Система стабилизации напряжения генератора постоянного тока

Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СИСТЕМА СТАБИЛИЗАЦИИ НАПРЯЖЕНИЯ ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА(71) Заявитель Учреждение образования Минский государственный высший авиационный колледж(72) Авторы Сизиков Сергей Вячеславович Синяков Анатолий Леонидович Рипинский Антон Иванович Пляц Олег Михайлович(73) Патентообладатель Учреждение образования Минский государственный высший авиационный колледж(57) Система стабилизации напряжения генератора постоянного тока, содержащая генератор, к входным клеммам которого подключены электропотребители основная параллельная обмотка возбуждения генератора через угольный столбик угольного регулятора напряжения и обмотка его электромагнита через основной регулировочный резистор, а также якорная обмотка генератора, отличающаяся тем, что снабжена присоединенным валом дополнительно к валу генератора тахогенератором постоянного тока, обмотка возбуждения которого подключена через первый дополнительный регулировочный резистор к источнику стабилизированного напряжения дополнительной обмоткой возбуждения генератора, которая расположена на тех же полюсах, что и основная параллельная обмотка возбуждения генератора, при этом дополнительная обмотка возбуждения генератора подключена через второй дополнительный регулировочный резистор к выводам якорной обмотки тахогенератора так, что ее магнитный поток направлен встречно магнитному потоку основной параллельной обмотки возбуждения генератора.(56) 1. Сапиро Д.Н Элекрооборудование самолетов. -М. Машиностроение, 1977. - С. 91-92. 2. Синдеев И.М. Савелов А.А. Системы электроснабжения воздушных судов. -М. Транспорт, 1990. -С. 62-64 Предлагаемое техническое решение относится к системам стабилизации напряжения генераторов постоянного тока, которые преобразуют механическую энергию вращения авиадвигателей в электрическую. 96242013.10.30 Известна система стабилизации напряжения генератора постоянного тока. 1 Известная система содержит электрогенератор, параллельная обмотка возбуждения которого через резистор подключена к выходным клеммам генератора, к которым также подключена якорная обмотка генератора и обмотка электромагнита, к якорю которого прикреплен размыкающийся контакт, присоединенный выводами дополнительно параллельно к выводам резистора. Известная система стабилизации напряжения генератора постоянного тока работает следующим образом. Если напряжение генератора находится в заданных пределах, то якорь электромагнита удерживает размыкающийся контакт в замкнутом состоянии, при котором он шунтирует резистор и через обмотку возбуждения протекает ток возбуждения,величина которого определяется напряжением генератора и сопротивлением обмотки возбуждения. Если напряжение генератора превысит заданную величину, то якорь электромагнита притягивается к сердечнику и размыкается связанный с ним контакт. В этом случае резистор включается в цепь обмотки возбуждения, общее сопротивление которой увеличивается, а ток возбуждения уменьшается. В результате напряжение генератора снижается,электромагнит не в силе удержать якорь в притянутом состоянии к сердечнику и якорь возвращается в исходное состояние, при этом размыкающийся контакт замыкается, то есть система возвращается в исходное положение, при котором увеличивается ток через обмотку возбуждения и увеличивается напряжение генератора. Затем опять размыкающийся контакт разомкнется и цикл будет повторяться до исчезновения причины, повлекшей повышение напряжения генератора. (Увеличение частоты вращения якоря генератора или уменьшение нагрузки). К недостаткам известной системы стабилизации напряжения следует отнести пониженные надежность работы и точность стабилизации напряжения генератора. Пониженная надежность работы системы обусловлена низкой надежностью работы размыкающегося контакта, связанного с якорем электромагнита системы. Пониженная точность стабилизации напряжения генератора обусловлена импульсным принципом регулировки напряжения генератора, заложенным в основу работы системы. Наиболее близкой по конструкции к заявляемой системе является система стабилизации напряжения генератора постоянного тока, содержащая угольный регулятор напряжения 2. Эта система стабилизации напряжения генератора постоянного тока содержит генератор, к выходным клеммам которого подключены якорная обмотка генератора, параллельная обмотка возбуждения генератора через угольный столбик угольного регулятора напряжения и обмотка его электромагнита через регулировочный резистор. Эта система работает следующим образом. При номинальной частоте вращения якоря генератора и номинальной нагрузке изменением сопротивления регулировочного резистора добиваемся номинального напряжения на выходных клеммах генератора. Если напряжение генератора стало больше номинального значения из-за увеличения частоты вращения якоря генератора или из-за уменьшения нагрузки, то угольный регулятор напряжения с большей силой притягивает якорь к сердечнику электромагнита, при этом увеличивается сопротивление угольного столбика и уменьшается ток, протекающий через параллельную обмотку возбуждения генератора. В результате этого понижается напряжение генератора. Если напряжение генератора стало меньше номинального значения, то угольный регулятор уменьшает сопротивление угольного столбика, что приводит к увеличению тока возбуждения, протекающего через параллельную обмотку возбуждения генератора, и, как результат, к повышению напряжения генератора. К недостаткам этой системы следует отнести пониженные точность стабилизации напряжения генератора и надежность работы. 2 96242013.10.30 Пониженная точность стабилизации напряжения генератора системой обусловлена принципом стабилизации напряжения, положенным в основу работы системы по отклонению напряжения генератора от номинального значения. В этом случае в установившемся режиме отклонение напряжения генератора от номинального значения зависит как от коэффициента передачи системы, так и от величин возмущающих воздействий, основными из которых являются частота вращения якоря генератора (от 4000 до 9300 об/мин) и ток электронагрузки (от 0 до 21 ном). Пониженная надежность работы системы обусловлена выходом из строя угольного столбика из-за спекания угольных шайб при протекании длительно по нему тока обмотки возбуждения, величина которого в 22,5 раза превышает номинальный ток угольного столбика. Задачей заявляемой полезной модели является повышение точности стабилизации напряжения генератора и надежности работы системы за счет стабилизации напряжения генератора не только по отклонению напряжения генератора от номинального значения, но и по величине основного возмущения - изменению частоты вращения якоря генератора. Поставленная техническая задача решается тем, что система стабилизации напряжения генератора постоянного тока, содержащая генератор, к входным клеммам которого подключены электропотребители основная параллельная обмотка возбуждения генератора через угольный столбик угольного регулятора напряжения и обмотка его электромагнита через основной регулировочный резистор, а также якорная обмотка генератора,снабжена присоединенным валом дополнительно к валу генератора тахогенератором постоянного тока, обмотка возбуждения которого подключена через первый дополнительный регулировочный резистор к источнику стабилизированного напряжения дополнительной обмоткой возбуждения генератора, которая расположена на тех же полюсах, что и основная параллельная обмотка возбуждения генератора, при этом дополнительная обмотка возбуждения генератора подключена через второй дополнительный регулировочный резистор к выводам якорной обмотки тахогенератора так, что ее магнитный поток направлен встречно магнитному потоку основной параллельной обмотки возбуждения генератора. Сущность заявляемой полезной модели системы стабилизации напряжения генератора постоянного тока поясняется принципиальной электрической схемой системы, изображенной на фигуре. Система стабилизации напряжения генератора постоянного тока содержит генератор,к выходным клеммам 1, 2 которого подключены электропотребители 3 основная параллельная обмотка 4 возбуждения генератора через угольный столбик 5 угольного регулятора напряжения и обмотка 6 его электромагнита через основной регулировочный резистор 7,а также якорная обмотка 8 генератора. Для повышения точности стабилизации напряжения генератора и надежности работы системы она снабжена присоединенным валом дополнительно к валу генератора тахогенератором постоянного тока, обмотка 9 возбуждения которого подключена через первый дополнительный регулировочный резистор 10 к источнику 11 стабилизированного напряжения дополнительной обмоткой 12 возбуждения генератора, которая расположена на тех же полюсах, что и основная параллельная обмотка 4 возбуждения генератора, при этом дополнительная обмотка 12 возбуждения генератора подключена через второй дополнительный регулировочный резистор 13 к выводам якорной обмотки 14 тахогенератора так, что ее магнитный поток направлен встречно магнитному потоку основной параллельной обмотки 4 возбуждения генератора. Заявляемая система стабилизации напряжения генератора постоянного тока работает следующим образом. При номинальном токе нагрузки 3 и номинальной частоте вращения якоря генератора(6500 об/мин) регулировочными резисторами 7, 10 и 13 добиваемся номинального значения напряжения ном на выходных клеммах 1, 2 генератора, при этом имеем номинальный магнитный поток (Фном) генератора от двух обмоток 4, 12 возбуждения генератора. 3 96242013.10.30 При номинальной частоте вращения якоря генератора система осуществляет стабилизацию напряжения генератора по отклонению напряжения генератора от номинального значения, которое вызывается увеличением или уменьшением тока нагрузки 3. Если напряжение генератора стало больше номинального значения из-за уменьшения нагрузки, то при постоянном магнитном потоке Фд, который создается дополнительной обмоткой 12 возбуждения генератора, угольный регулятор напряжения уменьшает магнитный поток Фп, создаваемый основной параллельной обмоткой 4 возбуждения генератора,и суммарный магнитный поток становится меньше Фном, в результате чего напряжение генератора понижается. Если напряжение генератора стало меньше номинального значения, то угольный регулятор увеличивает магнитный поток Фп при постоянном магнитном потоке Фд, поэтому суммарный магнитный поток возбуждения становится больше номинального магнитного потока, что приводит к повышению напряжения генератора. Если частота вращения якоря генератора стала больше номинального значения(6500 об/мин), то увеличивается напряжение генератора, а также напряжение на выходе якорной обмотки 14 тахогенератора. В результате этого увеличивается магнитный поток Фд,создаваемый дополнительной обмоткой 12 возбуждения генератора, и увеличивается сопротивление 5 угольного столбика, что приводит к уменьшению магнитного потока Фп,создаваемого основной параллельной обмоткой 4 возбуждения генератора С уменьшением Фп и увеличением Фд суммарный магнитный поток становится меньше Фном. Так как суммарный магнитный поток возбуждения стал меньше Фном, то напряжение генератора понижается, несмотря на увеличение числа оборотов якоря генератора. Если частота вращения якоря генератора стала меньше номинального значения, то уменьшается магнитный поток Фд, создаваемый дополнительной обмоткой 12 возбуждения генератора, и увеличивается магнитный поток Фп, создаваемый основной параллельной обмоткой 4 возбуждения генератора. В результате суммарный магнитный поток становится больше Фном и напряжение генератора повышается. Заявляемая система стабилизации напряжения генератора постоянного тока осуществляет стабилизацию напряжения не только по отклонению напряжения генератора от номинального значения, но и по величине основного возмущающего воздействия (изменению частоты вращения якоря генератора), в результате повышается точность стабилизации напряжения генератора постоянного тока. Кроме того, из-за наличия дополнительной обмотки возбуждения, которая расположена на тех же полюсах, что и основная, уменьшается ток, протекающий через угольный столбик угольного регулятора напряжения, а следовательно, уменьшается его нагрев и тем самым повышается надежность его работы. Таким образом, в процессе эксплуатации заявляемой полезной модели системы стабилизации напряжения генератора постоянного тока происходит достижение поставленной технической задачи - повышение точности стабилизации напряжения генератора и надежности работы системы за счет снабжения системы тахогенератором постоянного тока, обмотка возбуждения которого подключена через первый дополнительный регулировочный резистор к источнику стабилизированного напряжения дополнительной обмоткой возбуждения генератора, которая расположена на тех же полюсах, что и основная параллельная обмотка возбуждения генератора, и подключена через второй дополнительный регулировочный резистор к выводам якорной обмотки тахогенератора так, что ее магнитный поток направлен встречно магнитному потоку основной параллельной обмотки возбуждения генератора. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4

МПК / Метки

МПК: H02P 9/00, H02K 19/00

Метки: постоянного, стабилизации, тока, генератора, система, напряжения

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/4-u9624-sistema-stabilizacii-napryazheniya-generatora-postoyannogo-toka.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Система стабилизации напряжения генератора постоянного тока</a>

Похожие патенты