ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения конструкторской разработки.

На рисунке представлена принципиальная схема генератора переменного тока с комбинированным возбуждением.

Генератор содержит статорную трехфазную обмотку 1, одни выводы которой соединены со входом выпрямителя 2. К выходу постоянного тока выпрямителя 2 параллельно подключена обмотка возбуждения 3 и импульсный ключ 4 регулятора возбуждения 5 с предварительным усилителем 6 и оптронной парой 7. Измерительный орган 8 содержит последовательно соединенные стабилитрон 9, резистивный делитель 10, конденсатор фильтра 11, дополнительный выпрямитель 12, соединенный с фазами статорной обмотки 1 и дополнительными конденсаторами возбуждения 13 в каждой фазе.

Генератор переменного тока с комбинированным возбуждением работает следующим образом. За счет остаточного намагничивания ротора в трехфазной статорной обмотке 1 появляется ЭДС, которая за счет колебательного контура статорная обмотка - конденсаторы 13 усиливается, и генератор самовозбуждается. Появившийся емкостной ток через выпрямитель 2 замыкается на обмотку возбуждения 3, которая создает поток, способствующий быстрому самовозбуждению генератора.

На холостом ходу потери в генераторе компенсируются за счет емкостного тока конденсаторов 13 и создающегося в обмотке 3 потока.

При подключении нагрузки к зажимам А, В, С обмотки статора 1 ток нагрузки через выпрямитель 2 замыкается на обмотке возбуждения 3, что вызывает увеличение потока намагничивания, а следовательно увеличивается выходное напряжение. При определенном напряжении (зависит от положения ползунка на резистивном делителе 10), стабилитрон 9 открывается, по светодиоду 7 оптронной пары проходит ток, создается импульс управления, который усиливается предварительным усилителем 6, и импульсный ключ 4 регулятора возбуждения 5 открывается на определенное время, шунтируя обмотку возбуждения 3, в котором уменьшается ток, это снижает поток, что приводит к уменьшению выходного напряжения. Снижается напряжение и на резистивном делителе 10, стабилитрон 9 закрывается, исчезает сигнал обратной связи. При этом весь выпрямленный ток нагрузки опять проходит через обмотку 3, и поток возбуждения снова возрастает. Таким образом, регулируется ток возбуждения и в конечном счете - выходное напряжение.

Импульсный ключ открывается с удвоенной частотой генератора. В зависимости от выходного напряжения изменяется скважность импульсов, а следовательно и действующее значение тока возбуждения. Чем больше выходное напряжение, тем дольше транзистор открыт, и меньший ток возбуждения в обмотке и наоборот.

Достоинства предлагаемого синхронного генератора заключаются в следующем.

1. При подключении нагрузки срабатывает сначала «токовый» канал, за счет которого форсируется возбуждение, и только при достижении номинального напряжения срабатывает «отсечка» по напряжению, т.е. происходит быстрая форсировка напряжения, следовательно, генератор имеет жесткую характеристику при переходных процессах.

2. Токовая обмотка возбуждения имеет небольшое число витков, малую индуктивность, следовательно, генератор имеет небольшую электромагнитную постоянную.

3. Независимо от того, какой коэффициент мощности имеет нагрузка, обратная связь по напряжению срабатывает при заданном (потенциометром) значении выходной величины и поддерживает стабильным выходное напряжение.

4. Предлагаемый синхронный генератор не развозбуждается при больших перегрузках, что важно для специальных устройств (авиация, резервные источники питания и т.д.).

5. Выпускаемые промышленностью транзисторы на токи 160-500 А позволяют создать широкий ряд мощностей данного генератора. Для увеличения мощности генератора можно включить несколько транзисторов параллельно.

6. Регулирующий транзистор работает в дискретном режиме, что снижает потери и увеличивает кпд генератора.

7. Конденсаторы возбуждения кроме основного назначения улучшают форму выходного сигнала и снижают высшие гармонические составляющие.