RU179619U1 - Adjustable DC voltage source - Google Patents
Adjustable DC voltage source Download PDFInfo
- Publication number
- RU179619U1 RU179619U1 RU2017124689U RU2017124689U RU179619U1 RU 179619 U1 RU179619 U1 RU 179619U1 RU 2017124689 U RU2017124689 U RU 2017124689U RU 2017124689 U RU2017124689 U RU 2017124689U RU 179619 U1 RU179619 U1 RU 179619U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- windings
- rotor
- stator
- winding
- poles
- Prior art date
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 82
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
- H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
- H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
Регулируемый источник постоянного тока предназначен для выработки постоянного напряжения. На роторе расположены постоянные магниты, выполняющие функцию полюсов, и статор, на котором расположены обмотки. Ротор выполнен принудительно вращающимся внешним источником механической энергии для наведения в обмотках статора переменного напряжения. Количество обмоток на статоре четное и равно количеству полюсов на роторе. Диаметрально противоположные первая и третья обмотки, а также диаметрально противоположные вторая и четвертая обмотки соединены последовательно. Начала первой и второй обмоток подключены к выпрямительному мосту. Концы третьей и четвертой обмоток объединены между собой, а начала третьей и четвертой обмоток связаны с концами первой и второй обмоток соответственно. Обеспечивается выработка напряжения при отсутствии изолированного источника постоянного напряжения на каждой обмотке.An adjustable constant current source is designed to generate constant voltage. Permanent magnets that act as poles and a stator on which the windings are located are located on the rotor. The rotor is made forcibly rotating an external source of mechanical energy to induce alternating voltage in the stator windings. The number of windings on the stator is even and equal to the number of poles on the rotor. The diametrically opposite first and third windings, as well as the diametrically opposite second and fourth windings are connected in series. The beginning of the first and second windings are connected to the rectifier bridge. The ends of the third and fourth windings are combined, and the beginning of the third and fourth windings are connected with the ends of the first and second windings, respectively. Provides voltage generation in the absence of an isolated source of constant voltage on each winding.
Description
Предлагаемая полезная модель относится к синхронным генераторам и может быть использована для выработки постоянного напряжения.The proposed utility model relates to synchronous generators and can be used to generate constant voltage.
Известен генератор постоянного тока с независимой обмоткой возбуждения, являющийся электрической машиной постоянного тока, который содержит постоянные электромагниты, выполняющие функцию полюсов, с обмоткой возбуждения, якорь с обмоткой, коллектор со щетками, укрепленный на валу якоря. Обмотка возбуждения получает питание от дополнительного источника постоянного тока независимо от обмотки якоря, при вращении которого в обмотке якоря наводится ЭДС, снимаемая щетками с коллектора (Кузнецов М.И. Основы электротехники / М.И. Кузнецов. - М.: Высшая школа, 1964. - С. 350, 352).Known DC generator with an independent excitation winding, which is an electric DC machine that contains permanent electromagnets that perform the function of poles, with an excitation winding, an armature with a winding, a collector with brushes mounted on the armature shaft. The excitation winding is powered by an additional DC source, regardless of the armature winding, during rotation of which an EMF is removed in the armature winding, removed by brushes from the collector (Kuznetsov MI, Fundamentals of Electrical Engineering / MI Kuznetsov. - M.: Higher School, 1964 . - S. 350, 352).
В качестве основного недостатка описанного генератора постоянного тока с независимой обмоткой возбуждения можно отметить повышенный расход электрической энергии на дополнительный источник питания постоянного тока, так как для работы генератора необходимо подавать постоянное напряжение на обмотку возбуждения для создания магнитного потока. Кроме того, данный генератор имеет пониженную надежность, так как для снятия выработанной ЭДС требуется наличие коллектора и щеток, что, в свою очередь, увеличивает экономические затраты.As the main disadvantage of the described DC generator with an independent excitation winding, an increased consumption of electric energy for an additional DC power source can be noted, since for the generator to work, it is necessary to supply a constant voltage to the excitation winding to create a magnetic flux. In addition, this generator has reduced reliability, since a collector and brushes are required to remove the emf generated, which, in turn, increases economic costs.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является шаговый двигатель, содержащий ротор, на котором расположены постоянные магниты, выполняющие функцию полюсов, и статор, на котором расположены отдельные обмотки. Каждая обмотка связана с изолированным источником постоянного напряжения и с системой управления. Питание постоянным током подается на каждую обмоток отдельно, причем поочередно с помощью системы управления, что обеспечивает шаговое движение ротора и его фиксацию при обесточенных обмотках. Шаг двигателя зависит от количества обмоток (Емельянов А.В. Шаговые двигатели: учеб. пособие / А.В. Емельянов, А.Н. Шилин. - Волгоград: ВолгГТУ, 2005. - С. 6, рис. 2, 3).Closest to the proposed utility model in terms of technical nature and the achieved result (prototype) is a stepper motor containing a rotor, on which there are permanent magnets that perform the function of poles, and a stator, on which individual windings are located. Each winding is connected to an isolated source of constant voltage and to a control system. DC power is supplied to each winding separately, and in turn with the help of a control system, which provides step-by-step movement of the rotor and its fixation with de-energized windings. The motor step depends on the number of windings (Emelyanov A.V. Stepper motors: study guide / A.V. Emelyanov, A.N. Shilin. - Volgograd: Volgograd State Technical University, 2005. - P. 6, Fig. 2, 3).
Основными недостатками этого устройства являются отсутствие выработки напряжения ввиду обеспечения движения ротора только при поступлении извне постоянного напряжения от изолированного источника на обмотки в определенной последовательности, что связано с дополнительным расходом электрической энергии.The main disadvantages of this device are the lack of voltage generation due to the movement of the rotor only when external voltage is supplied from an isolated source to the windings in a certain sequence, which is associated with an additional consumption of electric energy.
Представленная полезная модель решает проблему выработки напряжения при отсутствии изолированного источника постоянного напряжения на каждой обмотке.The presented utility model solves the problem of generating voltage in the absence of an isolated source of constant voltage on each winding.
Решение данной технической проблемы достигается тем, что в регулируемом источнике постоянного напряжения, содержащем ротор, на котором расположены постоянные магниты, выполняющие функцию полюсов, и статор, на котором расположены обмотки, согласно полезной модели ротор выполнен принудительно вращающимся внешним источником механической энергии для наведения в обмотках статора переменного напряжения. Количество обмоток на статоре четное и равно количеству полюсов на роторе. Диаметрально противоположные первая и третья обмотки, а также диаметрально противоположные вторая и четвертая обмотки соединены последовательно. Начала первой и второй обмоток подключены к выпрямительному мосту. Концы третьей и четвертой обмоток объединены между собой, а начала третьей и четвертой обмоток связаны с концами первой и второй обмоток соответственно.The solution to this technical problem is achieved by the fact that in an adjustable constant voltage source containing a rotor, on which there are permanent magnets that perform the function of poles, and a stator on which the windings are located, according to a utility model, the rotor is made by forcibly rotating external source of mechanical energy for guidance in the windings stator AC voltage. The number of windings on the stator is even and equal to the number of poles on the rotor. The diametrically opposite first and third windings, as well as the diametrically opposite second and fourth windings are connected in series. The beginning of the first and second windings are connected to the rectifier bridge. The ends of the third and fourth windings are combined, and the beginning of the third and fourth windings are connected with the ends of the first and second windings, respectively.
Обеспечение возможности исключения изолированного источника постоянного напряжения на каждой обмотке обусловлено тем, что на обмотках в генераторном режиме от вращения постоянных магнитов, находящихся на роторе, наводится ЭДС в обмотках, которая снимается с обмоток прямо на нагрузку.The possibility of eliminating an isolated source of constant voltage on each winding is due to the fact that the windings in the generator mode from the rotation of the permanent magnets located on the rotor induce an EMF in the windings, which is removed from the windings directly to the load.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. 1 приведена схема расположения постоянных магнитов на роторе и обмоток на статоре; на фиг. 2 принципиальная схема модели регулируемого источника постоянного напряжения; на фиг. 3 представлены графики зависимостей генерируемого напряжения на обмотках статора от времени; на фиг. 4 представлены графики зависимостей переменного напряжения между входами выпрямительного моста от времени; на фиг. 5 показан порядок включения тиристоров выпрямительного моста.The proposed utility model is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows the arrangement of permanent magnets on the rotor and windings on the stator; in FIG. 2 is a schematic diagram of a model of an adjustable constant voltage source; in FIG. 3 shows graphs of the dependences of the generated voltage on the stator windings on time; in FIG. 4 shows graphs of the dependences of the alternating voltage between the inputs of the rectifier bridge on time; in FIG. 5 shows the procedure for turning on the rectifier bridge thyristors.
Кроме того, на чертежах использованы следующие обозначения:In addition, the following notation is used in the drawings:
- L1 - L4 - обмотки статора;- L1 - L4 - stator windings;
- T1 - Т4 - тиристоры;- T1 - T4 - thyristors;
- N - северный полюс постоянного магнита;- N is the north pole of the permanent magnet;
- S - южный полюс постоянного магнита;- S is the south pole of the permanent magnet;
- • - начала обмоток;- • - the beginning of the windings;
- Р - ротор;- P is the rotor;
- С - статор;- C - stator;
- U - переменное напряжение;- U - alternating voltage;
- Ud - постоянное напряжение;- Ud is a constant voltage;
- t - время;- t is time;
- t1 – t3 - моменты времени.- t1 - t3 - time instants.
Регулируемый источник постоянного напряжения содержит ротор, на котором расположены постоянные магниты, выполняющие функцию полюсов, и статор, на котором расположены обмотки. Ротор выполнен принудительно вращающимся внешним источником механической энергии для наведения в обмотках статора переменного напряжения. Количество обмоток на статоре четное и равно количеству полюсов на роторе. Диаметрально противоположные первая и третья обмотки, а также диаметрально противоположные вторая и четвертая обмотки соединены последовательно. Начала первой и второй обмоток подключены к выпрямительному мосту. Концы третьей и четвертой обмоток объединены между собой, а начала третьей и четвертой обмоток связаны с концами первой и второй обмоток соответственно.The adjustable constant voltage source contains a rotor, on which there are permanent magnets that perform the function of poles, and a stator, on which the windings are located. The rotor is made forcibly rotating an external source of mechanical energy to induce alternating voltage in the stator windings. The number of windings on the stator is even and equal to the number of poles on the rotor. The diametrically opposite first and third windings, as well as the diametrically opposite second and fourth windings are connected in series. The beginning of the first and second windings are connected to the rectifier bridge. The ends of the third and fourth windings are combined, and the beginning of the third and fourth windings are connected with the ends of the first and second windings, respectively.
Пример выполнения регулируемого источника постоянного напряжения, содержащего две пары обмоток статора, соединенных последовательно, и две пары полюсов на роторе.An example of the implementation of an adjustable constant voltage source containing two pairs of stator windings connected in series and two pairs of poles on the rotor.
Регулируемый источник постоянного тока содержит ротор 1 (Р), на валу которого расположены два подковообразных постоянных магнита 2, выполняющие функции двух пар полюсов S-N, и статор 3 (С), на котором расположены четыре обмотки - первая обмотка 4 (L1), являющаяся четной, вторая обмотка 5 (L2), являющаяся нечетной, третья обмотка 6 (L3), являющаяся четной, обмотка 7 (L4), являющаяся нечетной. Таким образом, количество обмоток - 4 (L1), 5 (L2), 6 (L3), 7 (L4) - на статоре 3 (С) четное и равно количеству полюсов на роторе 1 (Р).The adjustable direct current source contains a rotor 1 (P), on the shaft of which there are two horseshoe-shaped
Диаметрально противоположные первая обмотка 4 (L1) и третья обмотка 6 (L3), а также диаметрально противоположные вторая обмотка 5 (L2) и четвертая обмотка 7 (L4) соединены последовательно.The diametrically opposite first winding 4 (L1) and the third winding 6 (L3), as well as the diametrically opposite second winding 5 (L2) and the fourth winding 7 (L4) are connected in series.
Начало первой обмотки 4 (L1) подсоединено к входу 8 выпрямительного моста, связанного с тиристорами 10 (Т1) и 11 (Т2). Начало второй обмотки 5 (L2) подсоединено к входу 9 выпрямительного моста, связанного с тиристорами 12 (Т3) и 13 (Т4).The beginning of the first winding 4 (L1) is connected to the
Конец третьей обмотки 6 (L3) и конец четвертой обмотки 7 (L4) объединены. Конец первой обмотки 4 (L1) соединен с началом третьей обмотки 6 (L3). Конец второй обмотки 5 (L2) соединен с началом четвертой обмотки 7 (L4).The end of the third winding 6 (L3) and the end of the fourth winding 7 (L4) are combined. The end of the first winding 4 (L1) is connected to the beginning of the third winding 6 (L3). The end of the second winding 5 (L2) is connected to the beginning of the fourth winding 7 (L4).
Выход 14 выпрямительного моста подключен к входу нагрузки 15 (R), а выход 16 выпрямительного моста подключен к выходу нагрузки 15 (R) (фиг. 1, 2).The
Работа регулируемого источника постоянного напряжения происходит следующим образом.The operation of an adjustable constant voltage source is as follows.
При вращении ротора 1 (Р) находящиеся на нем постоянные магниты с двумя парами полюсов S-N в обмотках статора 4 (L1), 5 (L2). 6 (L3), 7 (L4) наводят переменное напряжение (фиг. 3). При этом на обмотках 4 (L1), 6 (L3) и 5 (L2), 7 (L4) происходит сложение выработанной величины напряжения (фиг. 4).When the rotor 1 (P) rotates, the permanent magnets located on it with two pairs of S-N poles in the stator windings 4 (L1), 5 (L2). 6 (L3), 7 (L4) induce an alternating voltage (Fig. 3). At the same time, on the windings 4 (L1), 6 (L3) and 5 (L2), 7 (L4), the developed voltage value is added (Fig. 4).
При подаче переменного напряжения на входы 8, 9 выпрямительного моста в момент времени t1 открыты тиристор 10 (Т1) и тиристор 13 (Т4). В момент времени t2 тиристор 10 (Т1) и тиристор 13 (Т4) закрываются, а тиристор 12 (Т3) и тиристор 11 (Т2) открыты. В момент времени t3, как и в момент времени t1, тиристор 12 (Т3) и тиристор 13 (Т4) закрываются, а тиристор 10 (Т1) и тиристор 11 (Т2) открыты, и процесс повторяется дальше. С выходов выпрямительного моста преобразованное напряжение подается на вход 14 нагрузки 15 (R) и на выход 16 нагрузки 15 (R) (фиг. 5).When applying alternating voltage to the
Таким образом, представленная полезная модель способна создавать напряжение двойной величины без использования изолированных источников питания за счет последовательного соединения обмоток статора, кроме того, за счет наличия тиристоров в выпрямительном мосту есть возможность регулирования величины пропускаемого тока за счет изменения угла открытия тиристоров.Thus, the presented utility model is capable of creating a voltage of double magnitude without the use of isolated power sources due to the series connection of the stator windings, in addition, due to the presence of thyristors in the rectifier bridge, it is possible to control the amount of transmitted current by changing the opening angle of the thyristors.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017124689U RU179619U1 (en) | 2017-07-11 | 2017-07-11 | Adjustable DC voltage source |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017124689U RU179619U1 (en) | 2017-07-11 | 2017-07-11 | Adjustable DC voltage source |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU179619U1 true RU179619U1 (en) | 2018-05-21 |
Family
ID=62203084
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017124689U RU179619U1 (en) | 2017-07-11 | 2017-07-11 | Adjustable DC voltage source |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU179619U1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU294210A1 (en) * | Л. Б. Серебр ник | DC GENERATOR | ||
SU890546A1 (en) * | 1979-06-06 | 1981-12-15 | Предприятие П/Я М-5644 | Dc electric pulse generator for electrochemical machine |
US4344007A (en) * | 1978-07-21 | 1982-08-10 | Brown Dallas B | Direct current motor and generator |
US20020047335A1 (en) * | 2000-01-06 | 2002-04-25 | Kinya Matsuzawa | Power generator, timepiece and electronic device having the same, and cogging torque adjustment method for the same |
RU25637U1 (en) * | 2002-03-19 | 2002-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю.Е. Седакова | ROTARY ANCHOR ELECTROMAGNET |
RU65312U1 (en) * | 2006-09-25 | 2007-07-27 | Общевойсковая Академия Вооруженных Сил Российской Федерации | DC GENERATOR |
-
2017
- 2017-07-11 RU RU2017124689U patent/RU179619U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU294210A1 (en) * | Л. Б. Серебр ник | DC GENERATOR | ||
US4344007A (en) * | 1978-07-21 | 1982-08-10 | Brown Dallas B | Direct current motor and generator |
SU890546A1 (en) * | 1979-06-06 | 1981-12-15 | Предприятие П/Я М-5644 | Dc electric pulse generator for electrochemical machine |
US20020047335A1 (en) * | 2000-01-06 | 2002-04-25 | Kinya Matsuzawa | Power generator, timepiece and electronic device having the same, and cogging torque adjustment method for the same |
RU25637U1 (en) * | 2002-03-19 | 2002-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю.Е. Седакова | ROTARY ANCHOR ELECTROMAGNET |
RU65312U1 (en) * | 2006-09-25 | 2007-07-27 | Общевойсковая Академия Вооруженных Сил Российской Федерации | DC GENERATOR |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Sirewal et al. | Analysis of a brushless wound rotor synchronous machine employing a stator harmonic winding | |
Wadibhasme et al. | Review of various methods in improvement in speed, power & efficiency of induction motor | |
RU179619U1 (en) | Adjustable DC voltage source | |
RU178636U1 (en) | Adjustable DC Source | |
RU2414039C1 (en) | Modular synchronous electric machine | |
RU2674465C2 (en) | Source of direct current, installed on synchronous step engine, with increased output power | |
RU177488U1 (en) | Single-phase synchronous-step alternator | |
RU2674466C2 (en) | Source of direct current, installed on synchronous step engine, with increased voltage | |
RU177489U1 (en) | Single-phase alternating voltage generator made on a valve motor | |
RU2684167C2 (en) | Radiation power current source with low radiation coefficient | |
RU2332773C1 (en) | Stand-alone contactless synchronous generator | |
RU2667660C1 (en) | Sine cosine two-phase generator | |
RU2414793C1 (en) | Non-contact modular magnetoelectric machine | |
RU175895U9 (en) | RING WINDING ANCHOR ELECTRIC MACHINE | |
RU2414790C1 (en) | Synchronous electric machine with modulated magnetomotive force of armature | |
RU2414791C1 (en) | Modular electrical machine | |
RU144223U1 (en) | MAGNETO ELECTRIC MACHINE | |
TWI704748B (en) | Power generator set | |
RU2379814C1 (en) | Electrical machine with electromagnetic excitation | |
RU203008U1 (en) | IMPROVED FEEDBACK AC GENERATOR | |
RU2414794C1 (en) | Non-contact modular synchronous magnetoelectric machine | |
RU124082U1 (en) | Brushless DC Motor | |
RU203289U1 (en) | GENERATOR WITH FEEDBACK | |
RU2723297C1 (en) | Motor stator | |
RU202412U1 (en) | ALTERNATOR |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20180712 |