RU2332773C1 - Stand-alone contactless synchronous generator - Google Patents
Stand-alone contactless synchronous generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2332773C1 RU2332773C1 RU2007120541/09A RU2007120541A RU2332773C1 RU 2332773 C1 RU2332773 C1 RU 2332773C1 RU 2007120541/09 A RU2007120541/09 A RU 2007120541/09A RU 2007120541 A RU2007120541 A RU 2007120541A RU 2332773 C1 RU2332773 C1 RU 2332773C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- winding
- voltage
- inductor
- exciter
- excitation
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к синхронным бесконтактным генераторам, промышленной и повышенной частоты.The invention relates to electric machines, namely to synchronous contactless generators, industrial and high frequency.
Известна бесконтактная синхронная машина по а.с. СССР №868936, H02K 19/38 с магнитным совмещенным возбудителем, содержащая на статоре якорную обмотку, обмотку возбуждения возбудителя, дополнительную третью обмотку, выполненную на то же число полюсов, что и якорная обмотка машины, подсоединенную через управляемый выпрямитель к обмотке возбуждения возбудителя, а на роторе якорную обмотку возбудителя и обмотку возбуждения машины, подсоединенную через выпрямитель к якорной обмотке возбудителя.Known non-contact synchronous machine by A.S. USSR No. 868936, H02K 19/38 with a magnetic combined exciter, containing an anchor winding on the stator, an exciter winding, an additional third winding made to the same number of poles as the anchor winding of the machine, connected through a controlled rectifier to the exciter winding, and on the rotor, the anchor winding of the pathogen and the field winding of the machine, connected through a rectifier to the anchor winding of the pathogen.
К недостаткам этой машины относится сложность регулирования возбуждения в генераторном режиме в статических и динамических режимах, низкий КПД за счет многих преобразований энергии.The disadvantages of this machine include the difficulty of regulating the excitation in the generator mode in static and dynamic modes, low efficiency due to many energy conversions.
Наиболее близким по техническому решению является (Пат. RU №2145461, МПК Н02К 19/38. Автономный бесконтактный синхронный генератор - №97119560/09; Заявл. 26.11.97; Опубл. 10.02.00; Бюл. №4 - 6 с.: ил.).The closest in technical solution is (Pat. RU No. 2145461, IPC Н02К 19/38. Autonomous non-contact synchronous generator - No. 97119560/09; Declared Nov 26, 1997; Publ. 10.02.00; Bull. No. 4 - 6 pp .: ill.).
Автономный бесконтактный синхронный генератор с магнитным совмещенным возбудителем, содержащий на индукторе обмотку возбуждения возбудителя, основную обмотку и дополнительную обмотку индуктора, соединенную с трехфазным выпрямителем, а на якоре обмотку возбудителя и обмотку возбуждения генератора с выпрямителем, импульсный регулятор тока возбуждения с силовым элементом.An autonomous non-contact synchronous generator with a magnetic combined exciter, containing on the inductor the exciter winding, the main winding and the additional inductor winding connected to the three-phase rectifier, and at the anchor the exciter winding and the generator excitation winding with the rectifier, a pulse excitation current regulator with a power element.
Недостатком этого технического решения является значительное снижение напряжения при запуске асинхронных двигателей соизмеримой с генератором мощности.The disadvantage of this technical solution is a significant reduction in voltage when starting induction motors commensurate with the power generator.
Техническим решением поставленной задачи является расширение функциональных возможностей источника за счет подключения двигательной нагрузки соизмеримой с мощностью генератора.The technical solution to this problem is to expand the functionality of the source by connecting a motor load commensurate with the power of the generator.
Задача достигается тем, что автономный бесконтактный синхронный генератор с магнитным совмещенным возбудителем, содержащий на индукторе обмотку возбуждения возбудителя, основную обмотку и дополнительную обмотку индуктора соединенную с трехфазным выпрямителем, а на якоре совмещенную обмотку возбудителя и возбуждения с выпрямителем, импульсный регулятор тока возбуждения с силовым элементом, дополнительно содержит молекулярный накопитель энергии и инвертор напряжения, причем основная обмотка индуктора соединена с выходными зажимами А, В, С и входом импульсного регулятора тока возбуждения с силовым элементом, дополнительная обмотка индуктора соединена через трехфазный выпрямитель с молекулярным накопителем энергии, а последний со входом инвертора напряжения, выход которого соединен с выходными зажимами А, В, С основной обмотки индуктора, а инвертор напряжения содержит внутреннюю структуру автоматической стабилизации частоты и напряжения.The task is achieved in that an autonomous non-contact synchronous generator with a magnetic combined exciter, containing an exciter excitation winding on the inductor, a main winding and an additional inductor winding connected to a three-phase rectifier, and at the anchor a combined exciter and excitation winding with a rectifier, a pulse excitation current regulator with a power element , further comprises a molecular energy storage device and a voltage inverter, the main winding of the inductor connected to the output terminals A, B, C and the input of the pulse regulator of the excitation current with the power element, the additional winding of the inductor is connected through a three-phase rectifier to a molecular energy storage, and the latter with the input of the voltage inverter, the output of which is connected to the output terminals A, B, C of the main winding of the inductor, and the voltage inverter contains an internal structure for automatic stabilization of frequency and voltage.
Новизна заявляемого технического решения достигается тем, счет что автономный бесконтактный синхронный генератор с магнитным совмещенным возбудителем дополнительно содержит молекулярный накопитель энергии и инвертор напряжения, причем основная обмотка индуктора соединена с выходными зажимами А, В, С и входом импульсного регулятора тока возбуждения с силовым элементом, дополнительная обмотка индуктора соединена через трехфазный выпрямитель с молекулярным накопителем энергии, а последний - со входом инвертора напряжения, выход которого соединен с выходными зажимами А, В, С основной обмотки индуктора, а инвертор напряжения содержит внутреннюю структуру автоматической стабилизации частоты и напряжения.The novelty of the claimed technical solution is achieved by the fact that the autonomous non-contact synchronous generator with a magnetic combined exciter additionally contains a molecular energy storage device and a voltage inverter, the main winding of the inductor connected to the output terminals A, B, C and the input of the pulse excitation current regulator with a power element, additional the inductor winding is connected through a three-phase rectifier with a molecular energy storage, and the latter is connected to the input of the voltage inverter, the output of which th connected to output terminals A, B, C, main inductor winding and the voltage inverter comprises an internal structure of the automatic frequency and voltage stabilization.
По данным научно-исследовательской и патентной литературы авторам не известна заявляемая совокупность признаков, направленная на достижение поставленной задачи и этого решение не вытекает с очевидностью из известного уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии решения уровню изобретения.According to the research and patent literature, the authors are not aware of the claimed combination of features aimed at achieving the task and this solution does not follow from the prior art, which allows us to conclude that the solution meets the level of the invention.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлена принципиальная схема автономного бесконтактного синхронного генератора.The invention is illustrated in the drawing, which shows a schematic diagram of an autonomous contactless synchronous generator.
Индуктор 1 генератора содержит обмотку возбуждения возбудителя 2, основную обмотку 3 с выходными зажимами А, В, С. Дополнительная обмотка 4 соединена с трехфазным выпрямителем 5, а выход последнего с молекулярным накопителем энергии 6 и инвертором напряжения 7, выход которого соединен с выходными зажимами А, В, С основной обмотки 3. Обмотка возбудителя 2 через регулирующий элемент, например, транзистор 8 импульсного регулятора тока возбуждения 9, соединена с источником постоянного тока «плюс»-«минус». Импульсный регулятор тока возбуждения 9 своим входом соединен с выходными зажимами А, В, С основной обмотки 3.The inductor 1 of the generator contains a field winding of the pathogen 2, the main winding 3 with output terminals A, B, C. The additional winding 4 is connected to a three-phase rectifier 5, and the output of the latter with a molecular energy storage 6 and a voltage inverter 7, the output of which is connected to the output terminals A , B, C of the main winding 3. The winding of the pathogen 2 through a regulating element, for example, a transistor 8 of a pulse regulator of the excitation current 9, is connected to a DC source "plus" - "minus". The pulse regulator of the excitation current 9 is connected by its input to the output terminals A, B, C of the main winding 3.
Электрически совмещенная обмотка возбуждения и возбудителя 10 якоря 11 через выпрямитель 12 замыкается на нулевую точку.The electrically combined field winding and the pathogen 10 of the armature 11 through the rectifier 12 is closed to zero.
Дополнительная обмотка 4 индуктора выполняется на число пар полюсов, равное числу пар полюсов основной обмотки и на равные напряжения.The additional winding 4 of the inductor is performed on the number of pole pairs equal to the number of pole pairs of the main winding and equal voltages.
Вход импульсного регулятора тока возбуждения 9 соединен с выходом основной обмотки индуктора 3, тем самым реализуется отрицательная обратная связь по выходному напряжению.The input of the pulse regulator of the excitation current 9 is connected to the output of the main winding of the inductor 3, thereby implementing negative feedback on the output voltage.
Молекулярный накопитель энергии 6 (конденсатор с двойным электрическим слоем) применяется с необходимым допустимым напряжением.Molecular energy storage 6 (capacitor with a double electric layer) is used with the required permissible voltage.
Инвертор напряжения 7, например, с силовыми выходными IGBT транзисторами, имеет внутреннюю структуру управления, например, ШИМ или ШИР стабилизации частоты и напряжения.The voltage inverter 7, for example, with power output IGBT transistors, has an internal control structure, for example, PWM or WID stabilization of frequency and voltage.
Автономный бесконтактный синхронный генератор работает следующим образом.Autonomous contactless synchronous generator operates as follows.
Приводной двигатель вращает якорь 11 со скоростью, определяемой числом пар полюсов и заданной частотой тока генератора.The drive motor rotates the armature 11 at a speed determined by the number of pairs of poles and a given frequency of the generator current.
За счет тока в обмотке возбуждения возбудителя 2 создастся магнитный поток, замыкающийся на вращающемся якоре 11 и пересекающий электрически совмещенную обмотку возбуждения и возбудителя 10. В ней наводится ЭДС, которая выпрямляется выпрямителем 12, появляется постоянная составляющая тока, которая создает основной поток возбуждения. Генератор возбуждается, и напряжение возрастает на обмотках индуктора 3 и 4. При достижении определенной величины напряжения на зажимах А, В, С сигнал обратной связи управляет работой импульсного регулятора тока возбуждения 9, и последний уменьшает длительность открытого состояния транзистора 8, тем самым, ограничивая ток возбуждения и напряжение холостого хода на обмотках 3 и 4.Due to the current in the excitation winding of the pathogen 2, a magnetic flux will be created that closes on the rotating armature 11 and intersects the electrically combined field winding and the pathogen 10. An EMF is induced in it, which is rectified by the rectifier 12, a constant current component appears, which creates the main excitation flux. The generator is excited, and the voltage increases on the windings of the inductor 3 and 4. When a certain voltage is reached at the terminals A, B, C, the feedback signal controls the operation of the pulse regulator of the excitation current 9, and the latter reduces the duration of the open state of the transistor 8, thereby limiting the current excitation and open circuit voltage on windings 3 and 4.
Одновременно напряжение дополнительной обмотки 4 выпрямляется трехфазным выпрямителем 5, заряжается молекулярный накопитель энергии 6. При определенном напряжении на последнем в работу включается инвертор напряжения 7, преобразует постоянное напряжение в переменное и работает параллельно с основной обмоткой 3.At the same time, the voltage of the additional winding 4 is rectified by a three-phase rectifier 5, the molecular energy storage device is charged 6. At a certain voltage at the last, the voltage inverter 7 is turned on, converts the constant voltage into alternating voltage and works in parallel with the main winding 3.
При подключении нагрузки к выходным зажимам А, В, С напряжение уменьшается, сигнал обратной связи на импульсном регуляторе тока возбуждения 9 уменьшается и последний увеличивает длительность открытого состояния транзистора 8, тем самым увеличивая ток возбуждения в обмотке возбудителя 2.When the load is connected to the output terminals A, B, C, the voltage decreases, the feedback signal on the pulse regulator of the excitation current 9 decreases and the latter increases the duration of the open state of the transistor 8, thereby increasing the excitation current in the exciter winding 2.
Возрастает магнитный поток, что приводит к увеличению ЭДС в электрически совмещенной обмотке возбуждения и возбудителя 10 якоря 11. Увеличивается постоянная составляющая тока в обмотке 10, возрастает основной поток возбуждения и выходное напряжение на обмотках 3 и 4 восстанавливается.The magnetic flux increases, which leads to an increase in the EMF in the electrically combined field winding and the exciter 10 of the armature 11. The constant current component in the winding 10 increases, the main field flux increases, and the output voltage on the windings 3 and 4 is restored.
Одновременно, при снижении выходного напряжения на зажимах А, В, С, инвертор напряжения 7 своей собственной схемой управления стабилизирует выходное напряжение за счет энергии накопленной в молекулярном накопителе энергии 6. При этом отсутствует провал напряжения особенно при запуске асинхронных двигателей соизмеримой с генератором мощностью.At the same time, with a decrease in the output voltage at terminals A, B, C, the voltage inverter 7 stabilizes the output voltage with its own control circuit due to the energy stored in the molecular energy storage 6. In this case, there is no voltage drop especially when starting induction motors comparable with the generator power.
В отличие от известных генераторов, предлагаемый автономный бесконтактный синхронный генератор имеет следующие преимущества.Unlike well-known generators, the proposed autonomous non-contact synchronous generator has the following advantages.
1. За счет молекулярного накопителя энергии и инвертора напряжения отсутствуют провалы напряжения при подключении нагрузки соизмеримой мощности.1. Due to the molecular energy storage device and the voltage inverter, there are no voltage dips when connecting a load of comparable power.
2. По этим причинам можно уменьшать мощность приводного двигателя. Обычно для автономных источников приводной двигатель выбирается с запасом на запуск большой нагрузки.2. For these reasons, you can reduce the power of the drive motor. Typically, for stand-alone sources, the drive motor is selected with a margin to start a large load.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007120541/09A RU2332773C1 (en) | 2007-06-01 | 2007-06-01 | Stand-alone contactless synchronous generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007120541/09A RU2332773C1 (en) | 2007-06-01 | 2007-06-01 | Stand-alone contactless synchronous generator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2332773C1 true RU2332773C1 (en) | 2008-08-27 |
Family
ID=46274663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007120541/09A RU2332773C1 (en) | 2007-06-01 | 2007-06-01 | Stand-alone contactless synchronous generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2332773C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2465706C1 (en) * | 2011-03-25 | 2012-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУ ВПО "КубГТУ") | Stabilised axial contact-free dc generator |
| RU2498491C2 (en) * | 2012-08-09 | 2013-11-10 | Закрытое акционерное общество "НТК" | Method of stat-up and brushless excitation for non-contact asynchronous machine |
| RU2502180C2 (en) * | 2012-08-09 | 2013-12-20 | Закрытое акционерное общество "НТК" | Device for start-up and brushless excitation of non-contact synchronous machine |
-
2007
- 2007-06-01 RU RU2007120541/09A patent/RU2332773C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2465706C1 (en) * | 2011-03-25 | 2012-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУ ВПО "КубГТУ") | Stabilised axial contact-free dc generator |
| RU2498491C2 (en) * | 2012-08-09 | 2013-11-10 | Закрытое акционерное общество "НТК" | Method of stat-up and brushless excitation for non-contact asynchronous machine |
| RU2502180C2 (en) * | 2012-08-09 | 2013-12-20 | Закрытое акционерное общество "НТК" | Device for start-up and brushless excitation of non-contact synchronous machine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9209741B2 (en) | Method and system for controlling synchronous machine as generator/starter | |
| JP5216686B2 (en) | Permanent magnet generator | |
| EP3046235B1 (en) | Synchronous machine with rechargeable power storage devices | |
| RU99114456A (en) | ELECTRICAL SYSTEM FOR TURBINE / AC GENERATOR ON A COMMON SHAFT | |
| RU2509002C2 (en) | Electric transmission of ac traction vehicle power | |
| RU2332773C1 (en) | Stand-alone contactless synchronous generator | |
| US20190245466A1 (en) | Brushless synchronous power generation apparatus | |
| JP6334291B2 (en) | Exciter for AC exciter | |
| JP2013236480A (en) | Induction brushless ac excitation system | |
| EP2775592A2 (en) | Alternator for a power generation system | |
| CN105207334B (en) | System for supplying power to a load and corresponding power supply method | |
| RU107007U1 (en) | SMART START DEVICE FOR SYNCHRONOUS MOTOR WITH ASYNCHRONOUS ACTUATOR | |
| US8427090B2 (en) | Magnetic-drive-pulsation motor | |
| JP4174948B2 (en) | Energy storage device | |
| KR102246884B1 (en) | Power conversion circuit | |
| RU175195U1 (en) | ELECTROMECHANIC SOURCE | |
| CN101841210A (en) | Constant frequency and constant voltage sine-wave power unit consisting of axle generator and inverter | |
| RU2249900C1 (en) | Stator winding of dual-speed induction generator | |
| RU2145461C1 (en) | Off-line contactless synchronous generator | |
| JP2004048988A (en) | Switched reluctance machine | |
| RU2332779C1 (en) | Independent source of electric power | |
| RU2572023C2 (en) | Electrical power transmission for alternating-current traction vehicle | |
| RU2332772C1 (en) | Synchronous generator | |
| RU124082U1 (en) | Brushless DC Motor | |
| US20240063745A1 (en) | Boosted rotor supply circuit and method for improving pulsed electric machine efficiency |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090602 |