RU2465706C1 - Стабилизированный аксиальный бесконтактный генератор постоянного тока - Google Patents
Стабилизированный аксиальный бесконтактный генератор постоянного тока Download PDFInfo
- Publication number
- RU2465706C1 RU2465706C1 RU2011111479/07A RU2011111479A RU2465706C1 RU 2465706 C1 RU2465706 C1 RU 2465706C1 RU 2011111479/07 A RU2011111479/07 A RU 2011111479/07A RU 2011111479 A RU2011111479 A RU 2011111479A RU 2465706 C1 RU2465706 C1 RU 2465706C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- generator
- exciter
- winding
- spring
- coal
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехнике, в частности к бесконтактным электрическим машинам постоянного тока. Предлагаемый стабилизированный аксиальный бесконтактный генератор постоянного тока содержит корпус, подвозбудитель, возбудитель, основной генератор и регулятор напряжения. Согласно настоящему изобретению, регулятор напряжения установлен в нижней части корпуса генератора и состоит из электромагнита, к якорю которого жестко прикреплена пружина, и угольного столба, набранного из ряда наложенных друг на друга угольных шайб, сжимаемых пружиной. При этом рабочая обмотка электромагнита регулятора напряжения подключена к выходу генератора, а угольный столб включен в цепь обмотки возбуждения возбудителя, при этом сопротивление угольного столба зависит от силы сжатия угольных шайб указанной пружиной. Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, состоит в расширении области применения генератора за счет обеспечения стабилизации выпрямленного напряжения. 3 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам постоянного тока, и может быть использовано, например, для преобразования механической энергии вращения в электрическую энергию постоянного тока.
Известен бесколлекторный (вентильный) генератор постоянного тока (см. Кашин Я.М., Кириллов Г.А, Ракло А.В. Авиационное оборудование самолетов, Ч.1,: Мин-во обороны Рос. Федерации, Красн. высш. воен. авиац. уч-ще летчиков. - Краснодар: КВВАУЛ, 2006, с.37-39), содержащий корпус, в котором на одном валу установлены три электрические машины цилиндрической конструкции: подвозбудитель - магнитоэлектрическая синхронная машина с вращающимся индуктором, состоящим из постоянных магнитов с радиально направленным магнитным полем, и неподвижной рабочей обмоткой подвозбудителя; возбудитель - трехфазная синхронная машина с неподвижной обмоткой возбуждения возбудителя и вращающейся рабочей обмоткой возбудителя; основной генератор - трехфазная синхронная машина с вращающейся обмоткой возбуждения генератора и неподвижной рабочей обмоткой генератора и трехфазный выпрямитель.
Однако технология изготовления такого генератора постоянного тока сложна из-за необходимости штамповки листов магнитопроводов статора и ротора, необходимости выполнения обмоточных работ внутри цилиндрического статора, а качество вырабатываемой генератором электрической энергии недостаточно высоко из-за высокого коэффициента пульсации выпрямленного напряжения. Кроме того, стоимость такого генератора велика из-за большого расхода электротехнической стали, связанного с высоким процентом ее отходов при штамповке.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату является аксиальный бесконтактный генератор постоянного тока (пат. РФ №2402858), содержащий корпус; подвозбудитель, состоящий из постоянных магнитов индуктора подвозбудителя и магнитопровода с рабочей обмоткой подвозбудителя; возбудитель, состоящий из магнитопровода с обмоткой возбуждения возбудителя и магнитопровода с рабочей обмоткой возбудителя; и основной генератор, состоящий из магнитопровода с обмоткой возбуждения основного генератора и магнитопровода с рабочей обмоткой основного генератора, установленные на одном валу. В известном аксиальном генераторе постоянного тока постоянные магниты индуктора подвозбудителя и магнитопроводы, в пазы которых уложены обмотки подвозбудителя, возбудителя и основного генератора, выполнены аксиальными, при этом боковые аксиальные магнитопроводы жестко установлены в корпусе, а постоянные магниты индуктора подвозбудителя и внутренний аксиальный магнитопровод жестко установлены на валу с возможностью вращения относительно боковых аксиальных магнитопроводов, при этом постоянные магниты индуктора подвозбудителя установлены с торца одного бокового аксиального магнитопровода, а внутренний аксиальный магнитопровод установлен между боковыми аксиальными магнитопроводами. Внутренний аксиальный магнитопровод и боковой аксиальный магнитопровод, с торца которого установлены постоянные магниты индуктора подвозбудителя, выполнены с двумя активными торцовыми поверхностями с пазами, а другой боковой аксиальный магнитопровод выполнен с одной активной торцовой поверхностью с пазами. В пазы бокового аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями со стороны постоянных магнитов подвозбудителя уложена многофазная рабочая обмотка подвозбудителя, а с противоположной стороны уложена однофазная обмотка возбуждения возбудителя, которая подключена к рабочей обмотке подвозбудителя через многофазный двухполупериодный выпрямитель. В пазы внутреннего аксиального магнитопровода со стороны обмотки возбуждения возбудителя уложена многофазная рабочая обмотка возбудителя, а с противоположной стороны уложена однофазная обмотка возбуждения основного генератора, которая подключена к рабочей обмотке возбудителя через многофазный двухполупериодный выпрямитель. В пазы бокового аксиального магнитопровода с одной активной торцовой поверхностью уложена многофазная рабочая обмотка основного генератора, которая подключена к многофазному выпрямителю.
Однако выходное напряжение U такого генератора зависит от частоты вращения постоянных магнитов индуктора подвозбудителя и внутреннего аксиального магнитопровода с многофазной рабочей обмоткой возбудителя и однофазной обмоткой возбуждения основного генератора
U=CwФ,
где С - конструктивный коэффициент, w - частота вращения, Ф - магнитный поток возбуждения.
Возможная установка привода постоянной частоты вращения ухудшает массогабаритные показатели генератора, а также снижает надежность его работы.
Технический результат заявленного изобретения - расширение области применения генератора за счет стабилизации выпрямленного напряжения.
Технический результат достигается тем, что в нижней части корпуса предлагаемого стабилизированного генератора постоянного тока, содержащего корпус, подвозбудитель, возбудитель и основной генератор, постоянные магниты и магнитопроводы которых выполнены аксиальными, устанавливается регулятор напряжения, состоящий из электромагнита, к якорю которого жестко прикрепляется пружина, и угольного столба, который набирается из ряда угольных шайб, накладываемых друг на друга и сжимаемых пружиной. При этом рабочая обмотка электромагнита подключается к выходу генератора, а угольный столб включается в цепь обмотки возбуждения возбудителя. Сопротивление угольного столба зависит от силы сжатия угольных шайб пружиной.
Предлагаемое изобретение, выполняя функцию генератора постоянного тока, как и прототип, в тоже время в отличие от него позволяет расширить область применения генератора за счет стабилизации его выходного напряжения.
На фиг.1 представлен общий вид предлагаемого стабилизированного аксиального бесконтактного генератора постоянного тока в разрезе, на фиг.2 - электрическая схема предлагаемого стабилизированного аксиального бесконтактного генератора постоянного тока, на фиг.3 - конструкция регулятора напряжения и схема его включения.
Стабилизированный аксиальный бесконтактный генератор постоянного тока содержит: корпус 1; постоянные магниты 2 индуктора подвозбудителя; боковой аксиальный магнитопровод 5 с многофазной рабочей обмоткой 6 подвозбудителя и однофазной обмоткой возбуждения 7 возбудителя; внутренний аксиальный магнитопровод 8 с многофазной рабочей обмоткой 9 возбудителя и однофазной обмоткой возбуждения 10 основного генератора; боковой аксиальный магнитопровод 11 с многофазной (на фиг.2 - девятифазной) рабочей обмоткой 12 основного генератора; вал 13, закрепленный в подшипниковых узлах 4 и 14 и жестко связанный с постоянными магнитами 2 индуктора подвозбудителя посредством диска 3 и с внутренним аксиальным магнитопроводом 8 посредством диска 15; многофазный двухполупериодный (на фиг.2 - девятифазный) выпрямитель 16, через который однофазная обмотка возбуждения 7 возбудителя подключается к многофазной рабочей обмотке 6 подвозбудителя; многофазный (на фиг.2 - девятифазный) двухполупериодный выпрямитель 17, через который однофазная обмотка возбуждения 10 основного генератора подключается к многофазной рабочей обмотке 9 возбудителя; многофазный (на фиг.2 - девятифазный) двухполупериодный выпрямитель 18, к которому подключена многофазная рабочая обмотка 12 основного генератора; угольный столб 19 регулятора напряжения, включенный в цепь однофазной обмотки возбуждения 7 возбудителя; пружина 20, жестко закрепленная на якоре 21 электромагнита регулятора напряжения; рабочая обмотка 22 электромагнита регулятора напряжения, подключенная к выходу генератора, регулировочный резистор 23, включенный в цепь рабочей обмотки 22 электромагнита регулятора напряжения.
Стабилизированный аксиальный бесконтактный генератор постоянного тока работает следующим образом. При вращении постоянных магнитов 2 индуктора подвозбудителя и внутреннего аксиального магнитопровода 8 с многофазной рабочей обмоткой 9 возбудителя и однофазной обмоткой возбуждения 10 основного генератора магнитный поток постоянных магнитов 2 индуктора подвозбудителя взаимодействует с многофазной рабочей обмоткой 6 подвозбудителя, уложенной в пазы бокового аксиального магнитопровода 5, жестко установленного в корпусе генератора, и наводит в ней многофазную систему ЭДС, которая выпрямляется многофазным двухполупериодным выпрямителем 16 и подается на однофазную обмотку возбуждения 7 возбудителя, уложенную в пазы бокового аксиального магнитопровода 5. Созданный однофазной обмоткой возбуждения 7 возбудителя магнитный поток взаимодействует с многофазной рабочей обмоткой 9 возбудителя, уложенной в пазы внутреннего аксиального магнитопровода 8, и наводит в ней многофазную систему ЭДС, которая выпрямляется многофазным двухполупериодным выпрямителем 17 и подается на однофазную обмотку возбуждения 10 основного генератора, уложенную в пазы внутреннего аксиального магнитопровода 8. Магнитный поток однофазной обмотки возбуждения 10 основного генератора взаимодействует с многофазной рабочей обмоткой 12 основного генератора, уложенной в пазы бокового аксиального магнитопровода 11, и наводит в ней многофазную систему ЭДС, которая выпрямляется многофазным двухполупериодным выпрямителем 18 и подается в сеть. При изменении частоты вращения входного вала или изменении нагрузки напряжение на выходе генератора изменяется. Стабилизация напряжения осуществляется следующим образом. Якорь 21 регулятора напряжения находится под воздействием трех сил: силы Fп, создаваемой пружиной 20; силы Fэ, создаваемой рабочей обмоткой 22 электромагнита; силы Fс упругой деформации угольного столба 19. Пусть равновесное положение якоря 21 соответствует его перемещению х=х0 (фиг.3), а напряжение генератора U=U0. Тогда, например, при повышении напряжения генератора возрастает ток в рабочей обмотке 22 электромагнита, и якорь 21 электромагнита под воздействием силы Fэ перемещается к сердечнику (растет величина перемещения якоря x). Сила Fп сжатия угольных шайб пружиной, а следовательно, давление якоря 21 на угольный столб 19 уменьшается, сопротивление угольного столба возрастает, ток в обмотке возбуждения 7 возбудителя снижается, соответственно снижается создаваемый им магнитный поток и наводимая этим потоком в рабочей обмотке 9 возбудителя ЭДС, следовательно, уменьшается ток в обмотке возбуждения 10 основного генератора и создаваемый им магнитный поток. ЭДС генератора, создаваемая этим потоком в рабочей обмотке 12 основного генератора, а соответственно и выходное напряжение, уменьшается, стремясь к заданному значению.
Claims (1)
- Стабилизированный аксиальный бесконтактный генератор постоянного тока, содержащий корпус, подвозбудитель, возбудитель и основной генератор, постоянные магниты и магнитопроводы которых выполнены аксиальными, отличающийся тем, что в нижней части корпуса генератора установлен регулятор напряжения, состоящий из электромагнита, к якорю которого жестко прикреплена пружина, и угольного столба, набранного из ряда наложенных друг на друга угольных шайб, сжимаемых пружиной, при этом рабочая обмотка электромагнита подключена к выходу генератора, а угольный столб включен в цепь обмотки возбуждения возбудителя, при этом сопротивление угольного столба зависит от силы сжатия угольных шайб пружиной.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011111479/07A RU2465706C1 (ru) | 2011-03-25 | 2011-03-25 | Стабилизированный аксиальный бесконтактный генератор постоянного тока |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011111479/07A RU2465706C1 (ru) | 2011-03-25 | 2011-03-25 | Стабилизированный аксиальный бесконтактный генератор постоянного тока |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011111479A RU2011111479A (ru) | 2012-09-27 |
RU2465706C1 true RU2465706C1 (ru) | 2012-10-27 |
Family
ID=47078195
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011111479/07A RU2465706C1 (ru) | 2011-03-25 | 2011-03-25 | Стабилизированный аксиальный бесконтактный генератор постоянного тока |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2465706C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2734234C1 (ru) * | 2020-03-27 | 2020-10-13 | Заурбек Георгиевич Гиоев | Синхронный генератор с регулятором напряжения |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2062654A1 (de) * | 1969-12-18 | 1971-06-24 | Mitsubishi Electric Corp | Rotierende elektrische Maschine ohne Schletfbursten |
SU886157A1 (ru) * | 1979-11-30 | 1981-11-30 | Научно-исследовательский и экспериментальный институт автомобильного электрооборудования и автоприборов | Генераторна установка переменного тока |
US4496897A (en) * | 1981-11-12 | 1985-01-29 | Lima Electric Co., Inc. | Variable voltage control for self-excited self-regulated synchronous alternator |
SU1368946A1 (ru) * | 1986-05-11 | 1988-01-23 | Киевское высшее военное авиационное инженерное училище | Синхронный бесконтактный генератор с возбудителем |
RU2095923C1 (ru) * | 1994-08-29 | 1997-11-10 | Акционерное общество "Уралэлектротяжмаш" | Синхронная машина с совмещенным многофункциональным бесщеточным возбудителем |
RU2145461C1 (ru) * | 1997-11-26 | 2000-02-10 | Кубанский государственный аграрный университет | Автономный бесконтактный синхронный генератор |
RU2332773C1 (ru) * | 2007-06-01 | 2008-08-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кубанский государственный аграрный университет | Автономный бесконтактный синхронный генератор |
RU2402858C1 (ru) * | 2009-10-12 | 2010-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУ ВПО "КубГТУ") | Аксиальный бесконтактный генератор постоянного тока |
-
2011
- 2011-03-25 RU RU2011111479/07A patent/RU2465706C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2062654A1 (de) * | 1969-12-18 | 1971-06-24 | Mitsubishi Electric Corp | Rotierende elektrische Maschine ohne Schletfbursten |
SU886157A1 (ru) * | 1979-11-30 | 1981-11-30 | Научно-исследовательский и экспериментальный институт автомобильного электрооборудования и автоприборов | Генераторна установка переменного тока |
US4496897A (en) * | 1981-11-12 | 1985-01-29 | Lima Electric Co., Inc. | Variable voltage control for self-excited self-regulated synchronous alternator |
SU1368946A1 (ru) * | 1986-05-11 | 1988-01-23 | Киевское высшее военное авиационное инженерное училище | Синхронный бесконтактный генератор с возбудителем |
RU2095923C1 (ru) * | 1994-08-29 | 1997-11-10 | Акционерное общество "Уралэлектротяжмаш" | Синхронная машина с совмещенным многофункциональным бесщеточным возбудителем |
RU2145461C1 (ru) * | 1997-11-26 | 2000-02-10 | Кубанский государственный аграрный университет | Автономный бесконтактный синхронный генератор |
RU2332773C1 (ru) * | 2007-06-01 | 2008-08-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кубанский государственный аграрный университет | Автономный бесконтактный синхронный генератор |
RU2402858C1 (ru) * | 2009-10-12 | 2010-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУ ВПО "КубГТУ") | Аксиальный бесконтактный генератор постоянного тока |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КАШИН Я.М., КИРИЛЛОВ Г.А., РАКЛО А.В. Авиационное оборудование самолетов. Часть 1, Министерство обороны Российской Федерации, Краснознаменное высшее военное авиационное училище летчиков, Краснодар, КВВАУЛ, 2006, с.37-39. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2734234C1 (ru) * | 2020-03-27 | 2020-10-13 | Заурбек Георгиевич Гиоев | Синхронный генератор с регулятором напряжения |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011111479A (ru) | 2012-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101578824B1 (ko) | 가역의 발전기-전동기 동작이 가능한 전자기 장치 | |
RU2450411C1 (ru) | Аксиальная двухвходовая бесконтактная электрическая машина-генератор | |
US20080067984A1 (en) | Starter-generator operable with multiple variable frequencies and voltages | |
US7400056B2 (en) | Engine starter-generator optimized for start function | |
CN104578581B (zh) | 发电机系统 | |
RU2470446C1 (ru) | Стабилизированный аксиальный генератор постоянного тока | |
EP3422541B1 (en) | Self-exciting synchronous reluctance generators | |
RU2402858C1 (ru) | Аксиальный бесконтактный генератор постоянного тока | |
US20140368075A1 (en) | Permanent magnet synchronous machines with magnetic flux regulation | |
EP2528207A1 (en) | Brushless electric machine | |
CN102005879B (zh) | 电励磁部分双定子的无刷混合励磁同步发电机 | |
JP2013102672A (ja) | 電磁装置 | |
RU2465706C1 (ru) | Стабилизированный аксиальный бесконтактный генератор постоянного тока | |
Xu et al. | Hybrid pole type bearingless switched reluctance motor with short flux path | |
RU2529210C1 (ru) | Аксиальный бесконтактный двигатель-генератор | |
WO2021025547A1 (ru) | Универсальный генератор-двигатель баялиева | |
RU2601952C1 (ru) | Аксиальный управляемый бесконтактный двигатель-генератор | |
RU2647708C1 (ru) | Синхронизированная аксиальная двухвходовая генераторная установка | |
RU2643196C1 (ru) | Аксиальный бесконтактный генератор переменного тока | |
CN103973046B (zh) | 旋盘供电式永磁电机 | |
RU2766875C1 (ru) | Аксиальный многофазный стабилизируемый магнитоэлектрический генератор | |
US9325269B1 (en) | Two stage flux switching machine for an electrical power generation system | |
RU2626814C1 (ru) | Аксиально-радиальный бесконтактный генератор переменного тока | |
Li et al. | Design and Experimental Investigation of Bearingless Switched Reluctance Motor with Permanent Magnet into Stator Yoke | |
Smirnov et al. | Improvement of motor design for a synchronous drive of an automation system in nuclear-power plants |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130326 |