УСТРОЙСТВО ГЕНЕРАЦИИ ПРИ ТОРМОЖЕНИИ РЕАКТИВНО-ВЕНТИЛЬНОГО ГЕНЕРАТОРА

Техническое решение относится к области электротехники и может быть использовано для управления генерацией электрической энергии при торможении реактивно-вентильными генераторов, работающих в двигательном режиме, применяемыми в электроприводе, в транспорте, в нефтегазовой отрасли.
В качестве аналога взят SRM (Switched Reluctance Motor), приведенный на Fig. 7.2 (Page 100) и описанный в монографии Miller T.J.E. Switched reluctance motor and their control. Magna physics publishing and Clarendon press. Oxford. 1993. Рассматриваемый двигатель состоит из синхронного индукторно-реактивного двигателя, датчика положения ротора, системы управления и вентильного коммутатора. Статор синхронного индукторно-реактивного двигателя выполняется с прямыми зубцами, на которых размещаются катушечные обмотки, соединяемые в многофазную обмотку; ротор - зубчатый, безобмоточный. Число зубцов статора не равно числу зубцов ротора. В отечественной технической литературе данный тип двигателя получил наименование вентильный индукторно-реактивный двигатель (ВИРД). [Голландцев Ю.А. Вентильные индуктивно-реактивные двигатели. СПб.: ГНЦ РФ - ЦНИИ «Электроприбор», 2003]. К недостаткам аналога можно отнести наличие дополнительного датчика положения, установка которого на валу двигателя увеличивает массогабаритные размеры электромашинного агрегата.
8
В качестве прототипа взято устройство возбуждения генератора и контроля качества генерируемой электрической энергии вентильно-реактивным генератором, патент РФ №2690673, МПК Н02Р 9/26, 30, 40, Н02К 19/36, опуб. Бюл. №16 от 05.06.2019 г. В устройство возбуждения генератора и контроля качества генерируемой электрической энергии вентильно-реактивным генератором, содержащем вал, безобмоточный ротор с полюсами, статор с полюсами, поочередно охваченными фазными обмотками и обмотками контроля, расположенными с определенным шагом, дополнительно введены выпрямитель, фильтры, вентильный коммутатор, накопитель электрической энергии, компаратор, микропроцессорная система, панель управления, генератор квадратурных сигналов, источники тока, блоки драйверов, блок контроля качества генерируемой электроэнергии. К недостаткам прототипа можно отнести отсутствие элемента контроля торможения для автоматического формирования управляющих воздействий.
Задачей предложенного технического решения является повышение энергоэффективности за счет обеспечения накопления электроэнергии, генерируемой при торможении реактивно-вентильного генератора, работающего в двигательном режиме, и контролем ее качества.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что в устройство генерации при торможении реактивно-вентильного генератора, содержащее, реактивно-вентильный генератор с валом, безобмоточным ротором с полюсами, статором с полюсами, поочередно охваченными фазными обмотками и обмотками контроля, расположенными с определенным шагом, выпрямитель, фильтры, вентильный коммутатор, накопитель электрической энергии, компаратор, микропроцессорная система, панель управления, генератор квадратурных сигналов, источники тока, блоки драйверов, блок контроля качества генерируемой электроэнергии, в реактивно-вентильный генератор дополнительно введены измерительно-генерирующие обмотки, выход которых связан с входом вентильного коммутатора.
На Фиг. изображена схема устройства генерации при торможении реактивно-вентильного генератора.
Сетевое напряжение подают на выпрямитель 1, выход которого связан с входом фильтра 2, выход которого связан с входом панели управления 3 и входом генератора квадратурных токов 4, панель управления 3 имеет двухстороннюю связь с микропроцессорной системой 5, выходы которой связаны с входами блока драйверов 6, выходы которого связаны с входами вентильного коммутатора 7, который имеет двухстороннюю связь с фазными обмотками 8 реактивно-вентильного генератора 9, имеющего возможность работать в двигательном режиме, выход обмотки контроля 10 и выход измерительно-генерирующей обмотки 11 связаны с входом коммутатора 7, который имеет выходы, связанные с входами фильтра 12, выходы которого связаны с входами компаратора 13, выходы которого связаны с входами микропроцессорной системы 5, выход которой связан с входом генератора квадратурных токов 4, выходы которого связаны с входами источников тока 14 и 15, выходы которых связаны с входами вентильного коммутатора 7, выход которого связан с входом фильтра 16, выход которого связан с входом блока контроля качества генерируемой электроэнергии 17, выходы которого связаны с входами микропроцессорной системы 5 и накопителя электрической энергии 18.
Работает устройство генерации при торможении реактивно-вентильного генератора работающего в двигательном режиме следующим образом. Положение ротора реактивно-вентильного генератора 9, содержащего безобмоточный ротор с полюсами, статор с полюсами, поочередно охваченными фазными обмотками 8, обмотками контроля 10 и измерительно-генерирующими обмотками 11, определяют микропроцессорной системой 5 на основе сигналов от панели управления 3 и заданных параметров генерации, питание на которую подают от сети через выпрямитель 1 и фильтр 2. Определение положения ротора вентильно-реактивного генератора 9 определяет микропроцессорная система 5 на основе сформированных измерительных токов генератором квадратурных токов 4 (питание на который так же подают от сети через выпрямитель 1 и фильтр 2), через источники тока 14, 15 и с компаратора 13 через фильтр 12, вследствие изменения магнитного потока, а, следовательно, и ЭДС в обмотках контроля 10 и измерительно-генерирующих обмотках 11. На основании положения ротора микропроцессорная система 5 подает сигналы на замыкание силовых ключей через блоки драйверов 6 на вентильный коммутатор 7, для подачи питания на фазные обмотки 8 вентильно-реактивного генератора 9. При работе вентильно-реактивного генератора 9 в двигательном режиме на основании положения ротора и изменения ЭДС в измерительно-генерирующими обмотках 11 при торможении микропроцессорная система 5 подает сигналы на замыкание силовых ключей через блоки драйверов 6 на вентильный коммутатор 7, для снятия ЭДС с этих обмоток. Блок контроля качества генерируемой электроэнергии 17, подключенный через фильтр 16, определяет значения показателей качества генерируемой электроэнергии подает сигнал на микропроцессорную систему 5, которая путем сравнения показателей с номинальными значениями контролирует качество генерируемой подданное на накопитель электрической энергии 18 с ее последующим использованием.
Предложенное техническое решение позволило повысить энергоэффективность за счет обеспечения накопления электроэнергии, генерируемой при торможении реактивно-вентильного генератора, работающего в двигательном режиме, и контроля ее качества.