, причем вал приводного двигателя с валом первого синхронного генератора, к статорной обмотке которого подключен выпрямитель, первый выход которого подключен к потребителю постоянного тока, а второй выход - к инвертору бесконтактного двигателя постоянного тока, выход которого подключен к обмоткам синхронного двигателя, первый вал которого соединен с валом второго синхронного генератора с постоянными магнитами, а второй вал - к датчику положения ротора, импульсы которого поступают в формирователь импульсов, соединенный со схемой управления инвертором, а к статорной обмотке второго синхронного генератора с постоянными магнитами подключен потребитель переменного тока, причем сглаживающий конденсатор выпрямителя включен параллельно инвертору. Требуемый результат может достигать около 20 процентов. 1 ил.
Description
Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в качестве устройства электроснабжения объектов постоянным и переменным током при наличии приводного двигателя.
Известно устройство электроснабжения постоянным и переменным током транспортного средства, содержащее приводной двигатель, первый синхронный генератор, выпрямитель, двигатель постоянного тока, второй синхронный генератор, потребителей постоянного и переменного тока, при этом вал приводного двигателя соединен с валом первого синхронного генератора, статорная обмотка указанного генератора соединена с выпрямителем, первый выход которого соединен с потребителем постоянного тока, а второй выход - с двигателем постоянного тока, вал которого соединен с валом второго синхронного генератора, статорная обмотка которого подключена к потребителю переменного тока [1]. Особенностью схемы данного устройства является вращение вала приводного двигателя со скоростью n=var и вращение вала второго синхронного генератора со скоростью n=const, где n - скорость вращения вала. Данное устройство нашло широкое применение на подвижных объектах из-за простоты схемы, сравнительно низкой стоимости и широкого спектра выполняемых функций, связанных с переходом от сети с переменной частотой к сети с постоянной частотой, однако оно имеет низкий КПД, отличается сравнительно низкой надежностью и низким качеством выпрямленного напряжения.
Требуемым техническим результатом полезной модели является повышение КПД устройства.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве электроснабжения с приводным двигателем, содержащем приводной двигатель, первый синхронный генератор, выпрямитель, двигатель постоянного тока, второй синхронный генератор и потребителей постоянного и переменного тока, при этом вал первого синхронного генератора соединен с валом приводного двигателя, статорная обмотка первого синхронного генератора подключена к выпрямителю, первый выход которого подключен к потребителю постоянного тока, а второй выход указанного выпрямителя подключен к двигателю постоянного тока, вал которого соединен с валом второго синхронного генератора, к статорной обмотке которого подсоединен потребитель переменного тока, указанные генераторы наделены постоянными магнитами, двигатель постоянного тока выполнен в виде бесконтактного двигателя постоянного тока, содержащего инвертор, синхронный двигатель, датчик положения ротора и формирователь импульсов, при этом инвертор подключен к выпрямителю, синхронный двигатель подключен к инвертору, на валу указанного двигателя закреплен датчик положения ротора, выход которого соединен с формирователем импульсов, подключенным к схеме управления инвертора, а параллельно инвертору установлен сглаживающий конденсатор.
На чертеже представлена структурная схема устройства электроснабжения с приводным двигателем.
Устройство содержит приводной двигатель 1 с валом 1-1, частота вращения которого n=var, первый синхронный генератор с постоянными магнитами 2, выпрямитель 3 с первым выходом 3-1, вторым выходом 3-2 и сглаживающим конденсатором 3-3, бесконтактный двигатель постоянного тока 4, содержащей инвертор 4-1, синхронный двигатель 4-2, датчик положения ротора 4-3, формирователь импульсов 4-4, причем синхронный двигатель 4-2 снабжен валом 4-5 и валом 4-6, второй синхронный генератор с постоянными магнитами 5, потребитель постоянного тока 6 и потребитель переменного тока 7, причем вал 1-1 приводного двигателя 1 соединен с валом первого синхронного генератора с постоянными магнитами 2, обмотка статора которого (не показана) соединена с выпрямителем 3, первый выход 3-1 указанного выпрямителя 3 подключен к потребителю постоянного тока 6, второй выход 3-2 названного выпрямителя 3 подключен параллельно к сглаживающему конденсатору 3-3, который соединен с инвертором 4-1 бесконтактного двигателя постоянного тока 4, при этом указанный инвертор подключен к статорной обмотке (не обозначена) синхронного двигателя 4-2, содержащего первый вал 4-5, соединенный с валом второго синхронного генератора с постоянными магнитами 5 и второй вал 4-6, соединенный с датчиком положения ротора 4-3, выход которого (не обозначен) соединен с формирователем импульсов 4-4, импульсы которого поступают в схему управления (не показана) инвертора 4-1. Статорная обмотка второго синхронного генератора 5 (не показана) подключена к потребителю переменного тока 7. Все элементы системы серийно выпускаются отечественной промышленностью.
Устройство работает следующим образом.
При запуске приводного двигателя 1 его вал 1-1 приходит во вращение, что обеспечивает вращение вала первого синхронного генератора с постоянными магнитами 2 и он начинает вырабатывать электроэнергию. Указанная электроэнергия со статорной обмотки (не показана) генератора 2 поступает в выпрямитель 3, где переменное трехфазное напряжение преобразуется в постоянное выпрямленное напряжение. С первого выхода 3-1 выпрямителя 3 напряжение поступает на потребитель постоянного тока 6, и он начинает работать. Со второго выхода 3-2 выпрямителя 3 напряжение постоянного тока поступает на сглаживающий конденсатор 3-3 и на вход (не показан) инвертора 4-1 бесконтактного двигателя постоянного тока 4. Инвертор 4-1 преобразует входное напряжение в напряжение, удобное для управления синхронным двигателем 4-2 и последний приходит во вращение. Вращение двигателя 4-2 передается на вал второго синхронного генератора 5 с помощью вала 4-5, при этом частота вращения данного вала n=const, что позволяет второму синхронному генератору с постоянными магнитами 5 генерировать напряжение стабильной частоты n=const, которое со статорной обмотки (не показана) данного генератора поступает на потребитель переменного тока 7, который начинает функционировать. Второй вал 4-6 синхронного двигателя 4-2 передает движение на вал, на котором установлен датчик положения ротора 4-3, импульсы которого поступают на формирователь импульсов 4-4, где они преобразуются в форму, удобную для управления инвертором, после чего поступают в схему управления инвертором 4-1. Подобный алгоритм работы характерен для данного устройства при каждом запуске приводного двигателя 1. Теперь оценим КПД предложенного устройства и сравним его с КПД прототипа, учитывая особенности конструкции электрических машин, таких как синхронные генераторы и двигатели постоянного тока, используя известную из технической литературы информацию, при одной и той же мощности. Если учесть рекомендации [4], то можно считать, что при мощности в 100 кВА КПД синхронных генераторов с электромагнитным возбуждением составляет η=0,88, а двигатель постоянного тока при мощности 50 кВт имеет КПД, η=0,85. КПД синхронного генератора с электромагнитным возбуждением при мощности 50 кВА равен, η=0,87. Тогда КПД устройства-прототипа составляет:
где η1СГ - КПД первого синхронного генератора с электромагнитным возбуждением; η2СГ - КПД второго синхронного генератора с тем же возбуждением; η1ДПГ - КПД двигателя постоянного тока.
По аналогии с изложенным, используя [2, 3] находим, что КПД синхронного генератора с постоянными магнитами равен 0,95; КПД двигателя типа бесконтактный двигатель постоянного тока, ηБДПТ=0,89, а КПД второго генератора с постоянными магнитами равен ηСГПМ=0,92.
Тогда в соответствии с формулой (1), имеем
Сравнивая полученные значения через их отношения, находим
что эффект от применения новых электрических машин вместо старых классических составляет порядка 20%, поэтому можно считать, что требуемый результат достигнут.
Источники, принятые во внимание
[1]. Радин В.И., Загорский А.Е., Белоновский В.А. Электромеханические устройства стабилизации частоты. М., Энергоиздат, 1981, стр. 143, рис. 5-4.
[2]. Балагуров В.А., Галтеев Ф.Ф. Электрические машины с постоянными магнитами. М., Энергоатомиздат, 1988, 280 с.
[3]. Извеков В.И., Кузнецов В.А. Вентильные электрические двигатели. М., МЭИ, 1998,60 с.
[4]. Электротехнический справочник. Т2. Под ред. В.Г. Герасимова. М., МЭИ, 2003, 518 с.
Claims (1)
- Устройство электроснабжения с приводным двигателем, содержащее приводной двигатель, первый синхронный генератор, выпрямитель, двигатель постоянного тока, второй синхронный генератор, при этом вал первого синхронного генератора соединен с валом приводного двигателя, статорная обмотка первого синхронного генератора подключена к выпрямителю, первый выход которого выполнен с возможностью подключения потребителя постоянного тока, а второй выход указанного выпрямителя подключен к двигателю постоянного тока, вал которого соединен с валом второго синхронного генератора, статорная обмотка которого выполнена с возможностью подключения потребителя переменного тока, отличающееся тем, что указанные генераторы наделены постоянными магнитами, двигатель постоянного тока выполнен в виде бесконтактного двигателя постоянного тока, содержащего инвертор, синхронный двигатель, датчик положения ротора и формирователь импульсов, при этом инвертор подключен к выпрямителю, синхронный двигатель подключен к инвертору, на валу указанного двигателя закреплен датчик положения ротора, выход которого соединен с формирователем импульсов, подключенным к схеме управления инвертора, а параллельно инвертору установлен сглаживающий конденсатор.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018108605U RU187868U1 (ru) | 2018-03-12 | 2018-03-12 | Устройство электроснабжения с приводным двигателем |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018108605U RU187868U1 (ru) | 2018-03-12 | 2018-03-12 | Устройство электроснабжения с приводным двигателем |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU187868U1 true RU187868U1 (ru) | 2019-03-21 |
Family
ID=65858856
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018108605U RU187868U1 (ru) | 2018-03-12 | 2018-03-12 | Устройство электроснабжения с приводным двигателем |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU187868U1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU692032A1 (ru) * | 1975-10-13 | 1979-10-15 | Московский Ордена Ленина Энергетический Институт | Автономна система электроснабжени |
RU2222863C2 (ru) * | 1997-09-11 | 2004-01-27 | Сименс Акциенгезелльшафт | Система для снабжения электродвигательных потребителей электрической энергии |
RU2278463C1 (ru) * | 2004-12-06 | 2006-06-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральное конструкторское бюро морской техники "Рубин" | Система электродвижения |
US20060192535A1 (en) * | 2005-02-04 | 2006-08-31 | Airbus France | Fixed frequency electrical generation system with induction coupler and use thereof in an aircraft |
RU144521U1 (ru) * | 2013-11-22 | 2014-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Псковский государственный университет" | Стартер-генераторная установка для автономной системы электроснабжения на базе роторно-лопастного двигателя с внешним подводом теплоты |
US20170110976A1 (en) * | 2015-10-16 | 2017-04-20 | Kohler Co. | Segmented Waveform Converter on Controlled Field Variable Speed Generator |
-
2018
- 2018-03-12 RU RU2018108605U patent/RU187868U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU692032A1 (ru) * | 1975-10-13 | 1979-10-15 | Московский Ордена Ленина Энергетический Институт | Автономна система электроснабжени |
RU2222863C2 (ru) * | 1997-09-11 | 2004-01-27 | Сименс Акциенгезелльшафт | Система для снабжения электродвигательных потребителей электрической энергии |
RU2278463C1 (ru) * | 2004-12-06 | 2006-06-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральное конструкторское бюро морской техники "Рубин" | Система электродвижения |
US20060192535A1 (en) * | 2005-02-04 | 2006-08-31 | Airbus France | Fixed frequency electrical generation system with induction coupler and use thereof in an aircraft |
RU144521U1 (ru) * | 2013-11-22 | 2014-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Псковский государственный университет" | Стартер-генераторная установка для автономной системы электроснабжения на базе роторно-лопастного двигателя с внешним подводом теплоты |
US20170110976A1 (en) * | 2015-10-16 | 2017-04-20 | Kohler Co. | Segmented Waveform Converter on Controlled Field Variable Speed Generator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Lavi et al. | Induction motor speed control with static inverter in the rotor | |
KR20130136563A (ko) | 인버터 회로가 내장된 이동체를 가지는 권선형 동기기 및 그 제어 방법 | |
EP2775592A2 (en) | Alternator for a power generation system | |
RU2690673C1 (ru) | Устройство возбуждения генератора и контроля качества генерируемой электрической энергии вентильно-реактивным генератором | |
Jee et al. | V/f control of induction motor drive | |
CN105186815A (zh) | 一种可同时输出单相、三相电压的复合励磁同步发电机 | |
Suryoatmojo et al. | Design of electronic speed controller for BLDC motor based on single ended primary inductance converter (SEPIC) | |
RU187868U1 (ru) | Устройство электроснабжения с приводным двигателем | |
Beik et al. | High voltage generator for wind turbines | |
RU107007U1 (ru) | Устройство плавного пуска синхронного двигателя с асинхронным возбудителем | |
CN105207334A (zh) | 用于向负载供应电力的***以及对应电力供应方法 | |
RU175195U1 (ru) | Электромашинный источник | |
RU2332773C1 (ru) | Автономный бесконтактный синхронный генератор | |
RU2457612C1 (ru) | Устройство для регулирования и стабилизации напряжения автономного многофункционального асинхронного генератора | |
RU2632817C1 (ru) | Способ получения повышенного выходного напряжения | |
RU154540U1 (ru) | Система стабилизации выходного напряжения магнитоэлектрического синхронного генератора для автономных объектов | |
RU115134U1 (ru) | Система стабилизации напряжения переменного тока | |
RU128040U1 (ru) | Электромашинный источник средней мощности | |
CN213990316U (zh) | 一种三相双凸极交流发电机 | |
AU2014100347A4 (en) | A Voltage Boosting Alternator | |
CN211744158U (zh) | 一种双凸极交流发电机 | |
RU2461117C1 (ru) | Пусковое устройство бесконтактных электродвигателей переменного тока | |
Reshetnikov et al. | Modeling of integrated starter-generator in generator mode | |
RU2772888C1 (ru) | Устройство бесперебойного питания систем связи на основе трехмашинного агрегата | |
RU2673566C1 (ru) | Асинхронный сварочный генератор |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200313 |