Электроэнергетическая установка

Предложена электроэнергетическая установка, в которой при однофазном выходном напряжении требуется один трехфазный инвертор и один однофазный выпрямитель, тогда как при запуске и прокрутках работает трехфазный инвертор на двигатель с ротором на постоянных магнитах, а при генерировании переменного однофазного напряжения работает однофазный мостовый инвертор. При этом одна из стоек инвертора по управлению переведена в режим отсечки, тогда как ее диоды работают в режиме трехфазного мостового выпрямителя.

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована как источник электроэнергии для самообеспечения промышленных объектов.

Известна энергетическая установка [1], в которой за счет введения специальным образом подключаемого трехфазного коммутатора удается реализовать режимы «пуск» и «генерация» при одном преобразователе, что снижает стоимость установки.

Известна энергетическая установка [2], в которой за счет введения отпаек в обмотки фаз статора и специального подключения трехфазного коммутатора, удается использовать, в качестве пускового источника электроэнергии, обычный низковольтный аккумулятор. Указанная энергетическая установка является наиболее близкой к предлагаемой полезной модели.

Учитывая, что маломощные (до 10÷20 кВт) энергетические установки работают на однофазные нагрузки (220 В 50 Гц) и требования по стоимости и надежности выполнять в них все сложнее, важным для них является упрощение силовой схемы установки.

Техническим результатом, которого можно достичь при использовании данного предложения, является снижение массы и стоимости электроэнергетической установки.

Технический результат достигается тем, что электроэнергетическая установка, автономно обеспечивающая электроэнергией нагрузку, снабженная пусковым источником электроэнергии, содержащая двигатель механически соединенный с электрической машиной с ротором на постоянных магнитах, которая при пусках или прокрутках работает как двигатель, а в рабочем режиме как генератор, причем обмотки статора электрической машины снабжены отпайками, а установка содержит трехфазный инвертор с системой управления и силовой выпрямитель, причем установка снабжена контакторами, в каждой фазе имеющими по одной входной и двум выходным клеммам, каждая входная клемма которых соединена с одной из фаз инвертора, а каждая вторая выходная клемма соединена с одной из отпаек обмотки статора, причем одна из первых выходных клемм соединена с выходом обмотки одной из фаз статора, тогда как две других первых выходных клемм соединены непосредственно или через фильтр с нагрузкой, а два других выхода обмоток статора соединены с входом однофазного мостового выпрямителя.

В результате, при пуске трехфазный мостовой инвертор, питаясь от аккумуляторной батареи, воздействует на электрическую машину через отпайки обмоток статора, тогда как в режиме генерирования питается от выходов обмоток статор через трехфазный мостовой выпрямитель, одной из стоек которого работает одна из стоек инвертора, тогда как на однофазную нагрузку работает мостовой инвертор на двух стойках, что упрощает силовую схему на одну стойку (два диода), снижая массу и стоимость установки.

На фигуре 1 представлена схема предлагаемой электроэнергетической установки, где обозначено:

1 - двигатель (газотурбинный агрегат) внутреннего сгорания;

2 - электрическая машина;

3 - ротор электрической машины;

4 - обмотка статора электрической машины;

4¹ - отпайка от обмотки статора;

5 - мостовой однофазный выпрямитель;

6 - трехфазный инвертор, каждый ключ которого составлен из транзистора и диода;

Предлагаемая установка работает следующим образом.

При запуске двигателя 1 электрической машиной 2 с ротором 3 на постоянных магнитах и обмотками 4 и 4¹, с помощью контакта 8, система управления 7 переводится в режим управления инвертором 6 в обеспечение пуска, например, по вектору поля. В это же время контактор 10 подключает батарею 9, обеспечивающую силовое питание инвертора 6, силовые выходы которого через контактор 13 переключаются на отпайки 4¹ обмоток статора. В результате обеспечивается пуск двигателя 1. По достижении им достаточных оборотов, контакторы 8; 10 и 13 переводятся в исходное состояние, изображенное на фигуре 1. Система управления 7 переводит транзисторные ключи 14 и 15 в режим отсечки, тогда как на остальные транзисторные ключи инвертора 6 подаются сигналы, обеспечивающие нагрузку 11 через фильтр 12 синусоидальным однофазным напряжением 220 В, 50 Гц.

При этом питание на мостовой инвертор поступает от обмоток 4 статора электрической машины 2, через трехфазный выпрямитель, составленный из однофазного мостового выпрямителя 5 и двух диодов, включены параллельно транзисторам 14 и 15. Таким образом, одна и таже «стойка» работает то в трехфазном инверторе, то в трехфазном выпрямителе, что и позволяет, при определенном способе управления, сократить число силовых полупроводниковых элементов.

Источники использованные при составлении заявки:

1. Ru 2363090 C1 Н02Р 27.07.2009 г.

2. Ru 95919 И1 Н02Р 10.07.2010 г.

Электроэнергетическая установка, автономно обеспечивающая электроэнергией нагрузку, снабженная пусковым источником электроэнергии, содержащая двигатель, механически соединенный с электрической машиной с ротором на постоянных магнитах, которая при пусках или прокрутках работает как двигатель, а в рабочем режиме как генератор, причем обмотки статора электрической машины снабжены отпайками, а установка содержит трехфазный инвертор с системой управления и силовой выпрямитель, причем установка снабжена контакторами, в каждой фазе имеющими по одной входной и двум выходным клеммам, каждая входная клемма которых соединена с одной из фаз инвертора, а каждая вторая выходная клемма соединена с одной из отпаек обмотки статора, отличающаяся тем, что одна из первых выходных клемм соединена с выходом обмотки одной из фаз статора, тогда как две других первых выходных клемм соединены непосредственно или через фильтр с нагрузкой, а два других выхода обмоток статора соединены с входом однофазного силового мостового выпрямителя.