СИСТЕМА ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА АВТОНОМНОГО ЭЛЕКТРОАГРЕГАТА

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к автономным источникам электроэнергии и может быть использована в автономных электроагрегатах с приводными тепловыми двигателями, в качестве автономного источника переменного тока.
Известна система возбуждения генератора автономного электроагрегата (патент РФ 162460, 2016 г.), содержащего асинхронизированный синхронный генератор с единым валом, имеющим два входа, которые соединены с выходами двух однотипных электромагнитных управляемых муфт, входы которых соединены с выходами дизельных двигателей, входы которых соединены с управляющими выходами системы управления, вход которой соединен с выходом асинхронизированного синхронного генератора, выход системы управления соединен с входом системы возбуждения асинхронизированного синхронного генератора, выход которой соединен с входом асинхронизированного синхронного генератора, выход системы управления соединен с входом ключа, выход которого соединен с входом системы возбуждения асинхронизированного синхронного генератора, вход ключа соединен с выходом трансформаторно-выпрямительного блока, вход которого соединен с выходом асинхронизированного синхронного генератора и выходом ионисторной батареи, вход которой соединен с выходом трансформаторно-выпрямительного блока.
Недостатками известной системы возбуждения генератора электроагрегата является отклонение показателей качества электрической энергии при работе генератора в асинхронном режиме.
Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели является система возбуждения синхронного генератора (см. М.М. Кацман Электрические машины М.: Высшая школа, 1990 г., с. 239-241), содержащий статор с двумя трехфазными обмотками, ротор с двумя индукторными обмотками и возбудитель переменного тока, первый выход которого соединен параллельно с основной индукторной обмоткой ротора, а второй выход соединен параллельно через регулятор частоты посредством переключателя к дополнительной индукторной обмотке ротора.
Недостатками такого устройства являются низкая надежность преобразовательных устройств системы возбуждения синхронного генератора и отсутствие ее резервирования.
Задача полезной модели заключается в повышении надежности системы возбуждения синхронного генератора автономного электроагрегата за счет создания дополнительного канала подмагничивания обмотки возбуждения при поддержании требуемых показателей качества электрической энергии.
Сущность полезной модели заключается в том, что в систему возбуждения синхронного генератора автономного электроагрегата, содержащую выпрямитель обмотки возбуждения синхронного генератора, трехфазную обмотку возбудителя, основную обмотку возбуждения по току, выпрямитель по току, трансформатор тока, дополнительную обмотку возбуждения возбудителя, выпрямитель по напряжению, трансформатор напряжения, обмотку возбуждения синхронного генератора, обмотку статора, шину питания, вход выпрямителя обмотки возбуждения синхронного генератора соединен с выходом трехфазной обмотки возбудителя, вход которой соединен с выходом основной обмотки возбуждения возбудителя по току, вход которой соединен с выходом выпрямителя по току, вход которого соединен с выходами трансформатора тока, вход трехфазной обмотки возбудителя соединен с выходом дополнительной обмотки возбуждения возбудителя, вход которой соединен с выходом выпрямителя по напряжению, вход которого соединен с выходами трансформатора напряжения, входы трансформаторов по току и напряжению соединены с выходом обмотки статора, вход которой соединен с выходом обмотки возбуждения синхронного генератора, выход обмотки статора соединен с входом шины питания потребителей постоянного тока, введены контактные кольца, резервные выпрямители указанных основной и дополнительной обмоток возбуждения возбудителя и резервный выпрямитель обмотки возбуждения синхронного генератора, вход которого соединен с выходом трехфазной обмотки возбудителя расположенного на валу синхронного генератора, вход основной обмотки возбуждения возбудителя по току подключен к выходам трансформатора тока через резервный выпрямитель основной обмотки возбуждения возбудителя по току, вход дополнительной обмотки возбуждения возбудителя подключен через резервный выпрямитель дополнительной обмотки возбуждения возбудителя к выходу трансформатора напряжения выходы указанных выпрямителей основной обмотки возбуждения и дополнительной обмотки возбуждения возбудителя соединены с входом контактных колец, выход которых соединен с обмоткой возбуждения синхронного генератора.
В предлагаемой полезной модели, представленной на фиг. 1, входы основного 1 и резервного 2 выпрямителей обмотки возбуждения синхронного генератора соединены с выходом трехфазной обмотки возбудителя 3, вход которой соединен с выходом основной обмотки возбуждения возбудителя по току 4, вход которой соединен с выходами основного 5 и резервного 6 выпрямителями, входы которых соединены с выходами трансформатора тока 7, вход трехфазной обмотки возбудителя 3 соединен с выходом дополнительной обмотки возбуждения возбудителя 8, вход которой соединен с выходами основного 9 и резервного 10 выпрямителями, входы которых соединены с выходами трансформатора напряжения 11. Выходы выпрямителей 5, 6, 9 и 10 дополнительно соединены с входом контактных колец 12, выход которых соединен с обмоткой возбуждения синхронного генератора 13 выход которой соединен с входом обмотки статора 14 выходы которого соединены с входом шины питания потребителей переменного тока 15 и входами трансформаторов тока 7 и трансформатора напряжения 11.
Вращение ротора, вызванное вращением вала приводного двигателя, приводит к появлению электродвижущей силы (ЭДС) в трехфазной обмотке возбудителя 3. Через выпрямители 1 и 2 эта ЭДС формирует ток начального возбуждения в обмотке возбуждения синхронного генератора 13. Это приводит к возникновению переменного тока, который через трансформаторы тока 7 и напряжения 11 после выпрямления в выпрямителях 5, 6, 9 и 10 вызывает появление начального напряжения в основной 4 и дополнительной 8 обмотках возбуждения возбудителя. Это приводит к устойчивому самовозбуждению синхронного генератора на холостом ходу.
Наличие двух выпрямителей основного 5 и резервного 6 в цепи питания основной обмотки возбуждения возбудителя 6, двух выпрямителей основного 9 и резервного 10 в цепи питания дополнительной обмотки возбуждения возбудителя 8 и двух выпрямителей основного 1 и резервного 2 в цепи обмотки возбуждения синхронного генератора позволяет функционировать системе возбуждения синхронного генератора в случае выхода из строя одного канала возбуждения. В случае отказа обоих выпрямителей обмотки возбуждения синхронного генератора 1 и 2, существует возможность работы системы возбуждения за счет подачи питания на обмотку возбуждения синхронного генератора 13 через контактные кольца 12. Питание подается через щеточный узел посредством включения контактов контактных колец 12 от выпрямителя 5 или 6.
Таким образом, за счет применения в системе возбуждения трехфазного синхронного генератора, дополнительных выпрямителей обмоток возбуждения возбудителя, дополнительного выпрямителя обмотки возбуждения синхронного генератора и контактных колец для подачи питания на обмотку возбуждения синхронного генератора осуществляется двукратное резервирование системы возбуждения синхронного генератора, что значительно повышает его надежность.