RU110568U1

RU110568U1 - DC GENERATOR

Info

Publication number: RU110568U1
Application number: RU2011119323/07U
Authority: RU
Inventors: Шамсумухамет Исламович Вафин; Шамиль Рашидович Хасанов
Priority date: 2011-05-13
Filing date: 2011-05-13
Publication date: 2011-11-20

Abstract

Генератор постоянного тока, содержащий статор с первой парой полюсов, на которых размещены обмотки возбуждения, подключенные к источнику переменного напряжения, якорь с якорной обмоткой, закрепленный на валу, который соединен с валом приводного синхронного электродвигателя, подключенного к источнику переменного напряжения, контактное устройство, выполненное в виде двух сплошных проводящих колец с неподвижно установленными на них токосъемными скользящими щетками, при этом первое проводящее кольцо присоединено к началу якорной обмотки, а второе проводящее кольцо присоединено к концу якорной обмотки, отличающийся тем, что на статоре дополнительно установлена вторая пара полюсов с обмотками возбуждения, а между обмотками возбуждения первой и второй пар полюсов дополнительно установлено фазосдвигающее устройство. A DC generator containing a stator with a first pair of poles, on which the field windings are connected, connected to an AC voltage source, an armature with an anchor winding, mounted on a shaft that is connected to the shaft of a synchronous drive electric motor connected to an AC voltage source, a contact device made in the form of two continuous conductive rings with slip collector brushes fixedly mounted on them, with the first conductive ring attached to the beginning of the armature winding and, and a second conductive ring is attached to the end of the armature winding, characterized in that a second pair of poles with field windings is additionally installed on the stator, and a phase-shifting device is additionally installed between the field windings of the first and second pole pairs.

Description

Настоящая полезная модель относится к области электрических машин постоянного тока и может быть использовано на промышленных предприятиях и электрическом транспорте в качестве высоковольтного источника постоянного тока.This utility model relates to the field of electric DC machines and can be used in industrial enterprises and electric vehicles as a high-voltage DC source.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является генератор постоянного тока по патенту РФ на изобретение №2396676, МПК Н02К 23/26, Н02К 23/68, 10.08.2010, содержащий статор с парой полюсов, на которых размещены обмотки возбуждения, подключенные к источнику переменного напряжения, якорь с якорной обмоткой, закрепленный на валу, который соединен с валом приводного синхронного электродвигателя, подключенного к источнику переменного напряжения, контактное устройство, выполненное в виде двух сплошных проводящих колец с неподвижно установленными на них токосъемными скользящими щетками, при этом первое проводящее кольцо присоединено к началу якорной обмотки, а второе проводящее кольцо присоединено к концу якорной обмотки.Closest to the claimed technical solution is a direct current generator according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2396676, IPC Н02К 23/26, Н02К 23/68, 08/10/2010, containing a stator with a pair of poles on which excitation windings connected to an alternating voltage source are located , an anchor with an anchor winding, mounted on a shaft that is connected to the shaft of a synchronous drive electric motor connected to an AC voltage source, a contact device made in the form of two continuous conductive rings with a fixed mounted E them sliding current collecting brushes, wherein the first conductive ring is attached to the top of the armature winding and the second conducting ring is attached to the end of the armature winding.

Недостатками данного технического решения является невысокое значение электродвижущей силы (ЭДС), связанное с ее пульсацией в результате пульсаций напряжения и тока на выходе генератора, из-за наличия в нем всего лишь одной пары полюсов.The disadvantages of this technical solution is the low value of the electromotive force (EMF) associated with its ripple due to ripple voltage and current at the output of the generator, due to the presence in it of only one pair of poles.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение ЭДС, индуктируемой генератором, за счет сглаживания пульсации тока и напряжения.The problem to which the claimed utility model is directed is to increase the EMF induced by the generator by smoothing the ripple of the current and voltage.

Технический результат достигается тем, что в генераторе постоянного тока, содержащем статор с первой парой полюсов, на которых размещены обмотки возбуждения, подключенные к источнику переменного напряжения, якорь с якорной обмоткой, закрепленный на валу, который соединен с валом приводного синхронного электродвигателя, подключенного к источнику переменного напряжения, контактное устройство, выполненное в виде двух сплошных проводящих колец с неподвижно установленными на них токосъемными скользящими щетками, при этом первое проводящее кольцо присоединено к началу якорной обмотки, а второе проводящее кольцо присоединено к концу якорной обмотки, согласно полезной модели, на статоре дополнительно установлена вторая пара полюсов с обмотками возбуждения, а между обмотками возбуждения первой и второй пар полюсов дополнительно установлено фазосдвигающее устройство.The technical result is achieved in that in a direct current generator containing a stator with a first pair of poles, on which the field windings are connected, connected to an AC voltage source, an armature with an anchor winding, mounted on a shaft that is connected to the shaft of a synchronous drive electric motor connected to the source AC voltage, a contact device made in the form of two continuous conductive rings with slip collector brushes fixed on them, the first conducting e ring is attached to the top of the armature winding and the second conducting ring is attached to the end of the armature winding according to the utility model mounted on the stator further second pair of poles with excitation windings, excitation windings and between the first and second pairs of poles further phase shifter is set.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена электрическая схема генератора, а на фиг.2 - зависимость ЭДС (е) от угла поворота якоря (α).The essence of the utility model is illustrated by the drawings, in which Fig. 1 shows the electric circuit of the generator, and Fig. 2 shows the dependence of the emf (e) on the angle of rotation of the armature (α).

Цифрами на фиг.1 обозначены:The numbers in figure 1 indicate:

1 - статор,1 - stator

2 - первая пара полюсов,2 - the first pair of poles,

3 - обмотка возбуждения первой пары полюсов,3 - field winding of the first pair of poles,

4 - якорь,4 - anchor,

5 - якорная обмотка,5 - anchor winding,

6 - контактное устройство,6 - contact device

7 - вал генератора,7 - generator shaft,

8 - первое сплошное проводящее кольцо,8 - the first continuous conductive ring,

9 - второе сплошное проводящее кольцо,9 - the second continuous conductive ring,

10 - токосъемная скользящая щетка первого проводящего кольца,10 - slip collector brush of the first conductive ring,

11 - токосъемная скользящая щетка второго проводящего кольца,11 - slip collector brush of the second conductive ring,

12 - нагрузочное сопротивление,12 - load resistance

13 - приводной синхронный двигатель,13 - synchronous drive motor,

14 - вал приводного синхронного двигателя,14 - shaft drive synchronous motor,

15 - источник трехфазного переменного напряжения,15 is a source of three-phase alternating voltage,

16 - вторая пара полюсов,16 - the second pair of poles,

17 - обмотка возбуждения второй пары полюсов,17 - the field winding of the second pair of poles,

18 - фазосдвигающее устройство.18 is a phase shifting device.

Генератор постоянного тока содержит статор 1 с первой парой полюсов 2, на которых размещены обмотки 3 возбуждения, якорь 4 с якорной обмоткой 5, а также контактное устройство 6, закрепленное на валу 7 генератора. Контактное устройство 6 выполнено в виде двух сплошных проводящих колец 8 и 9. На сплошных проводящих кольцах 8 и 9 неподвижно установлены токосъемные скользящие щетки 10 и 11, с которых снимается постоянное напряжение генератора U_А, к которому подключено нагрузочное сопротивление 12. Начало якорной обмотки 5 присоединено к сплошному проводящему кольцу 8, а ее конец - к сплошному проводящему кольцу 9. Вал 7 генератора соединен с валом 14 приводного синхронного двигателя 13, подключенного к источнику 15 трехфазного переменного напряжения. К двум фазам источника 15 переменного напряжения подключены обмотки 3 возбуждения первой пары полюсов 2, на которые подается переменное напряжение U_В.The DC generator comprises a stator 1 with a first pair of poles 2, on which the field windings 3 are placed, an armature 4 with an armature winding 5, and also a contact device 6 fixed to the shaft 7 of the generator. The contact device 6 is made in the form of two continuous conductive rings 8 and 9. On the solid conductive rings 8 and 9, collector sliding brushes 10 and 11 are fixedly mounted, from which the constant voltage of the generator U _A , to which the load resistance 12 is connected, starts. Anchor winding 5 connected to a continuous conductive ring 8, and its end to a continuous conductive ring 9. The generator shaft 7 is connected to the shaft 14 of the synchronous drive motor 13 connected to a three-phase AC voltage source 15. The excitation windings 3 of the first pair of poles 2 are connected to two phases of the AC voltage source 15, to which the alternating voltage U _V is supplied.

На статоре 1 дополнительно установлена вторая пара полюсов 16 с обмотками 17 возбуждения. Между обмотками 3 и 17 возбуждения первой и второй пар полюсов 2 и 16 дополнительно установлено фазосдвигающее устройство 18.A second pair of poles 16 with field windings 17 is additionally mounted on the stator 1. Between the field windings 3 and 17 of the first and second pairs of poles 2 and 16, a phase shifting device 18 is additionally installed.

Кривые пульсации ЭДС (е) заявляемого четырехполюсного генератора, показанные на фиг.2, имеют обозначения:The ripple curves of the EMF (e) of the inventive four-pole generator, shown in figure 2, are designated:

19 - ЭДС первой пары полюсов,19 - EMF of the first pair of poles,

20 - ЭДС второй пары полюсов,20 - EMF of the second pair of poles,

21 - результирующая ЭДС.21 - the resulting EMF.

Генератор постоянного тока работает следующим образом.The DC generator operates as follows.

При включении генератора переменное напряжение от источника 15 поступает на приводной синхронный двигатель 13. Вал 14 приводного синхронного двигателя 13 начинает вращаться против часовой стрелки с установившейся синхронной частотой. Вал 14 и соединенный с ним вал 7 генератора совершают один оборот за период Т питающего напряжения. При двух парах полюсов 2 и 16 за один оборот якоря 4 изменяется направление тока в обмотках 3 и 17 возбуждения и происходит смена полярности полюсов 2 и 16. При этом обеспечивается постоянство полярности ЭДС (е), индуктируемой под действием магнитного поля двух пар полюсов 2 и 16 в якорной обмотке 5 вследствие вращения якоря 4.When the generator is turned on, alternating voltage from the source 15 is supplied to the synchronous drive motor 13. The shaft 14 of the synchronous drive motor 13 starts to rotate counterclockwise with a steady synchronous frequency. The shaft 14 and the connected shaft 7 of the generator make one revolution during the period T of the supply voltage. With two pairs of poles 2 and 16 in one revolution of the armature 4, the current direction in the excitation windings 3 and 17 changes and the polarity of poles 2 and 16 changes. The polarity of the EMF (e), which is induced by the magnetic field of two pairs of poles 2 and 16 in the anchor winding 5 due to the rotation of the armature 4.

Фазосдвигающее устройство 18 выполняется по мостовой, RC или LC схемам и обеспечивает сдвиг фазы от 0 до 360 градусов.Phase shifting device 18 is performed according to bridge, RC or LC circuits and provides a phase shift from 0 to 360 degrees.

С токосъемных щеток 10 и 11, контактирующих с сплошными проводящими кольцами 8 и 9, на выход генератора, к которому подключено нагрузочное сопротивление 12, подается постоянное напряжение U_A, при одновременном действии двух пар полюсов 2 и 17.From the collector brushes 10 and 11 in contact with the continuous conductive rings 8 and 9, a constant voltage U _A is applied to the output of the generator to which the load resistance 12 is connected, under the simultaneous action of two pairs of poles 2 and 17.

Использование заявляемой полезной модели позволит, по сравнению с прототипом, повысить ЭДС, а значит повысить мощность генератора, за счет сглаживания пульсации тока и напряжения, что достигается введением в генератор еще одной, дополнительной, пары полюсов и фазосдвигающего устройства, связывающего между собой обмотки возбуждения двух пар полюсов.The use of the claimed utility model will allow, in comparison with the prototype, to increase the EMF, and therefore increase the power of the generator, due to smoothing the ripple of the current and voltage, which is achieved by introducing into the generator one more, additional, a pair of poles and a phase shifting device connecting the excitation windings of two pairs of poles.

Claims

A DC generator comprising a stator with a first pair of poles, on which the field windings are connected, connected to an AC voltage source, an armature with an anchor winding, mounted on a shaft that is connected to the shaft of a synchronous drive electric motor connected to an AC voltage source, a contact device made in the form of two continuous conductive rings with slip collector brushes fixedly mounted on them, with the first conductive ring attached to the beginning of the armature winding and, and the second conductive ring is attached to the end of the armature winding, characterized in that the stator is additionally equipped with a second pair of poles with field windings, and a phase-shifting device is additionally installed between the field windings of the first and second pole pairs.