Вентильный генератор

(51) 02 1/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ вентильных блоков,которые параллельно подключены к сети постоянного тока через полупроводниковые элементы, включенные в прямом направлении, кроме внешних выходов крайних блоков,подключенных к сети непосредственно,между положительными выходами предыдущих блоков и отрицательными выходами последующих блоков включены коммутирующие элементы, а фазы параллельных ветвей якорной обмотки соединены звездой или многоугольником, и положительный вывод генератора подключается к сети постоянного тока через полупроводниковый ключ, при этом он работает в широтно-импульсном режиме. Во втором варианте в вентильном генераторе выпрямители в вентильных блоках заменены полууправляемыми или управляемыми выпрямителями. Преимущество предлагаемого вентильного генератора высокий коэффициент полезного действия и плавность регулирования напряжения.(73) Некоммерческое акционерное общество Алматинский университет энергетики и связи(57) Изобретение относится к области электротехники,а именно,к вентильным генераторам, которые используются в источниках питания с переменной частотой вращения ротора генератора. Вентильный генератор, по первому варианту,содержит индуктор с постоянными магнитами,якорную обмотку изпараллельных -фазных ветвей, где 2 и 2, иполупроводниковых-фазных выпрямителей, образующихвентильных блоков, в каждом из которых к входу выпрямителя подключены фазы одной из параллельных ветвей якорной обмотки, а выходы выпрямителя параллельно подключены к выходам Изобретение относится к области электротехники,а именно,к вентильным генераторам, которые используются в источниках питания с переменной частотой вращения ротора генератора. Аналогом является вентильный генератор, у которого обмотка якоря выполнена - фазной ( 1,2,3,4) из а- параллельных ветвей (а 2,3,4,5),и каждая ветвь подключена к своему выпрямителю,образуя вентильный блок, вентильные блоки подключены параллельно к общей сети постоянного тока,через полупроводниковые элементы,включенные в прямом направлении, кроме внешних выходов крайних блоков, подключенных к сети непосредственно, между отрицательными выходами предыдущих блоков и положительными выходами последующих блоков включены коммутирующие элементы, кроме внешних выходов крайних блоков(Патент РК 8086, опубликовано 15.12.2003,бюл.12). Недостаток этого генератора заключается в том,что обеспечение точности поддержания постоянства напряжения достигается регулированием тока обмотки возбуждения генератора, которая имеет большую постоянную времени и снижает коэффициент полезного действия. Прототипом является вентильный генератор с коммутируемым выпрямителем,содержащий индуктор, выполненный из постоянных магнитов,якорную обмотку изпараллельных -фазных ветвей, где 2 и 2, иполупроводниковых-фазных выпрямителей, образующихвентильных блоков, в каждом из которых ко входу выпрямителя подключены фазы одной из параллельных ветвей якорной обмотки, а выходы выпрямителя параллельно подключены к выходам вентильных блоков,которые параллельно подключены к сети постоянного тока через полупроводниковые элементы, включенные в прямом направлении, кроме внешних выходов крайних блоков,подключенных к сети непосредственно,между положительными выходами предыдущих блоков и отрицательными выходами последующих блоков включены коммутирующие элементы, а фазы параллельных ветвей якорной обмотки соединены звездой или многоугольником. (Инновационный патент РК 25701, опубликовано 16.04.2012). Недостаток этого генератора заключается в том,что параллельно последовательная коммутация вентильных блоков сопровождается переходными режимами с большими токами коммутации в ключах между вентильными блоками. Задачей настоящего изобретения является повышение точности и плавности поддержания напряжения при малых, средних, высоких частотах вращения ротора, и улучшить работу вентильного генератора в моменты коммутации. Технический результат изобретения вентильный генератор с возбуждением от постоянных магнитов с повышенной точностью и плавностью поддержания напряжения при широком 2 диапазоне изменения частоты вращения ротора и мощности. Это достигается тем, что вентильный генератор,по первому варианту, содержащий индуктор с постоянными магнитами, якорную обмотку изпараллельных -фазных ветвей, где 2 и 2, иполупроводниковых -фазных выпрямителей,образующихвентильных блоков, в каждом из которых к входу выпрямителя подключены фазы одной из параллельных ветвей якорной обмотки, а выходы выпрямителя параллельно подключены к выходам вентильных блоков, которые параллельно подключены к сети постоянного тока через полупроводниковые элементы, включенные в прямом направлении, кроме внешних выходов крайних блоков,подключенных к сети непосредственно,между положительными выходами предыдущих блоков и отрицательными выходами последующих блоков включены коммутирующие элементы, а фазы параллельных ветвей якорной обмотки соединены звездой или многоугольником, в соответствии с изобретением,положительный вывод генератора подключается к сети постоянного тока через полупроводниковый ключ, при этом он работает в широтно-импульсном режиме. Вентильный генератор, по второму варианту,содержащий индуктор, якорную обмотку изпараллельных -фазных ветвей, где 2 и 2, и-фазных выпрямителей, образующихвентильных блоков,в каждом из которых ко входу выпрямителя подключены фазы одной из параллельных ветвей якорной обмотки, а выходы выпрямителя параллельно подключены к выходам вентильных блоков, которые параллельно подключены к сети постоянного тока через полупроводниковые элементы, включенные в прямом направлении,кроме внешних выходов крайних блоков,подключенных к сети непосредственно, между положительными выходами предыдущих блоков и отрицательными выходами последующих блоков включены коммутирующие элементы, а фазы параллельных ветвей якорной обмотки соединены звездой или многоугольником, в соответствии с изобретением, выпрямители в вентильных блоках заменены полууправляемыми или управляемыми выпрямителями. Сущность изобретения поясняется чертежами,где на фиг.1 - схемы первого варианта генератора,на фиг.2 - схема второго варианта генератора. На фиг.1 - схема вентильного генератора ВГ с управляющим диодом и синхронным генератором с постоянными магнитами, приводимым во вращение от ветродвигателя ВД и содержим якорную обмотку изпараллельных - фазных ветвей 1, 2, 3, 4, в частном случае 4. Все - фазы каждой параллельной ветви соединены звездой и подключены к выпрямителям 5, 6, 7, 8, тем самым образуют вентильные блоки , В 2, ВЗ, В 4 вентильные блоки подключены параллельно к общей сети постоянного тока,через полупроводниковые элементы 1-6 между выходами выпрямителей 5 и 6, 6 и 7, 7 и 8 включены коммутирующие элементы К,К 2,К 3,обеспечивающие параллельное,смешанное,последовательное включение блоков к сети, а положительный вывод генератора подключается к сети постоянного тока через полупроводниковый ключ 7, при этом он работает в широтноимпульсном режиме. На фиг.2 - схема вентильного генератора ВГ с управляющим диодами синхронным генератором с постоянными магнитами, приводимым во вращение от ветродвигателя ВД и содержим якорную обмотку изпараллельных - фазных ветвей 1, 2, 3, 4, в частном случае 4. Все - фазы каждой параллельной ветви соединены, в частном случае,звездой и подключены к управляемым выпрямителям 5, 6, 7, 8 и образуют управляемые вентильные блоки , В 2, В 3, В 4 вентильные блоки подключены параллельно к общей сети постоянного тока, через полупроводниковые элементы 1-6 между выходами выпрямителей 5 и 6, 6 и 7, 7 и 8 включены коммутирующие элементы , К 2, КЗ,обеспечивающие параллельное,смешанное,последовательное включение блоков к сети. Вентильный генератор(фиг.1) работает следующим образом при высокой частоте вращения элементы , К 2, КЗ разомкнуты, выпрямительные блоки подключены к сети параллельно,полупроводниковый ключ 7,регулируя скважность открытого и замкнутого состояния,обеспечивает плавное поддержание постоянства напряжения при изменении частоты вращения, при снижении частоты вращения ротора и полное открытое состояние ключа 7 не обеспечивает поддержания напряжения, замыкаются элементы К 1 и КЗ, включая блоки В 1 и В 2, В 3 и В 4 последовательно,т.е. выходные значения напряжении блоков суммируются, а образованные пары включены к сети параллельно,а полупроводниковый ключ 7 продолжает работать при данной комбинации режимов коммутирующих ключей К 1-К 3 до тех пор, пока полное открытое состояние ключа 7 не обеспечивает поддержания напряжения в случае дальнейшего снижения частоты вращения замыкается элемент К 2, включая все блоки последовательно, а ключ 7 продолжает работать,обеспечивая плавное поддержание постоянство напряжения при повышении частоты вращения генератор работает в обратном порядке. Преимущество описанного генератора высокий коэффициент полезного действия. Вентильный генератор(фиг.2) работает следующим образом при высокой частоте вращения элементы , К 2, К 3 разомкнуты, управляемые выпрямительные блоки подключены к сети параллельно, управляемые выпрямители, регулируя в частном случае угол открывания тиристоров,обеспечивает плавное поддержание постоянства напряжения при изменении частоты вращения, при снижении частоты вращения ротора, когда полное открытое состояние тиристоров управляемого выпрямителя не обеспечивает поддержания напряжения, замыкаются элементы К 1 и К 3,включая блоки В 1 и В 2, В 3 и В 4 последовательно,т.е выходные значения напряжении блоков суммируются, а образованные пары включены к сети параллельно, а управляемые выпрямители продолжают поддерживать постоянство напряжения, путем регулирования, в частном случае угла открывания тиристоров,при данной комбинации режимов коммутирующих ключей К 1 К 3 до тех пор, пока полное открытое состояние тиристоров не обеспечивает поддержания напряжения в случае дальнейшего снижения частоты вращения замыкается элемент К 2, включая все блоки последовательно, а ключ 7 продолжает работать, обеспечивая плавное поддержание постоянство напряжения при повышении частоты вращения генератор работает в обратном порядке. Преимущество предлагаемого вентильного генератора высокий коэффициент полезного действия и плавность регулирования напряжения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Вентильный генератор, содержащий индуктор с постоянными магнитами, якорную обмотку изпараллельных -фазных ветвей, где 2 и 2, иполупроводниковых -фазных выпрямителей,образующихвентильных блоков, в каждом из которых к входу выпрямителя подключены фазы одной из параллельных ветвей якорной обмотки, а выходы выпрямителя параллельно подключены к выходам вентильных блоков, которые параллельно подключены к сети постоянного тока через полупроводниковые элементы, включенные в прямом направлении, кроме внешних выходов крайних блоков,подключенных к сети непосредственно,между положительными выходами предыдущих блоков и отрицательными выходами последующих блоков включены коммутирующие элементы, а фазы параллельных ветвей якорной обмотки соединены звездой или многоугольником, отличающийся тем, что положительный вывод генератора подключается к сети постоянного тока через полупроводниковый ключ и работает в широтно-импульсном режиме. 2. Вентильный генератор, содержащий индуктор с постоянными магнитами, якорную обмотку изпараллельных -фазных ветвей, где 2 и 2, иполупроводниковых -фазных выпрямителей,образующихвентильных блоков, в каждом из которых к входу выпрямителя подключены фазы одной из параллельных ветвей якорной обмотки, а выходы выпрямителя параллельно подключены к выходам вентильных блоков, которые параллельно подключены к сети постоянного тока через полупроводниковые элементы, включенные в прямом направлении, кроме внешних выходов крайних блоков,подключенных к ети непосредственно,между положительными выходами предыдущих блоков и отрицательными выходами последующих блоков включены коммутирующие элементы, а фазы параллельных ветвей якорной обмотки соединены звездой или 3