УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА ОТ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ (ВАРИАНТЫ)
SHORT-CIRCUITING PROTECTION DEVICE FOR PERMANENT MAGNET GENERATOR (VERSIONS)

Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано в магнитоэлектрических генераторах.
Известно устройство защиты от короткого замыкания [патент РФ №2399137С1, кл. Н02Н 7/06, 26.12.2008 г.], установленное в генераторе переменного тока для управления током возбуждения, создаваемым обмоткой возбуждения генератора переменного тока, содержащее: пусковой переключатель, электрически соединенный с обмоткой возбуждения и работающий так, что включение/выключение пускового переключателя соответствует пропусканию/отсечке тока возбуждения; датчик, имеющий узел токового входа и узел токового выхода, соответственно электрически соединенные с пусковым переключателем и потенциалом заземления, при этом датчик пропускает ток возбуждения, когда пусковой переключатель включен; цепь усиления, содержащая входной конец и выходной конец, при этом входной конец электрически присоединен к узлу токового входа датчика.
Основным недостатком такого устройства является ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что применение данного устройства невозможно в магнитоэлектрических генераторах.
Известно устройство для защиты генератора переменного тока от короткого замыкания в системе электроснабжения с резервированием [патент РФ №1017146, кл. Н02Н 7/06, 27.08.2004 г.], содержащее контактор для подключения генераторов к шинам, блок трансформаторов тока в цепи статорной обмотки генератора, блок трансформаторов тока в цепи нагрузки, полупроводниковые диоды по числу фаз генератора и исполнительный элемент, вход которого подключен к выходу однополупериодного выпрямителя, образованного диодами и встречно-включенными вторичными обмотками блоков трансформаторов тока, вторичные обмотки блоков трансформаторов тока шунтированые диодами, при этом по отношению к диодам выпрямителя диоды, шунтирующие обмотки блока трансформаторов тока в цепи статорной обмотки генератора, включены согласно, а диоды, шунтирующие обмотки блока трансформаторов тока в цепи нагрузки, - встречно.
Основным недостатком такого устройства являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что применение данного устройства невозможно в магнитоэлектрических генераторах.
Наиболее близким к предлагаемой конструкции является конструкция устройства защиты магнитоэлектрического генератора [патент США №4950973, кл. Н02Р 9/10, 21.08.1990 г.], содержащего генератор с постоянными магнитами первую, вторую и третью выходные клеммы, блок защит, содержащий первую, вторую и третью пару электрических контактов, и первую, вторую, третью обмотку статора. Первая обмотка статора электрически соединена между первой парой электрических контактов и нейтральной точкой; вторая обмотка статора электрически соединена, между второй выходной клеммой и нейтральной точкой; третья обмотка статора электрически соединена между третьей парой электрических контактов и нейтральной точкой; третья обмотка статора, содержит средства для открытия и закрытия первой и второй пары электрических контактов в ответ на сигнал управления.
Недостатком этой конструкции является ограниченность эксплуатационного ресурса обмотки статора, вызванная тем, что при коротком замыкании обмотка статора магнитоэлектрического генератора целиком подвергается воздействию тока короткого замыкания и ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что управляющий сигнал определяется только значением силы тока.
Задача изобретения - расширение функциональных возможностей, благодаря использованию управляющего сигнала, определяемого не только значением силы тока, но и температурой.
Техническим результатом является повышения эксплуатационного ресурса обмотки статора и уменьшение времени отключения обмоток магнитоэлектрического генератора при коротком замыкании, благодаря разделению каждой обмотки статора магнитоэлектрического генератора на две части: правую и левую посредством блока защит.
Указанный технический результат и поставленная задача по первому варианту достигается тем, что в устройстве защиты магнитоэлектрического генератора от короткого замыкания, содержащее магнитоэлектрический генератор, первую, вторую и третью выходные клеммы, первую, вторую, третью обмотки статора, блок защит, содержащий первую, вторую, третью пару отключающих контактов, согласно изобретению, каждая обмотка статора разделена на правую и левую части, блоком защит, содержащим датчики температуры, при этом первая, вторая, третья пары электрических контактов выполнены в виде полупроводниковых вентилей.
Указанный технический результат и поставленная задача по второму варианту достигается тем, что в устройстве защиты магнитоэлектрического генератора от короткого замыкания, содержащее магнитоэлектрический генератор, первую, вторую и третью выходные клеммы, первую, вторую, третью обмотки статора, блок защит, содержащий первую, вторую, третью пару отключающих контактов, согласно изобретению, каждая обмотка статора разделена на правую и левую части, блоком защит, при этом первая, вторая, третья пары электрических контактов выполнены в виде терморезисторов.
Существо изобретения поясняется чертежами. На фигуре 1 изображена схема соединения обмоток магнитоэлектрического генератора по первому варианту, на фигуре 2 изображена схема соединения обмоток магнитоэлектрического генератора по второму варианту.
Устройство по первому варианту содержит: магнитоэлектрический генератор, состоящий из статора с уложенными в нем обмотками и ротора с установленными на нем постоянными магнитами; первую выводную клемму 1, вторую выводную клемму 2, третью выводную клемму 3 соединенные электрически соответственно с правой частью первой обмотки статора 4, второй обмотки статора 5, третий обмотки статора 6, которые разделены через блок защит 7 и первую пару электрических контактов выполненных в виде полупроводникового вентиля 8, вторую пару электрических контактов, выполненную в виде полупроводникового вентиля 9, третью пару электрических контактов, выполненную в виде полупроводникового вентиля 10, с левой частью первой обмотки статора 11, второй обмотки статора 12, третий обмотки статора 13, при этом в блоке защит 7 установлены датчики температуры 14, 15, 16.
Устройство по второму варианту содержит: магнитоэлектрический генератор, состоящий из статора с уложенными в нем обмотками и ротора с установленными на нем постоянными магнитами; первую выводную клемму 1. вторую выводную клемму 2, третью выводную клемму 3 соединенные электрически соответственно с правой частью первой обмотки статора 4, второй обмотки статора 5, третий обмотки статора 6, которые разделены через блок защит 7 и первую пару электрических контактов выполненных в виде терморезисторов 8, вторую пару электрических контактов, выполненную в виде терморезисторов 9, третью пару электрических контактов, выполненную в виде терморезисторов 10, с левой частью первой обмотки статора 11, второй обмотки статора 12, третий обмотки статора 13.
Устройство по первому варианту работает следующим образом. После запуска магнитоэлектрического генератора в правой части первой обмотки статора 4, второй обмотки статора 5, третьей обмотки статора 6 и соответствующих им первой выводной клеммы 1, второй выводной клеммы 2. третьей выводной клеммы 3 протекает электрический ток, через блок защит 7 и первую пару электрических контактов, выполненную в виде полупроводникового вентиля 8, вторую пару электрических контактов, выполненную в виде полупроводникового вентиля 9, третью пару электрических контактов, выполненную в виде полупроводникового вентиля 10, ток протекает в левые части первой обмотки статора 11,второй обмотки статора 12,третьей обмотки статора 13. При возникновении на первой выводной клемме 1, второй выводной клемме 2, третьей выводной клемме 3 и в первой обмотке статора 4, второй обмотке статора 5, третьей обмотке статора 6 короткого замыкания ток короткого замыкания протекает по правой части первой обмотки статора 4, второй обмотки статора 5, третьей обмотки статора 6 и первую пару электрических контактов, выполненную в виде полупроводникового вентиля 8, вторую пару электрических контактов, выполненную в виде полупроводникового вентиля 9, третью пару электрических контактов, выполненную в виде полупроводникового вентиля 10 которые размыкают цепь по управляющему сигналу: правая часть обмоток статора 4, 5, 6 - левая часть обмоток статора 10, 11, 12. Причем размыкание электрической цепи правая часть обмоток статора 4, 5, 6 - левая часть обмоток статора 10, 11, 12 осуществляется не только посредством управляющего сигнала первой пары электрических контактов, выполненной в виде полупроводникового вентиля 8, второй пары электрических контактов, выполненной в виде полупроводникового вентиля 9, третьей пару электрических контактов, выполненной в виде полупроводникового вентиля 10, но и посредством управляющего сигнала датчиков температуры 14, 15, 16.
Устройство по второму варианту работает следующим образом. После запуска магнитоэлектрического генератора в правой части первой обмотки статора 4, второй обмотки статора 5, третьей обмотки статора 6 и соответствующих им первой выводной клеммы 1, второй выводной клеммы 2, третьей выводной клеммы 3 протекает электрический ток, через блок защит 7 и первую пару электрических контактов, выполненную в виде терморезисторов 8, вторую пару электрических контактов, выполненную в виде терморезисторов 9, третью пару электрических контактов, выполненную в виде терморезисторов 10, ток протекает в левые части первой обмотки статора 11,второй обмотки статора 12,третьей обмотки статора 13. При возникновении на первой выводной клемме 1, второй выводной клемме 2, третьей выводной клемме 3 и в первой обмотке статора 4, второй обмотке статора 5, третьей обмотке статора 6 короткого замыкания ток короткого замыкания протекает по правой части первой обмотки статора 4, второй обмотки статора 5, третьей обмотки статора 6 и первую пару электрических контактов, выполненную в виде терморезисторов 8, вторую пару электрических контактов, выполненную в виде терморезисторов 9, третью пару электрических контактов, выполненную в виде терморезисторов 10 которые размыкают цепь по управляющему сигналу: правая часть обмоток статора 4, 5, 6 - левая часть обмоток статора 10, 11, 12.
Итак, заявляемое изобретение позволяет повысить эксплуатационный ресурс обмотки статора, благодаря разделению первой, второй и третьей обмотки статора магнитоэлектрического генератора на две части: правую и левую посредством блока защит и расширение функциональных возможностей, благодаря использованию отключающего сигнала определяемого не только значением силы тока, но и температурой