RU2091970C1 - Электрический генератор - Google Patents
Электрический генератор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2091970C1 RU2091970C1 RU94039448A RU94039448A RU2091970C1 RU 2091970 C1 RU2091970 C1 RU 2091970C1 RU 94039448 A RU94039448 A RU 94039448A RU 94039448 A RU94039448 A RU 94039448A RU 2091970 C1 RU2091970 C1 RU 2091970C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- winding
- rotor
- output
- electric
- current regulator
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
Использование: для получения электрической энергии в автономных энергетических установках. Сущность: электрический генератор содержит магнитопровод статора с полюсами, вдоль которых помещается ферромагнитный ротор, обмотку, соединенную через регулятор электрического тока с нагрузкой, источник возбуждения магнитного потока, датчик нейтрального положения ротора, соединенный с входом управления регулятора тока, датчик скорости изменения электрического тока, подключенный к обмотке, выход которого соединен с вторым входом управления регулятора тока через пороговое устройство. При достижении максимального тока в обмотке подключается нагрузка, благодаря чему обеспечивается оптимальная отдача энергии для любой амплитуды, частоты и закона движения ротора. 2 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для получения электрической энергии в автономных энергетических установках с тепловым двигателем или с использованием энергии колебательного движения морской волны.
Наиболее близким по технической сущности заявленному техническому решению является электрический генератор, содержащий магнитопровод статора с полюсами, ферромагнитный ротор, выполненный с возможностью перемещения вдоль полюсов, обмотку, сцепленную с магнитной цепью, источник возбуждения магнитного потока, выходом соединенный со входом регулятора тока, выход которого соединен с обмоткой и нагрузкой, датчик нейтрального положения ротора, расположенный на статоре, выход которого соединен с первым входом управления регулятора тока, и датчик положения ротора [1]
В указанном электрическом генераторе по сигналу датчика положения ротора в определенном положении ротора происходит подключение нагрузки и отдача электрической энергии потребителю. Однако, положение ротора, в котором происходит оптимальная отдача энергии зависит от амплитуды колебания ротора и отдача энергии резко падает при отклонении амплитуды от заданного значения или окончательно прекращается, когда ротор не доходит до того положения, в котором происходит подключение нагрузки. В этом случае возникает необходимость в подстройке положения срабатывания датчика, что трудно выполнимо в автономных энергетических установках из-за сложности с доступом и практически не осуществимо в энергетических установках с использованием энергии колебательного движения морской волны, поскольку амплитуда здесь все время меняется.
В указанном электрическом генераторе по сигналу датчика положения ротора в определенном положении ротора происходит подключение нагрузки и отдача электрической энергии потребителю. Однако, положение ротора, в котором происходит оптимальная отдача энергии зависит от амплитуды колебания ротора и отдача энергии резко падает при отклонении амплитуды от заданного значения или окончательно прекращается, когда ротор не доходит до того положения, в котором происходит подключение нагрузки. В этом случае возникает необходимость в подстройке положения срабатывания датчика, что трудно выполнимо в автономных энергетических установках из-за сложности с доступом и практически не осуществимо в энергетических установках с использованием энергии колебательного движения морской волны, поскольку амплитуда здесь все время меняется.
Техническая задача изобретения создание электрического генератора с повышенными энергетическими показателями, в частности увеличение удельной выходной мощности с автоматическим регулированием режима работы генератора.
Задача решается тем, что в электрический генератор, содержащий магнитопровод статора с полюсами, ферромагнитный ротор, выполненный с возможностью перемещения вдоль полюсов, обмотку, сцепленную с магнитной цепью, источник возбуждения магнитного потока, выходом соединенный с входом регулятора тока, выход которого соединен с обмоткой и нагрузкой, датчик нейтрального положения ротора, расположенный на статоре, выход которого соединен с первым входом управления регулятора тока, и датчик положения ротора, введено пороговое устройство, вход которого соединен с выходом датчика положения ротора, а выход с вторым входом управления регулятора тока, а датчик положения ротора выполнен в виде датчика скорости изменения электрического тока, который включен в цепь обмотки.
Сущность технического решения поясняется следующим.
Благодаря введению датчика скорости изменения электрического тока в электрическую цепь обмотки и порогового устройства, вход которого соединен с выходом датчика скорости изменения электрического тока, а выход с вторым входом управления регулятора тока, происходит автоматическая регулировка режима работы электрического генератора и тем самым обеспечивается оптимальная отдача электрической энергии для любой амплитуды колебания ротора.
Указанные особенности изобретения представляют его отличия от прототипа и обуславливают новизну предложения, эти отличия являются существенными, поскольку именно они обеспечивают достижение технического результата, отраженного в технической задаче и отсутствуют в известных технических решениях с тем же эффектом.
На фиг. 1 приведена конструктивная и электрическая схема; на фиг. 2 - временные диаграммы электрического генератора.
Электрический генератор содержит магнитопровод статора 1 с полюсами 2, ферромагнитный ротор 3, выполненный с возможностью перемещения вдоль полюсов 2 и отделенный от магнитопровода статора воздушным зазором 4, обмотку 5, сцепленную с магнитной цепью генератора, регулятор электрического тока 6, нагрузку 7 с диодом 8, датчик нейтрального положения ротора 9, датчик скорости изменения электрического тока 10, пороговое устройство 11. Регулятор электрического тока 6 выполнен в виде однофазного двухполупериодного выпрямительного моста, два противоположных плеча которого выполнены на управляемых ключах 12 и 13, а два других на диодах 14 и 15, при этом к выходу постоянного тока выпрямительного моста подключена обмотка 5 и нагрузка 7 с диодом 8, а к входу переменного тока подсоединен источник возбуждения магнитного потока 16. К входу переменного тока может быть также подсоединена нагрузка. Входами управления регулятора тока 6 являются входы управления управляемых ключей 12 и 13. Датчик нейтрального положения ротора 9 расположен на магнитопроводе статора 1, выход которого соединен с первыми входами управляемых ключей 12 и 13. Датчик скорости изменения электрического тока 10 представляет собой маломощный трансформатор 17, первичная обмотка которого включена в цепь обмотки 5, а вторичная нагружена на резистор 18 с большим активным сопротивлением. В таком трансформаторе магнитный поток в сердечнике будет создаваться только электрическим током первичной обмотки и напряжение на резисторе 18, пропорциональное скорости изменения магнитного потока в сердечнике, будет однозначно связано со скоростью изменения электрического тока в первичной обмотке, а следовательно, со скоростью изменения электрического тока в обмотке 5 электрического генератора. К резистору 18 подсоединен вход порогового устройства 11, выход которого соединен с вторыми входами управления управляемых ключей 12 и 13.
Электрический генератор работает следующим образом.
В нейтральном положении ротора 3 с датчика нейтрального положения 9 на первые входы управления управляемых ключей 12 и 13 подается сигнал С1 и ключи открываются. Электрический ток IB от источника возбуждения магнитного потока 16 через ключи 12 и 13 поступает в обмотку 5 и создает магнитный поток в магнитной цепи генератора. При этом диоды 14 и 15 заперты обратным напряжением.
При перемещении ротора 3 из нейтрального положения магнитное сопротивление в воздушных зазорах 4 возрастает и магнитный поток в магнитной цепи убывает, в результате чего в обмотке 5 наводится Э.Д.С. Когда возникшая Э.Д. С. превысит напряжение источника возбуждения 16 диоды 14 и 15 открываются и электрический ток Iк, создаваемый обмоткой 5, накоротко замыкается по двум ветвям, одна из которых образована управляемым ключом 12 и диодом 14, а другая диодом 15 и управляемым ключом 13.
При дальнейшем перемещении ротора 3 магнитное сопротивление в воздушных зазорах 4 продолжает возрастать. Однако, при отсутствии практически активного сопротивления в цепи обмотки в соответствии с законом электромагнитной индукции магнитный поток будет сохраняться, проведение которого по все возрастающему магнитному сопротивлению в воздушных зазорах 4 приведет к резкому нарастанию электрического тока в обмотке 5.
В этот промежуток времени в рабочих воздушных зазорах 4 происходит "сжатие" и "растяжение" линий магнитной индукции и в результате этого - преобразование механической энергии в магнитную в соответствии с известной формулой
где Iк электрический ток в обмотке;
L -индуктивность обмотки.
где Iк электрический ток в обмотке;
L -индуктивность обмотки.
Когда электрический ток в обмотке 5 будет приближаться к максимальному значению, его скорость изменения и напряжение на резисторе 18 будут снижаться. Как только напряжение на резисторе 18 станет меньше порогового значения Un, на выходе порогового устройства 11 возникнет сигнал С2, который закроет ключи 12 и 13. Электрический ток Ip, создаваемый обмоткой 5 за счет запасенной магнитной энергии Wм будет теперь запитывать нагрузку 7 и через диоды 14 и 15 подзаряжать источник возбуждения магнитного потока 16.
Таким образом, подключение нагрузки к обмотке генератора при максимальном токе путем использования датчика скорости изменения электрического тока и порогового устройства, подключенного между выходом этого датчика и входом управления регулятора тока, позволяет повысить отдачу электрической энергии для любой амплитуды, частоты и закона движения ротора без дополнительной подстройки датчика и тем самым повысить энергетические показатели и упростить обслуживание электрического генератора.
Кроме того, опережающее подключение нагрузки по отношению к моменту достижения электрическим током максимального значения позволяет учесть смещение максимумов магнитной энергии и электрического тока, вызванное спаданием индуктивности, как функции положения ротора, и тем самым дополнительно повысить энергетические показатели электрического генератора.
Источники информации.
1. Патент СССР, N 1066469, кл. Н О2 К 33/00. Генератор возвратно-поступательного движения (Жак Анри Жарре, Жан Мари Батист Жарре (Франция) заявл. 09.06.75; опубл. 07.01.84. (прототип).
Claims (1)
- Электрический генератор, содержащий магнитопровод статора с полюсами, ферромагнитный ротор, выполненный с возможностью перемещения вдоль полюсов, обмотку, сцепленную с магнитной цепью, источник возбуждения магнитного потока, выходом соединенный с входом регулятора тока, выходы которого соединены с обмоткой и нагрузкой, датчик нейтрального положения ротора, расположенный на статоре, выход которого соединен с первым входом управления регулятора тока, и датчик положения ротора, отличающийся тем, что введено пороговое устройство, вход которого соединен с выходом датчика положения ротора, а выход с вторым входом управления регулятора тока, а датчик положения ротора выполнен в виде датчика скорости изменения электрического тока, который включен в цепь обмотки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94039448A RU2091970C1 (ru) | 1994-10-04 | 1994-10-04 | Электрический генератор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94039448A RU2091970C1 (ru) | 1994-10-04 | 1994-10-04 | Электрический генератор |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94039448A RU94039448A (ru) | 1996-10-27 |
RU2091970C1 true RU2091970C1 (ru) | 1997-09-27 |
Family
ID=20161947
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94039448A RU2091970C1 (ru) | 1994-10-04 | 1994-10-04 | Электрический генератор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2091970C1 (ru) |
-
1994
- 1994-10-04 RU RU94039448A patent/RU2091970C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
SU, авторское свидетельство, 1066469, кл. Н 02 K 33/00, 1984. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU94039448A (ru) | 1996-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6011377A (en) | Switched reluctance starter/generator system and method of controlling same | |
Mademlis et al. | Optimizing performance in current-controlled switched reluctance generators | |
US4546293A (en) | Motor control for a brushless DC motor | |
EP0952663B1 (en) | Driving circuit for oscillatory actuator | |
Amissa et al. | Switched reluctance generator for variable speed wind energy applications | |
GB1162725A (en) | Means for Controlling the Current of Electric Traction Motors of A.C. Thermal-Electric Drives | |
Wang et al. | A low-power, linear, permanent-magnet generator/energy storage system | |
US5327073A (en) | Load-dispatching apparatus having improved power supply cut-off | |
Kotsur et al. | Converter for frequency-current slip-power recovery scheme | |
SU1066469A3 (ru) | Генератор возвратно-поступательного движени | |
RU2091970C1 (ru) | Электрический генератор | |
Cheshmehbeigi et al. | Maximum output torque control in improved flux path homopolar brushless DC motor with axillary field by using optimal control of turn-on and turn-off angles in variable speed applications | |
Yu et al. | High efficiency operation of a switched reluctance generator over a wide speed range | |
US4393429A (en) | Superconductive coil system with protecting device | |
RU2701169C9 (ru) | Малогабаритная система генерирования постоянного тока | |
RU2099850C1 (ru) | Способ управления асинхронным двигателем с фазным ротором | |
RU2279173C2 (ru) | Индукторный двигатель | |
US4954765A (en) | Fully automatic phase controller for a non-coil armature type generator | |
SU1767651A1 (ru) | Транзисторный автогенератор | |
Sartori et al. | Simulation and analysis of switched reluctance generator for renewable energy applications | |
RU2175808C2 (ru) | Преобразователь энергии | |
RU2062336C1 (ru) | Энергетическая установка | |
SU1675868A1 (ru) | Индукционный регул тор переменного напр жени | |
Alagur et al. | Speed Control of Induction Motor by V/F Method Using Fuzzy Technique | |
SU1467733A1 (ru) | Автономный источник электропитани |