RU128028U1

RU128028U1 - DC ELECTRIC MACHINE

Info

Publication number: RU128028U1
Application number: RU2013102329/07U
Authority: RU
Inventors: Николай Петрович Кириллов; Владимир Иванович Полянский; Юлия Павловна Плужникова; Александр Викторович Чемусов; Платон Сергеевич Шестаков
Original assignee: Николай Петрович Кириллов
Priority date: 2013-01-18
Filing date: 2013-01-18
Publication date: 2013-05-10

Abstract

Электромашинный источник постоянного тока, содержащий функционально соединенные аккумуляторную батарею, первичный двигатель, генератор и выходные шины, отличающийся тем, что в качестве первичного двигателя применен вентильный двигатель, в качестве генератора установлен синхронный генератор с постоянными магнитами, содержащий n трехфазных обмоток, и введены стабилизатор постоянного напряжения, блок выпрямителей, содержащий n трехфазных выпрямителей, и блок фильтров, содержащий n сглаживающих фильтров, при этом указанный стабилизатор включен между аккумуляторной батареей и первичным двигателем, вход каждого трехфазного выпрямителя подключен к соответствующей трехфазной обмотке синхронного генератора, а его выход через соответствующий сглаживающий фильтр блока фильтров соединен с соответствующими выходными клеммами.A DC electric machine source containing functionally connected battery, primary motor, generator and output buses, characterized in that a valve motor is used as a primary motor, a synchronous generator with permanent magnets containing n three-phase windings is installed as a generator, and a DC stabilizer is introduced voltage, a rectifier block containing n three-phase rectifiers, and a filter block containing n smoothing filters, wherein said stabilizer is connected between the battery and the primary motor, the input of each three-phase rectifier is connected to the corresponding three-phase winding of the synchronous generator, and its output is connected to the corresponding output terminals through the corresponding smoothing filter of the filter unit.

Description

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в качестве электромашинного источника постоянного тока автономных объектов.The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used as an electric machine source of direct current of autonomous objects.

Известен источник постоянного тока, содержащий функционально соединенные аккумуляторную батарею, первичный двигатель в качестве которого использован бензиновый двигатель внутреннего сгорания, генератор постоянного тока параллельного возбуждения и шины [1]. Данный источник нашел широкое применение из-за простоты схемы и конструкции, однако низкий КПД и малое время непрерывной работы ограничивают область его применения. Кроме того, он имеет только один номинал постоянного напряжения.A known direct current source containing a functionally connected battery, the primary engine which is used as a gasoline internal combustion engine, a direct current generator of parallel excitation and tires [1]. This source has found wide application due to the simplicity of the circuit and design, however, low efficiency and short continuous operation time limit its scope. In addition, it has only one constant voltage rating.

Техническим результатом полезной модели является увеличение числа выходных напряжений.The technical result of the utility model is to increase the number of output voltages.

Требуемый технический результат достигается тем, что в электромашинном источнике постоянного тока, содержащим функционально соединенные аккумуляторную батарею, первичный двигатель, генератор и выходные шины; в качестве первичного двигателя применен вентильный двигатель, в качестве генератора установлен синхронный генератор с постоянными магнитами, содержащий n трехфазных обмоток и введены: стабилизатор постоянного напряжения, блок выпрямителей, содержащий n трехфазных выпрямителей и блок фильтров, содержащий n сглаживающих фильтров, при этом указанный стабилизатор включен между аккумуляторной батареей и первичным двигателем, вход каждого трехфазного выпрямителя подключен к соответствующей трехфазной обмотке синхронного генератора, а его выход через соответствующий сглаживающий фильтр блока фильтров соединен с соответствующими выходными клеммами.The required technical result is achieved in that in an electric machine DC source containing a functionally connected battery, a primary engine, a generator and output buses; a valve motor was used as a primary motor, a synchronous permanent magnet generator containing n three-phase windings was installed as a generator and the following were introduced: a DC voltage stabilizer, a rectifier unit containing n three-phase rectifiers and a filter unit containing n smoothing filters, while the specified stabilizer is turned on between the battery and the primary motor, the input of each three-phase rectifier is connected to the corresponding three-phase winding of the synchronous generator, and e through the corresponding output of the smoothing filter of the filter unit is connected to respective output terminals.

На чертеже показана структурная схема электромашинного источника постоянного тока.The drawing shows a structural diagram of an electric machine DC source.

Источник содержит функционально соединенные аккумуляторную батарею 1, стабилизатор постоянного напряжения 2 и вентильный двигатель 3, вал 3-1 которого соединен механически с валом (не показан) синхронного генератора с постоянными магнитами 4, блок выпрямителей 5, блок фильтров 6 и блок выходных клемм 7, причем указанные: генератор 4 содержит трехфазные обмотки 4-1, 4-2, …, 4n; блок выпрямителей 5 содержит трехфазные выпрямители 5-1, 5-2, …, 5n, блок фильтров 6 содержит сглаживающие фильтры 6-1, 6-2, …, 6n и блок выходных клемм 7 содержит U₁, U₂, …, U_n, при этом трехфазные обмотки, трехфазные выпрямители, сглаживающие фильтры и выходные клеммы с одинаковыми номерами соединены последовательно. Все элементы схемы источника серийно выпускаются отечественной промышленностью.The source contains a functionally connected battery 1, a constant voltage stabilizer 2 and a valve motor 3, the shaft 3-1 of which is connected mechanically with a shaft (not shown) of a permanent magnet synchronous generator 4, a rectifier unit 5, a filter unit 6 and an output terminal block 7, moreover, these: generator 4 contains three-phase windings 4-1, 4-2, ..., 4n; the rectifier unit 5 contains three-phase rectifiers 5-1, 5-2, ..., 5n, the filter unit 6 contains smoothing filters 6-1, 6-2, ..., 6n and the output terminal block 7 contains U ₁ , U ₂ , ..., U _n , while three-phase windings, three-phase rectifiers, smoothing filters and output terminals with the same numbers are connected in series. All elements of the source circuit are serially produced by the domestic industry.

Поскольку числа витков w₁, w₂, …, w_n фаз обмоток 4-1, 4-2, …, 4n разные, то на выходных клеммах U₁, U₂, …, U_n будут разные по величине постоянные стабилизированные напряжения, в соответствии с уравнениями:Since the number of turns w ₁ , w ₂ , ..., w _{n of the} phases of the windings 4-1, 4-2, ..., 4n are different, then at the output terminals U ₁ , U ₂ , ..., U _{n there} will be constant stabilized voltages of different magnitude, according to the equations:

где f - частота напряжения;where f is the voltage frequency;

Ф_m - амплитуда магнитного потока, создаваемого постоянными магнитами;F _m - the amplitude of the magnetic flux generated by permanent magnets;

K₀₁…K_0n - обмоточные коэффициенты.K ₀₁ ... K _0n - winding coefficients.

Источник работает следующим образом.The source works as follows.

При включении аккумуляторной батареи 1, ее напряжение стабилизируется по величине в стабилизаторе постоянного напряжения 2 и подается на вентильный двигатель 3, который начинает вращаться. Вращение вала 3-1 указанного двигателя передается на вал названного генератора 4 и последний приходит в движение, при котором на всех трехфазных обмотках его возникает напряжение. Указанное напряжение поступает на соответствующий трехфазный выпрямитель где преобразуется в постоянное напряжение, затем выпрямленное напряжение проходит сглаживающий фильтр, где пульсации его уменьшаются по амплитуде и после оно поступает на выходные клеммы, к которым подключены потребители, например, напряжение обмотки 4-1, выпрямляется трехфазным выпрямителем 5-1 блока выпрямителей 5, фильтруется сглаживающим фильтром 6-1 блока фильтров 6 и поступает на выходные клеммы U₁ блока выходных клемм 7.When you turn on the battery 1, its voltage stabilizes in magnitude in the DC voltage stabilizer 2 and is supplied to the valve motor 3, which begins to rotate. The rotation of the shaft 3-1 of the specified motor is transmitted to the shaft of the named generator 4 and the latter comes into motion, at which voltage occurs on all three-phase windings. The specified voltage is supplied to the corresponding three-phase rectifier where it is converted to direct voltage, then the rectified voltage passes through a smoothing filter, where its ripple decreases in amplitude and after that it goes to the output terminals to which consumers are connected, for example, winding voltage 4-1, is rectified by a three-phase rectifier 5-1 of the rectifier unit 5, is filtered by a smoothing filter 6-1 of the filter unit 6 and is fed to the output terminals U ₁ of the output terminal block 7.

Качество напряжения на выходных клеммах зависит от параметров названного генератора 4, поскольку частота f связана со скоростью вращения вала 3-1 двигателя 3n и числом пар полюсов р.The quality of the voltage at the output terminals depends on the parameters of the named generator 4, since the frequency f is related to the rotation speed of the shaft 3-1 of the motor 3n and the number of pole pairs p.

Таким образом выполнение синхронного генератора с числом обмоток n позволяет получить при разном числе витков, постоянные напряжения с различными величинами.Thus, the execution of a synchronous generator with the number of windings n allows you to get, with a different number of turns, constant voltage with different values.

Источники, принятые во внимание:Sources taken into account:

[1]. Ликай Б.Р., Соломин А.Н., Тыричев П.А. Электромеханические системы. М., МЭИ, 2008, стр.39, рис.2.5.[one]. Likay B.R., Solomin A.N., Tyrichev P.A. Electromechanical systems. M., MPEI, 2008, p. 39, Fig. 2.5.

Claims

A DC electric machine source containing functionally connected battery, primary motor, generator and output buses, characterized in that a valve motor is used as a primary motor, a synchronous generator with permanent magnets containing n three-phase windings is installed as a generator, and a DC stabilizer is introduced voltage, a rectifier unit containing n three-phase rectifiers, and a filter unit containing n smoothing filters, wherein said stabilizer is connected between the battery and the primary motor, the input of each three-phase rectifier is connected to the corresponding three-phase winding of the synchronous generator, and its output is connected to the corresponding output terminals through the corresponding smoothing filter of the filter unit.