СИСТЕМА ГЕНЕРИРОВАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании источников электропитания переменного тока широкого назначения, например, для бортовых систем летательных аппаратов.
Известно устройство защиты системы генерирования, выполненное по дифференциальной схеме. В качестве датчиков тока короткого замыкания генератора использованы токовые трансформаторы, встречно-последовательно включенные в каждую фазу генератора. Выходы датчиков через измерительно-преобразовательные устройства подключены к входу блока развозбуждения генератора или/и к устройству механического расцепления валов приводного двигателя и генератора. («Электрооборудование летательных аппаратов» т.1, Москва, МЭИ, 2005 г., с.349-350).
Недостатком известной схемы защиты является ее сложность, которая объясняется тем, что в схемах подобного типа трансформаторы тока работают в режимах от тока холостого хода генератора до трехкратного тока короткого замыкания на выходе. Кроме того, дифференциальная защита требует весьма сложной системы обработки полученных от трансформаторов тока сигналов, что усугубляется в случаях нагрузки генератора на вентильный преобразователь (из-за резкого искажения формы тока генератора).
Наиболее близким к полезной модели является устройство защиты системы генерирования переменного тока, содержащее магнитоэлектрический генератор, вентильный преобразователь, соединенный с выходом генератора через фидер, и блок развозбуждения генератора, выполненный в виде управляемых контактов, включенных в каждую фазу генератора со стороны его нулевой точки (RU 71046, 2007 г.).
Недостатком известного устройства является наличие токовых трансформаторов дифференциальной защиты (с вышеперечисленными их недостатками), а также отсутствие защиты при обрыве фидера и фаз генератора, что создает трудности в процессе эксплуатации из-за недостаточности информационного обеспечения.
Техническим результатом, которого можно достичь при осуществлении полезной модели, является повышение эксплуатационных качеств системы при одновременном упрощении конструкции.
Технический результат достигается тем, что в системе генерирования переменного тока, содержащей магнитоэлектрический генератор, входные выводы фаз которого соединены друг с другом через узел развозбуждения генератора, выполненного с нормально разомкнутыми либо нормально замкнутыми контактами, выходные выводы фаз генератора соединены через фидер с входными выводами вентильного преобразователя, при этом нулевая точка фаз генератора присоединена к первым входам датчиков обрыва фаз и короткого замыкания генератора, а к выходным выводам фаз генератора и входным выводам вентильного преобразователя присоединены последовательно соединенные резисторы, образующие соответственно первый и второй делители напряжения, нулевые выводы которых образуют соответственно первую и вторую их искусственные нулевые точки К и М, при этом точка М подключена к первому входу датчика короткого замыкания фидера, второй вход которого соединен точкой К и вторым входом датчика короткого замыкания генератора, при этом средние точки последовательно соединенных резисторов первого делителя напряжения присоединены соответственно к трем вторым входам датчика обрыва фаз генератора и трем первым входам датчика обрыва фаз фидера, вторые три входа которого соединены соответственно со средними точками последовательно соединенных резисторов второго делителя напряжения, причем одни из выходов всех датчиков соединены соответственно со входами узла преобразования сигналов, соединенного с блоком сигнализации, а вторые выходы всех датчиков соединены со входом узла согласования, выходом соединенного с блоком управления узлом развозбуждения генератора, при этом нулевая точка фаз генератора совпадает с нулевой точкой контактов узла развозбуждения генератора при его выполнении с нормально замкнутыми контактами либо является искусственно созданной нулевой точкой фаз генератора, образованной общей точкой резисторов, подсоединенных к входным выводам фаз генератора при выполнении узла развозбуждения генератора с нормально разомкнутыми контактами.
На чертеже представлена функциональная схема устройства.
Устройство содержит магнитоэлектрический генератор 1, входные выводы фаз (фазных обмоток) которого соединены друг с другом через узел развозбуждения 2 генератора с нормально разомкнутыми контактами, а выходные выводы соединены через фидер 3 с входными выводами вентильного преобразователя 4. К входным выводам фаз генератора подключен блок резисторов 5, общий вывод которых образует искусственную нулевую точку А фаз генератора 1, которая присоединена к первым входам датчика обрыва фаз генератора 6 и датчика короткого замыкания 7 фаз генератора. К выходным выводам фаз генератора присоединены последовательно соединенные резисторы первого делителя напряжения 8, общая точка которых образует его искусственную нулевую точку К. Средние точки резисторов делителя напряжения 8 (b, c, d) соединены с соответствующими тремя вторыми входами датчика обрыва фаз генератора 6 и тремя первыми входами датчика обрыва фаз 9 фидера. Три вторых входа датчика обрыва фаз фидера 9 соединены соответственно со средними точками (е, f, g) последовательно соединенных резисторов второго делителя напряжения 10, точка соединения которых образует его искусственную нулевую точку М, которая присоединена к первому входу датчика короткого замыкания фидера 11. Второй вход датчика 11 подключен к точке К и второму входу датчика короткого замыкания генератора 7. Одни из выходов всех датчиков 6, 7, 9, 11 соединены с соответствующими входами узла преобразования сигналов 12, соединенного с блоком сигнализации. Вторые выходы всех датчиков соединены с входом узла согласования 13, выходом соединенного с блоком управления 14 узлом развозбуждения генератора. Нулевая точка фаз генератора является одновременно нулевой точкой. контактов узла развозбуждения генератора при его выполнении с нормально замкнутыми контактами либо искусственно созданной нулевой точкой фаз генератора, образованной общей точкой резисторов, подсоединенных к входным выводам фазных обмоток генератора - при выполнении узла развозбуждения генератора с нормально разомкнутыми контактами.
Устройство работает следующим образом.
Магнитоэлектрический генератор 1 вырабатывает энергию переменного тока, которая через длинную линию (фидер 3) с индуктивностью L поступает на вход вентильного преобразователя 4, преобразующего энергию генератора 1 в энергию требуемой частоты и напряжения.
Обрыв фазы генератора 1 и/или фидера 3 определяется путем измерения падения напряжения в соответствующей фазе генератора или фидера, а короткое замыкание - по появлению нулевой (или несимметричной) последовательности сигналов между нулевыми точками А и К. Таким образом, обрыв любой фазы генератора 1 фиксируется датчиком 6 по величине напряжения между нулевой точкой фаз генератора А и средними точками резисторов (b, c, d) первого делителя напряжения 8. Короткое замыкание фаз генератора 1 фиксируется датчиком 7 по величине напряжения между точкой А и нулевой точкой К первого резистивного делителя напряжения 8.
Обрыв фазы фидера 3 определяется датчиком 9 по величине напряжения между точками b, c, d делителя 8 и точками е, f, g второго делителя напряжения 10.
Короткое замыкание фаз фидера 3 определяется датчиком 11 по напряжению между нулевыми точками К и М.
В случае выполнения узла развозбуждения 2 генератора с нормально замкнутыми контактами его нулевая точка совпадает с нулевой точкой фаз генератора и необходимость создания искусственной нулевой точки А отпадает. В этом случае входы датчиков обрыва фаз 6 и короткого замыкания 7 фаз генератора соединяются непосредственно с нулевой точкой фаз генератора.
Таким образом, возможность определения аварийного состояния элементов системы (как генератора, так и фидера) и, следовательно, сокращение времени на ремонт и предполетную подготовку системы, обеспечивает повышение эксплуатационной функциональности при одновременном упрощении схемы защиты.
Благодаря простоте схемы защиты и высокой эксплуатационной функциональности полезная модель может найти широкое применение при разработке источников электропитания бортовых систем.