RU2701169C9 - Малогабаритная система генерирования постоянного тока - Google Patents
Малогабаритная система генерирования постоянного тока Download PDFInfo
- Publication number
- RU2701169C9 RU2701169C9 RU2018130420A RU2018130420A RU2701169C9 RU 2701169 C9 RU2701169 C9 RU 2701169C9 RU 2018130420 A RU2018130420 A RU 2018130420A RU 2018130420 A RU2018130420 A RU 2018130420A RU 2701169 C9 RU2701169 C9 RU 2701169C9
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- synchronous generator
- outputs
- galvanically isolated
- rectifier
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- H02P9/14—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
- H02P9/26—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices
- H02P9/30—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
-
- 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
- H02P9/14—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
- H02P9/38—Self-excitation by current derived from rectification of both output voltage and output current of generator
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании систем генерирования постоянного тока с переменной частотой вращения, с высокими требованиями к массе и габаритам, содержащих нерегулируемый по напряжению синхронный генератор с постоянными магнитами. Технический результат - снижение массы и габаритов системы генерирования при условии обеспечения регулирования и поддержания постоянного напряжения заданного уровня и качества на выходе системы с гальванически развязанными n-выходами при изменении частоты вращения синхронного генератора. Малогабаритная система генерирования постоянного тока (1) содержит нерегулируемый по напряжению высокоскоростной синхронный генератор с возбуждением от постоянных магнитов с выпрямителем (2) и n-блоков регулирования (3), количество блоков регулирования соответствует необходимому количеству гальванически развязанных выходов системы генерирования. В каждый из n-блоков регулирования входит импульсный ограничитель напряжения (4), преобразователь постоянного напряжения (5), выходной фильтр (6) и клеммы (7), на которых формируется заданное напряжение на гальванически развязанных n-выходах системы. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области электротехники, а именно к системам генерирования постоянного тока и может быть использовано при создании систем генерирования постоянного тока с переменной частотой вращения, с высокими требованиями к массе и габаритам, содержащих нерегулируемый по напряжению синхронный генератор с постоянными магнитами.
Известна система генерирования постоянного тока, содержащая индукторный генератор с неподвижной обмоткой возбуждения, которая питается неподвижной обмоткой возбуждения или магнитодвижущей силой постоянных магнитов. При этом поток в воздушном зазоре имеет постоянную и переменную составляющие. Постоянная не индуцирует ЭДС, а лишь дополнительно загружает магнитопровод и требует увеличения массы по сравнению с обычными синхронными машинами и в особенности с синхронными машинами с постоянными магнитами. Также постоянная составляющая создает дополнительные потери, ухудшая энергетические показатели. Регулирование напряжения на выходе системы генерирования с индукторным генератором осуществляется за счет регулирования потока обмотки возбуждения (Электрооборудование летательных аппаратов, под редакцией
Грузкова С.А., Москва, издательство МЭИ - 2005 г., том 1, 175 с.).
Недостатком являются низкие массогабаритные и энергетические показатели.
Известна система генерирования постоянного тока, состоящая из одного вентильного генератора с несколькими трехфазными обмотками, каждая из которых работает на свой мостовой выпрямитель. Суммируя напряжение каждого выпрямителя путем замыкания определенных контакторов. Плавное регулирование напряжения обеспечивается управляемыми проводниковыми ключами (KZ 27094 А4, опубл. 14.06.2013).
Недостатком является то, что якорь многообмоточной машины гораздо сложнее и габаритнее однообмоточной. К тому же каждая обмотка включена на свой мостовой выпрямитель, а управляемые ключи требуют наличие системы управления и формирования ШИМ-сигналов отпирания. Эти факторы значительно повышают массу и габариты системы генерирования, а введение большого количества элементов для поддержания заданного напряжения при любых частотах вращения снижает надежность и повышает стоимость.
Известна система генерирования постоянного тока, содержащая нерегулируемый по напряжению источник питания, импульсный преобразователь, состоящий из входного фильтра, прерывателя и выходного фильтра (Л.В. Бирзниекс, Импульсные преобразователи постоянного тока, Москва, «ЭНЕРГИЯ», 1974 г., с. 10, рис. 1-1).
Недостатком является то, что при изменении частоты вращения генератора в широком диапазоне (при разгоне), коэффициент полезного действия и эффективность входного фильтра, который увеличивает общую массу и габариты системы, резко снижаются, к тому же отсутствует защита от импульсных напряжений.
Прототипом является известная система генерирования постоянного тока, содержащая синхронный генератор с постоянными магнитами и выпрямитель (В.А. Балагуров, Проектирование специальных электрических машин переменного тока, Москва, Высшая школа, 1982 г., 115 с.). Магнитный поток создается постоянными магнитами, расположенными на вращающемся роторе. Этот магнитный поток индуктирует в неподвижной обмотке статора переменные ЭДС, которые в свою очередь создают в обмотке статора, и на выводах генератора, переменные токи. Генератор работает на звено постоянного тока (выпрямитель) для преобразования переменного напряжения в постоянное. За счет использования постоянных магнитов данная машина имеет высокие энергетические и массогабаритные показатели.
Недостаток прототипа - отсутствует возможность регулирования и поддержания заданного уровня и качества постоянного напряжения на выходе при изменении частоты вращения синхронного генератора.
Техническая задача: снижение массы и габаритов системы генерирования при условии обеспечения регулирования и поддержания постоянного напряжения заданного уровня и качества на выходе системы с гальванически развязанными n-выходами при изменении частоты вращения синхронного генератора.
Технический результат достигается тем, что малогабаритная система генерирования постоянного тока, содержащая нерегулируемый по напряжению высокоскоростной синхронный генератор с постоянными магнитами, выпрямитель и блок регулирования, причем блок регулирования содержит импульсный ограничитель напряжения, преобразователь постоянного напряжения, выходной фильтр, формирует на гальванически развязанных n-выходах системы генерирования напряжение заданного уровня и качества.
На фигуре показана принципиальная схема системы генерирования.
Малогабаритная система генерирования постоянного тока 1 содержит нерегулируемый по напряжению высокоскоростной синхронный генератор с возбуждением от постоянных магнитов с выпрямителем 2 и n-блоков регулирования 3, количество блоков регулирования соответствует необходимому количеству гальванически развязанных выходов системы генерирования. В каждый из n-блоков регулирования входит импульсный ограничитель напряжения 4, преобразователь постоянного напряжения 5, выходной фильтр 6, и клеммы 7, на которых формируется заданное напряжение на гальванически развязанных n-выходах системы.
Синхронный генератор с выпрямителем и блок регулирования, составляющие систему генерирования, соединены жгутом. При этом блок регулирования представляет собой сборочную единицу, в состав которой, как один из сборочных элементов, входит преобразователь постоянного напряжения.
Работает малогабаритная система генерирования постоянного тока следующим образом. Нерегулируемое напряжение постоянного тока создается на выходе выпрямителя высокоскоростного синхронного генератора с возбуждением от постоянных магнитов, имеющего высокие массогабаритные и энергетические показатели. Высокая частота вращения генератора обеспечивает высокую частоту пульсаций выпрямленного напряжения. Следовательно, появляется возможность ограничиться одной трехфазной якорной обмоткой, одним неуправляемым мостовым выпрямителем и исключить электрический фильтр на выходе выпрямителя, что позволяет значительно снизить массу, габариты и стоимость, повысить надежность системы в целом при незначительном снижении постоянной составляющей выпрямленного напряжения. Напряжение постоянного тока с выпрямителя синхронного генератора подается непосредственно на вход преобразователя постоянного напряжения, который осуществляет регулирование и поддержание напряжения заданного уровня с высокой точностью по средствам ШИМ-регулирования. Между выпрямителем и преобразователем параллельно включен импульсный ограничитель напряжения для исключения попадания импульсов высокого напряжения на вход преобразователя, возникающих при резком изменении частоты вращения синхронного генератора. Для фильтрации высших гармоник в выходном напряжении системы генерирования используется электрический фильтр. Количество блоков регулирования, каждый из которых содержит импульсный ограничитель напряжения, преобразователь постоянного напряжения и выходной фильтр, соответствует необходимому количеству гальванически развязанных выходов.
Таким образом, технический результат достигнут: снижаются масса и габариты при условии обеспечении регулирования и поддержания постоянного напряжения заданного уровня и качества на выходе системы с гальванически развязанными n-выходами при изменении частоты вращения синхронного генератора.
Claims (1)
- Малогабаритная система генерирования постоянного тока, содержащая нерегулируемый по напряжению высокоскоростной синхронный генератор с постоянными магнитами, выпрямитель и блок регулирования, отличающаяся тем, что блок регулирования содержит импульсный ограничитель напряжения, включенный параллельно между выпрямителем и преобразователем постоянного напряжения, исключающий попадание импульсов высокого напряжения на вход преобразователя высокого напряжения, преобразователь постоянного напряжения, выходной фильтр для фильтрации высших гармоник в выходном напряжении системы регулирования и формирует на гальванически развязанных n-выходах системы генерирования напряжение заданного уровня и качества.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018130420A RU2701169C9 (ru) | 2018-08-21 | 2018-08-21 | Малогабаритная система генерирования постоянного тока |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018130420A RU2701169C9 (ru) | 2018-08-21 | 2018-08-21 | Малогабаритная система генерирования постоянного тока |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2701169C1 RU2701169C1 (ru) | 2019-09-25 |
RU2701169C9 true RU2701169C9 (ru) | 2019-12-18 |
Family
ID=68063321
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018130420A RU2701169C9 (ru) | 2018-08-21 | 2018-08-21 | Малогабаритная система генерирования постоянного тока |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2701169C9 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2760408C1 (ru) * | 2021-04-28 | 2021-11-24 | Федеральное Автономное Учреждение "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Сверхпроводниковый синхронный вентильный генератор |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0279426A2 (en) * | 1987-02-19 | 1988-08-24 | Mitsubishi Kasei Corporation | Optical recording member |
RU2305359C2 (ru) * | 2005-08-05 | 2007-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма "Особые сварочные агрегаты" (ООО НПФ "ОСА") | Синхронный генератор с возбуждением от постоянных магнитов, преимущественно сварочный |
US8610321B2 (en) * | 2010-06-29 | 2013-12-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Generator, wind turbine, method of assembling a generator and use of a generator in a wind turbine |
RU2521419C2 (ru) * | 2012-06-21 | 2014-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие Производственное объединение "Север" | Система генерирования электрической энергии трехфазного переменного тока повышенного напряжения |
WO2017111645A1 (ru) * | 2015-12-23 | 2017-06-29 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Вдм-Техника" | Способ регулирования отбора мощности ветродвигателя |
-
2018
- 2018-08-21 RU RU2018130420A patent/RU2701169C9/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0279426A2 (en) * | 1987-02-19 | 1988-08-24 | Mitsubishi Kasei Corporation | Optical recording member |
RU2305359C2 (ru) * | 2005-08-05 | 2007-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма "Особые сварочные агрегаты" (ООО НПФ "ОСА") | Синхронный генератор с возбуждением от постоянных магнитов, преимущественно сварочный |
US8610321B2 (en) * | 2010-06-29 | 2013-12-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Generator, wind turbine, method of assembling a generator and use of a generator in a wind turbine |
RU2521419C2 (ru) * | 2012-06-21 | 2014-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие Производственное объединение "Север" | Система генерирования электрической энергии трехфазного переменного тока повышенного напряжения |
WO2017111645A1 (ru) * | 2015-12-23 | 2017-06-29 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Вдм-Техника" | Способ регулирования отбора мощности ветродвигателя |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2760408C1 (ru) * | 2021-04-28 | 2021-11-24 | Федеральное Автономное Учреждение "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Сверхпроводниковый синхронный вентильный генератор |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2701169C1 (ru) | 2019-09-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1829187B1 (en) | Saturation control of electric machine | |
US6631080B2 (en) | Systems and methods for boosting DC link voltage in turbine generators | |
EP1903669B1 (en) | Modulation control of power generating system | |
US9385645B2 (en) | Methods and systems for electrical DC generation | |
EP2341608B1 (en) | Architecture for dual source electric power generating system | |
DK1610456T3 (en) | Rectifier with two operating modes, system and method | |
EP2779428B1 (en) | Variable speed constant frequency system with generator and rotating power converter | |
US20130016546A1 (en) | Electrical system architecture and electrical power generation system | |
RU81609U1 (ru) | Система генерирования стабильного напряжения переменного тока | |
RU2701169C9 (ru) | Малогабаритная система генерирования постоянного тока | |
Wadibhasme et al. | Review of various methods in improvement in speed, power & efficiency of induction motor | |
Beik et al. | High voltage generator for wind turbines | |
RU2601952C1 (ru) | Аксиальный управляемый бесконтактный двигатель-генератор | |
Nuzzo et al. | Prediction of the voltage drop due to the diode commutation process in the excitation system of salient-pole synchronous generators | |
RU2660945C2 (ru) | Магнитоэлектрическая машина | |
Sun et al. | Comparative study of switched reluctance generators with separate field current and circulating current excitations | |
Reshetnikov et al. | Modeling of integrated starter-generator in generator mode | |
RU2474038C1 (ru) | Двухдвигательный электропривод | |
RU2688923C1 (ru) | Аксиальная многофазная двухвходовая электрическая машина-генератор | |
Liu et al. | A High-performance Digital Automatic Voltage Regulator for Brushless Wound Excited Synchronous Generator On-Vehicle and Its implementation | |
Bu et al. | An instantaneous slip frequency control strategy for the dual stator-winding induction generator variable frequency AC power system | |
RU2504890C1 (ru) | Асинхронная регулируемая машина | |
Vinogradov et al. | High-Speed Autonomus Generator with Field Regulated Reluctance Machine | |
Reshetnikov et al. | PMSM analysis in dq axis at generator mode as the part of ISG | |
SU1334352A1 (ru) | Автономный источник питани |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: CORRECTION TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL 27-2019 FOR INID CODE(S) (54) |
|
TH4A | Reissue of patent specification |