Система стабилизации напряжения выпрямительной установки

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(54) СИСТЕМА СТАБИЛИЗАЦИИ НАПРЯЖЕНИЯ ВЫПРЯМИТЕЛЬНОЙ(71) Заявитель Учреждение образования Минский государственный высший авиационный колледж(72) Авторы Лапцевич Александр Анатольевич Сизиков Сергей Вячеславович Синяков Анатолий Леонидович Дудников Игорь Львович(73) Патентообладатель Учреждение образования Минский государственный высший авиационный колледж(57) Система стабилизации напряжения выпрямительной установки, содержащая трехфазный трансформатор, основная первичная и вторичная трехфазные обмотки которого соединены по схемам соответственно Звезда, Звезда три дросселя насыщения с общей обмоткой подмагничивания три трансформатора тока, а также основной и первый дополнительный двухполупериодные трехфазные выпрямители, при этом к трехфазной электросети переменного тока через обмотки дросселей насыщения и замыкающиеся контакты контактора подключена основная первичная обмотка трехфазного трансформатора, ко вторичной обмотке которого через первичные обмотки трех трансформаторов тока подключен трехфазным входом основной двухполупериодный трехфазный выпрямитель, к выходу которого подключена переменная нагрузка, а общая обмотка подмагничивания трех дросселей насыщения через основное регулировочное сопротивление подключена к выходу первого дополнительного двухполупериодного трехфазного выпрямителя, который трехфазным входом подключен к выводам трех вторичных обмоток, соединенных 89822013.02.28 входами в общую точку, трех трансформаторов тока, отличающаяся тем, что снабжена вторым дополнительным двухполупериодным трехфазным выпрямителем, угольным регулятором напряжения, а трехфазный трансформатор оборудован дополнительной первичной трехфазной обмоткой, фазные обмотки которой входами присоединены соответственно ко входам основной первичной обмотки, при этом к выходу основного двухполупериодного трехфазного выпрямителя через дополнительное регулировочное сопротивление подключена обмотка электромагнита угольного регулятора напряжения,угольный столбик которого подключен к выходу второго дополнительного двухполупериодного трехфазного выпрямителя, присоединенного трехфазным входом к выходам фазных обмоток дополнительной первичной трехфазной обмотки трехфазного тренсформатора.(56) 1. Синдеев И.М., Савелов А.А. Системы электроснабжения воздушных судов. - М. Транспорт, 1990. - С. 135. 2. Синдеев И.М. Электроснабжение летательных аппаратов. - М. Транспорт, 1982. С. 129. Предлагаемое техническое решение относится к системам стабилизации выпрямительных установок, которые применяются на воздушных судах. Известна система стабилизации напряжения выпрямительной установки 1. Известная система содержит трехфазный трансформатор, первичная трехфазная обмотка которого подключена через контакты контактора к трехфазной электросети, а ко вторичной обмотке трансформатора подключен входом двухполупериодный трехфазный выпрямитель, содержащий анодную группу диодов и катодную группу тиристоров регулятор напряжения. Известная система стабилизации напряжения выпрямительной установки работает следующим образом. Регулятор напряжения измеряет отклонение напряжения на выходе трехфазного выпрямителя и в зависимости от величины отклонения сдвигает импульсы,поступающие на управляющие электроды тиристоров, от которых зависит момент открытия тиристоров, а следовательно, и величина напряжения на выходе выпрямителя. К недостатку известной системы стабилизации напряжения следует отнести сложность конструкции системы. Сложность конструкции системы обусловлена наличием в трехфазном двухполупериодном выпрямителе катодной группы тиристоров и сложной конструкцией регулятора напряжения. Наиболее близкой к заявляемой конструкции системы стабилизации напряжения выпрямительной установки является система, осуществляющая стабилизацию напряжения на выходе выпрямителя в зависимости от изменения тока нагрузки 2. Эта система стабилизации напряжения выпрямительной установки содержит трехфазный трансформатор, три дросселя насыщения с общей обмоткой подмагничивания, три трансформатора тока, основной и дополнительной двухполупериодные трехфазные выпрямители, при этом к трехфазной электросети переменного тока через обмотки дросселей насыщения и замыкающиеся контакты контактора подключена первичная обмотка трехфазного трансформатора, ко вторичной обмотке которого через первичные обмотки трех трансформаторов тока подключен трехфазным входом основной двухполупериодный трехфазный выпрямитель, к выходу которого подключена переменная нагрузка, а общая обмотка подмагничивания трех дросселей насыщения через регулировочное сопротивление подключена к выходу дополнительного двухполупериодного трехфазного выпрями 2 89822013.02.28 теля, который трехфазным входом подключен к выходам трех вторичных обмоток, соединенных входами в общую точку, трех трансформаторов тока. Эта известная система работает следующим образом. При номинальной нагрузке изменением сопротивления, включенного в цепь обмотки подмагничивания, регулируем ток в обмотке подмагничивания дросселей так, чтобы напряжение на выходе основного выпрямителя стало равно номинальному. В этом случае при изменении нагрузки изменяется ток в обмотке подмагничивания дросселей пропорционально току нагрузки и тем самым изменяется реактивное сопротивление дросселей, в результате чего поддерживается выходное напряжение основного выпрямителя в заданных пределах. Величина отклонения напряжения от номинального значения в установившемся режиме зависит от величины основного возмущающего воздействия величины тока нагрузки. К недостатку этой системы стабилизации напряжения следует отнести пониженную точность стабилизации напряжения на выходе основного выпрямителя при изменении нагрузки. Пониженная точность стабилизации выходного напряжения основного двухполупериодного трехфазного выпрямителя обусловлена тем, что система осуществляет стабилизацию напряжения только по величине возмущения (току нагрузки) и не осуществляет стабилизацию напряжения по отклонению напряжения от номинального значения. Из-за отсутствия канала стабилизации напряжения по отклонению напряжения от нормируемого значения при изменении нагрузки или напряжения трехфазной электросети система поддерживает выходное напряжение выпрямительной установки с низкой точностью. Отклонение напряжения в установившимся режиме пропорционально величине возмущения. Задачей заявляемой полезной модели системы стабилизации напряжения выпрямительной установки является повышение точности стабилизации напряжения на выходе установки при изменении нагрузки и напряжения трехфазной электросети. Поставленная техническая задача решается тем, что система стабилизации напряжения выпрямительной установки, содержащая трехфазный трансформатор, основная первичная и вторичная трехфазные обмотки которого соединены по схемам соответственно Звезда и Звезда, три дросселя насыщения с общей обмоткой подмагничивания три трансформатора тока, а также основной и первый дополнительный двухполупериодные трехфазные выпрямители, при этом к трехфазной электросети переменного тока через обмотки дросселей насыщения и замыкающиеся контакты контактора подключена основная первичная обмотка трехфазного трансформатора, ко вторичной обмотке которого через первичные обмотки трех трансформаторов тока подключен трехфазным входом основной двухполупериодный трехфазный выпрямитель, к выходу которого подключена переменная нагрузка, а общая обмотка подмагничивания трех дросселей насыщения через основное регулировочное сопротивление подключена к выходу первого дополнительного двухполупериодного трехфазного выпрямителя, который трехфазным входом подключен к выводам трех вторичных обмоток, соединенных входами в общую точку, трех трансформаторов тока, снабжена вторым дополнительным двухполупериодным трехфазным выпрямителем, угольным регулятором напряжения, а трехфазный трансформатор оборудован дополнительной первичной трехфазной обмоткой, фазные обмотки которой входами присоединены соответственно ко входам основной первичной обмотки, при этом к выходу основного двухполупериодного трехфазного выпрямителя через дополнительное регулировочное сопротивление подключена обмотка электромагнита угольного регулятора напряжения, угольный столбик которого подключен к выходу второго дополнительного двухполупериодного трехфазного выпрямителя, присоединенного трехфазным входом к выходам фазных обмоток дополнительной первичной трехфазной обмотки трехфазного трансформатора. Сущность предлагаемой полезной модели система стабилизации напряжения выпрямительной установки поясняется электрической схемой изображенной на фигуре. 3 89822013.02.28 Система стабилизации напряжения выпрямительной установки содержит трехфазный трансформатор 1, основная первичная и вторичная трехфазные обмотки 2, 3 которого соединены по схемам соответственно Звезда, Звезда, три дросселя 4, 5, 6 с общей обмоткой 7 подмагничивания, три трансформатора 8, 9, 10 тока, а также основной и первый дополнительные двухполупериодные трехфазные выпрямители 11, 12, при этом к трехфазной электросети переменного тока через обмотки дросселей 4, 5, 6 насыщения и замыкающиеся контакты 13 контактора подключена основная первичная обмотка 2 трехфазного трансформатора 1, ко вторичной обмотке 3 которого через первичные обмотки трех трансформаторов 8, 9, 10 тока подключен трехфазным входом основной двухполупериодный трехфазный выпрямитель 11, к выходу которого подключена переменная нагрузка 14, а общая обмотка 7 подмагничивания трех дросселей 4, 5, 6 насыщения через основное регулирующее сопротивление 15 подключена к выходу первого дополнительного двухполупериодного трехфазного выпрямителя 12, который трехфазным входом подключен к выводам трех вторичных обмоток 16, 17, 18, соединенных входами в общую точку 19, трех трансформаторов 8, 9, 10 тока. Для повышения точности стабилизации напряжения выпрямительной установки система стабилизации напряжения дополнительно снабжена вторым дополнительным двухполупериодным трехфазным выпрямителем 20, угольным регулятором напряжения,содержащим угольный столбик 21, обмотку 22 электромагнита и дополнительное регулировочное сопротивление 23, а трехфазный трансформатор 1 оборудован дополнительной первичной обмоткой, фазные обмотки 24, 25, 26 которой входами присоединены соответственно ко входам основной первичной обмотки 2, при этом к выходу основного двухполупериодного трехфазного выпрямителя 11 через дополнительные регулировочное сопротивление 23 подключена обмотка 22 электромагнита угольного регулятора напряжения, угольный столбик 21 которого подключен к выходу второго дополнительного двухполупериодного трехфазного выпрямителя 20, присоединенного трехфазным входом к выходам фазных обмоток 24, 25, 26 дополнительной первичной трехфазной обмотки трехфазного трансформатора 1. Заявляемая система стабилизации напряжения выпрямительной установки работает следующим образом. При замыкании контактов 13 контактора напряжение вторичной обмотки 3 трехфазного трансформатора 1 через первичные обмотки трех трансформаторов 8, 9, 10 тока поступает на трехфазный вход основного двухполупериодного трехфазного выпрямителя 11, выпрямляется им и подкладывается к нагрузке 14. Кроме того, при протекании токов по первичным обмоткам трансформаторов 8, 9, 10 наводится ЭДС во вторичных обмотках 16, 17, 18, которая выпрямляется первым дополнительным двухполупериодным трехфазным выпрямителем 12. При номинальной нагрузке 14 при помощи регулировочных сопротивлений 15, 23 устанавливают номинальное напряжение на выходе основного двухполупериодного трехфазного выпрямителя 11. Если напряжение на выходе двухполупериодного трехфазного выпрямителя 11 стало меньше номинального из-за увеличения нагрузки 14, то в этом случае увеличится ток через первичные обмотки трех трансформаторов 8, 9, 10 тока, что приводит к увеличению напряжения на выходе первого двухполупериодного трехфазного выпрямителя 12, а следовательно, к увеличению тока через общую подмагничивающую обмотку 7 трех дросселей 4, 5, 6 и снижению реактивных сопротивлений обмоток дросселей 4, 5, 6. С уменьшением реактивных сопротивлений обмоток дросселей 4, 5, 6 увеличивается напряжение, прикладываемое к фазным обмоткам основной первичной обмотки 2 трехфазного трансформатора 1, в результате увеличивается напряжение на выходе основного выпрямителя 11. В этом случае система осуществляет стабилизацию выходного напряжения основного трехфазного выпрямителя 11 по возмущению (по току нагрузки). Как отмечено, с увеличением нагрузки уменьшается напряжение на выходе основного двухполупериодного трехфазного выпрямителя 11, в результате чего уменьшается ток через обмотку 22 4 89822013.02.28 электромагнита угольного регулятора напряжения, при этом уменьшается сопротивление угольного столбика 21, подключенного к выходу второго дополнительного двухполупериодного трехфазного выпрямителя 20. С уменьшением сопротивления угольного столбика 21 увеличивается ток через фазные обмотки 24, 25, 26 дополнительной первичной обмотки трехфазного трансформатора 1, что приводит к увеличению падения напряжения на обмотках, а следовательно, к повышению напряжения на выходе основного двухполупериодного трехфазного выпрямителя 11. В этом случае система стабилизации напряжения осуществляет стабилизацию напряжения на выходе основного выпрямителя 11 по отклонению напряжения от номинального значения при изменении нагрузки. Благодаря тому что заявляемая система осуществляет стабилизацию напряжения на выходе основного двухполупериодного трехфазного выпрямителя 11 при изменении нагрузки по возмущающему воздействию (по току нагрузки) и по величине отклонения регулируемой величине (напряжение на выходе выпрямителя 11), повышается точность стабилизации напряжения на выходе выпрямителя 11. Таким образом, в процессе эксплуатации заявляемой системы стабилизации напряжения выпрямительной установки происходит достижение поставленной технической задачи - повышение точности стабилизации напряжения выпрямительной установки при изменении нагрузки за счет того, что система осуществляет стабилизацию напряжения не только по току нагрузки, но и по величине отклонения напряжения от номинального значения благодаря тому, что она снабжена вторым дополнительным двухполупериодным трехфазным выпрямителем, угольным регулятором напряжения оборудованию трехфазного трансформатора дополнительной первичной трехфазной обмоткой и соответствующего включения дополнительного оборудования в существующую схему системы стабилизации напряжения. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5