RU2469455C2 - Generator of valve type - Google Patents

Generator of valve type Download PDF

Info

Publication number
RU2469455C2
RU2469455C2 RU2011102710/07A RU2011102710A RU2469455C2 RU 2469455 C2 RU2469455 C2 RU 2469455C2 RU 2011102710/07 A RU2011102710/07 A RU 2011102710/07A RU 2011102710 A RU2011102710 A RU 2011102710A RU 2469455 C2 RU2469455 C2 RU 2469455C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
excitation
winding
windings
generator
poles
Prior art date
Application number
RU2011102710/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011102710A (en
Inventor
Александр Владимирович Карасев
Юрий Владимирович Карасев
Александр Дмитриевич Амонский
Original Assignee
Александр Владимирович Карасев
Юрий Владимирович Карасев
Александр Дмитриевич Амонский
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Владимирович Карасев, Юрий Владимирович Карасев, Александр Дмитриевич Амонский filed Critical Александр Владимирович Карасев
Priority to RU2011102710/07A priority Critical patent/RU2469455C2/en
Priority to PCT/RU2012/000012 priority patent/WO2012099502A1/en
Publication of RU2011102710A publication Critical patent/RU2011102710A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2469455C2 publication Critical patent/RU2469455C2/en
Priority to FI20130236A priority patent/FI20130236A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/06Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00Synchronous motors or generators
    • H02K19/16Synchronous generators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: working windings connected in parallel to a load form a closed circuit between each other, which may be supplied from a source of supply. At the same time a part of windings with its group of poles operates in a mode of generation, compensating with its current a decreasing magnetic flow, the other part - in a motor mode, twisting the generator and pulling a counter-electromotive force to the first group. Within a cycle of rotation the sum of electromotive force generation and counter-electromotive forces are equal, but due to active resistance the circuit needs some makeup from a source of supply: an inverter, a microgenerator, an accumulator, or from oscillations of a magnetic flow in stator poles, which is taken by additional windings and after rectification is supplied into an excitation circuit. Besides, the magnetic flow forcedly arises in front of closing poles, if some turns of the winding placed on them are closed at the same time to one of the generator leads. For this purpose a collector may be used, a switchboard operating from a curtain collector or from sensors of rotation or speed of a shaft. At the same time availability of current windings that transfer excitation to poles that are about to generate provides for excitation without a source of supply and a switchboard when reaching a rated mode after receipt of the first current pulse from an accumulator or residual magnetisation. The generator with current excitation may be used for welding, besides, the winding will be phase to any side, both adding and reducing the magnetic flow depending on the welding mode.
EFFECT: simplifying switching and control with simultaneous reduction of a number of switching elements and expansion of generator application area.
4 cl, 4 dwg

Description

Известны генераторы вентильного типа, где начальное магнитное поле возбуждения передается по цепи в обмотку, которой предстоит генерация, с выхода через какой-то буфер-накопитель емкостно-индуктивного типа. Обмотка в момент сдвижения группы полюсов, на которых она расположена, коммутаторами (транзисторами, щетками) соединяется с «+» и «-» выхода, получая импульс тока. В момент, когда полюса начнут размыкаться, коммутаторы выключаются и обмотка генерирует. (US patent 5705918, Кузнецов «Вентильно-индукторные двигатели», МЭИ, 2003 г., ru 2179779, info@kaskod.ru).Valve-type generators are known, where the initial magnetic field of excitation is transmitted along the circuit to the winding, which is to be generated, from the output through some buffer-storage capacitive-inductive type. The winding at the moment of shifting the group of poles on which it is located, by commutators (transistors, brushes) is connected to the “+” and “-” outputs, receiving a current pulse. At the moment when the poles begin to open, the switches turn off and the winding generates. (US patent 5705918, Kuznetsov “Valve induction motors”, MPEI, 2003, ru 2179779, info@kaskod.ru).

Начальное магнитное поле возбуждения происходит от аккумулятора или от остаточной намагниченности магнитопровода.The initial magnetic field of the excitation comes from the battery or from the residual magnetization of the magnetic circuit.

Недостаток этих схем в том, что у обмоток нет общего контура возбуждения для управляющего воздействия, отсутствие обратной связи и возбуждения по току.The disadvantage of these circuits is that the windings do not have a common excitation circuit for the control action, the lack of feedback and current excitation.

Цель изобретения - уменьшить количество элементов коммутации, упростить управление, расширить область применения.The purpose of the invention is to reduce the number of switching elements, simplify management, expand the scope.

Указанная цель достигается тем, что рабочие обмотки образуют цепь возбуждения и последовательно соединены между собой через диоды возбуждения, которые соединяют конец одной обмотки с началом другой, к началу первой и к концу последней подключен источник питания цепи возбуждения, так что диод возбуждения последней обмотки включен встречно с напряжением питания источника возбуждения, а все остальные - попутно, выходы на нагрузку подключены один к началу, другой к концу каждой обмотки через силовые диоды, включенные встречно к диодам возбуждения. Появляется возможность по контуру из обмоток пустить ток, источником может быть запитанный с выхода генератора инвертор, микрогенератор, аккумулятор. При этом часть обмоток со своей группой полюсов работает в режиме генерации, компенсируя своим током убывающий магнитный поток, другая часть в режиме двигателя (пассивные обмотки) - подкручивая генератор и создавая противоЭДС первой группе. За цикл оборота сумма ЭДС генерации и противоЭДС равны, но из-за активного сопротивления контур нуждается в небольшой подпитке от источника питания: инвертора, микрогенератора, аккумулятора.This goal is achieved by the fact that the working windings form an excitation circuit and are connected in series through excitation diodes, which connect the end of one winding to the beginning of the other, and the excitation circuit power source is connected to the beginning of the first and the end of the latter, so that the excitation diode of the last winding is turned on in opposite with the supply voltage of the excitation source, and all the others - along the way, the load outputs are connected one to the beginning, the other to the end of each winding through power diodes connected in opposite to the diodes waiting. It becomes possible to draw current from the windings through the circuit; the source can be an inverter, a microgenerator, or a battery powered from the output of the generator. At the same time, part of the windings with their own group of poles works in the generation mode, compensating for the decreasing magnetic flux with their current, the other part in the motor mode (passive windings) - twisting the generator and creating a counter-EMF to the first group. For a turnover cycle, the sum of the emf generation and the counter emf are equal, but because of the resistance, the circuit needs a little recharge from the power source: inverter, microgenerator, battery.

Рабочие обмотки имеют выводы возбуждения, которые через управляемые вращением вала коммутаторы возбуждения подключаются к выходу генератора - общей точке силовых диодов, подключенных к началам обмоток - это увеличивает надежность. В момент коммутации одной из пассивных обмоток образуется цепь из генерирующей и пассивной обмоток, при этом в пассивной вынужденно растет ток и магнитный поток так, чтобы уравнять своей противоиндукцией ЭДС генерирующей обмотки. Число витков при этом в пассивной обмотке меньше, чем в активной и равенство ЭДС по контуру будет при ΔФпасс≥ΔФген, где ΔФпасс и ΔФген - рост и падение магнитных потоков в пассивной и генерирующей обмотках. В принципе генератор может работать с одним коммутатором, периодично возбуждающим цепь возбуждения.The working windings have field leads, which are connected through field rotation switches controlled by the rotation of the shaft to the output of the generator - the common point of power diodes connected to the beginning of the windings - this increases reliability. At the moment of switching one of the passive windings, a circuit is formed from the generating and passive windings, while in the passive one the current and magnetic flux are forced to increase so as to equalize the EMF of the generating winding with their counter-induction. The number of turns in this case in the passive winding is less than in the active one and the equality of the EMF along the circuit will be at ΔFpass≥ΔFgen, where ΔFpass and ΔFgen are the increase and decrease of magnetic fluxes in the passive and generating windings. In principle, the generator can operate with one switch, periodically exciting the excitation circuit.

Для самоподпитки возбуждения, исключения из схемы возбуждения коммутаторов, источника питания - в генераторах для сварки, где напряжение холостого хода может быть минимальным - вводится возбуждение по току. Ток с генерирующей обмотки проходит по полюсам соседней обмотки в момент их смыкания и отдает им намагничивание. Для этого схема сделана так, что в цепях между выходами генератора последовательно с каждой рабочей обмоткой соединена токовая обмотка возбуждения - располагается она на той группе полюсов, где соседняя по очереди работы - рабочая обмотка. При больших выходных токах (сварка) одного-двух витков достаточно для начального намагничивания сомкнутых полюсов.For self-feeding the excitation, exceptions from the excitation circuit of the switches, the power source - in generators for welding, where the open circuit voltage can be minimal - current excitation is introduced. The current from the generating winding passes through the poles of the adjacent winding at the time of their closure and gives them magnetization. To this end, the circuit is designed in such a way that a current excitation winding is connected in series with each working winding in the circuits between the generator outputs - it is located on the same group of poles where the work in turn is adjacent to each other. At high output currents (welding), one or two turns are enough for the initial magnetization of closed poles.

При возможности на полюсах размещаются обмотки питания так, что на каждой группе полюсов находится эта обмотка, включенная через диоды подпитки в питание цепи возбуждения: выходы выпрямленного тока встречно с любым диодом цепи возбуждения. Любые колебания магнитного потока в полюсах наводят ЭДС, которое выпрямленным поступает в цепь возбуждения, т.е. встречно к любому из диодов, запирая его, и согласно с остальным контуром, наводя в нем ток возбуждения.If possible, the power windings are placed at the poles so that each winding group has this winding connected through the feed diodes to the supply of the excitation circuit: the outputs of the rectified current are counter to any diode of the excitation circuit. Any oscillations of the magnetic flux at the poles induce an EMF, which is rectified enters the excitation circuit, i.e. counter to any of the diodes, locking it, and in accordance with the rest of the circuit, inducing an excitation current in it.

Все варианты возбуждения могут работать вместе или отдельно, подпитывая замкнутый контур возбуждения.All excitation options can work together or separately, fueling a closed excitation circuit.

На фиг.1 дан вид генератора сбоку, где 8 - статор, 7 - ротор, 3 и 6 - катушки обмотки 23, 14 - вал, 18 - датчик поворота вала, 19 - коллектор датчика поворота вала, 9 и 10 - крышки с подшипниками. Известная конструкция - 18 - датчик поворота вала, 19 - коллектор датчика поворота вала - отвечают за своевременное включение коммутаторов обмоток и индуцирования в них тока.Figure 1 shows the side view of the generator, where 8 is the stator, 7 is the rotor, 3 and 6 are the winding coils 23, 14 is the shaft, 18 is the shaft rotation sensor, 19 is the collector of the shaft rotation sensor, 9 and 10 are the covers with bearings . The known design - 18 - shaft rotation sensor, 19 - the shaft rotation sensor manifold - are responsible for the timely inclusion of the switches of the windings and inducing current in them.

На фиг.2 изображен поперечный разрез генератора, где: 1-4; 2-5; 3-6 - надетые на полюса статора катушки, составляющие рабочие обмотки 21, 22, 23; 11, 12, 13 - токовые обмотки возбуждения; 7 - ротор, 8 - статор; обмотки питания возбуждения - 31, 32, 33 не показаны (см. фиг.3).Figure 2 shows a cross section of a generator, where: 1-4; 2-5; 3-6 - put on the poles of the stator coils that make up the working windings 21, 22, 23; 11, 12, 13 - current field windings; 7 - rotor, 8 - stator; excitation power windings - 31, 32, 33 are not shown (see figure 3).

На фигуре 3 показана схема работы генератора. Здесь: 21, 22, 23 - рабочие обмотки VD1-VD6 - силовые диоды. VD7-VD9 - диоды возбуждения, включенные встречно с силовыми диодами конца одной и начала соседней обмоток; 31,32,33 - обмотки питания возбуждения, питают выпрямительный блок 9, который в свою очередь питает цепь возбуждения К1-К3 - коммутаторы рабочих обмоток, между выводами возбуждения и общей точкой схемы. Каждая обмотка может иметь свой коммутатор. При вращении открываются по очереди коммутаторы соседних к генерирующим обмоток, которые в это время получают импульс намагничивания. Для позиции на фиг.2 - генерирующая обмотка (23) из катушек 3 и 6. При вращении ротора против часовой стрелки обмотка 21 из катушек 1 и 4 принимает намагниченность от обмотки 23. Коммутатор (К1), замыкая выводы возбуждения с одним из выводов генератора, оставляют генерирующую (23) и « пассивную» (21) обмотки один на один. Наибольшая ЭДС тогда, когда полюса почти разорваны и в тот же момент соседние полюса имеют наименьшую энергию намагничивания. Включившись, коммутатор замкнет цепь: выход соседней генерирующей обмотки (23) - диод возбуждения VD9 - своя обмотка (21) - вывод возбуждения - коммутатор (К1) - от схемы - диод VD6 - обмотка 23. The figure 3 shows the diagram of the generator. Here: 21, 22, 23 - working windings VD1-VD6 - power diodes. VD7-VD9 - excitation diodes included in the opposite direction with power diodes at the end of one and the beginning of an adjacent winding; 31,32,33 - excitation power windings, feed the rectifier unit 9, which in turn feeds the excitation circuit K1-K3 - the working winding switches, between the excitation terminals and the common point of the circuit. Each winding can have its own switch. During rotation, the switches adjacent to the generating windings, which at this time receive a magnetization impulse, open in turn. For the position in Fig. 2, the generating winding (23) from coils 3 and 6. When the rotor rotates counterclockwise, the winding 21 from coils 1 and 4 receives the magnetization from winding 23. Switch (K1), closing the excitation leads with one of the generator leads , leave the generating (23) and "passive" (21) windings one on one. The highest EMF is when the poles are almost broken and at the same moment the neighboring poles have the lowest magnetization energy. Turning on, the switch closes the circuit: the output of the adjacent generating winding (23) - the excitation diode VD9 - its own winding (21) - the excitation output - the switch (K1) - from the circuit - diode VD6 - winding 23.

Возбуждение обмоток постоянным током и коммутаторами относятся к п.4 и п.2 формулы. Способов коммутации много и здесь они не рассматриваются.Excitation of DC windings and switches are referred to in paragraph 4 and paragraph 2 of the formula. There are many switching methods and they are not considered here.

На фиг.4 - электрическая схема возбуждения по току, где: 11, 12, 13 - токовые обмотки возбуждения; 21, 22, 23 - рабочие обмотки; VD1+VD6 - силовые диоды;Figure 4 - electric current drive circuit, where: 11, 12, 13 - current field windings; 21, 22, 23 - working windings; VD1 + VD6 - power diodes;

VD7+VD9 - диоды возбуждения. При возрастании тока через нагрузку токовые обмотки намагнитят сомкнутые полюса, на которых находятся. Применимо для сварки.VD7 + VD9 - excitation diodes. With increasing current through the load, the current windings will magnetize the closed poles on which they are located. Applicable for welding.

Claims (4)

1. Генератор вентильного типа, содержащий явнополюсные статор и ротор, рабочие обмотки, расположенные каждая на своей группе полюсов статора, силовые диоды, диоды возбуждения, источник питания цепи возбуждения, токовую обмотку возбуждения, коммутаторы возбуждения, отличающийся тем, что рабочие обмотки образуют цепь возбуждения и последовательно соединены между собой через диоды возбуждения, которые соединяют конец одной обмотки с началом другой, к началу первой и к концу последней подключен источник питания цепи возбуждения так, что диод возбуждения последней обмотки включен встречно с напряжением питания источника возбуждения, а все остальные - попутно, выходы на нагрузку подключены один к началу, другой к концу каждой обмотки через силовые диоды, включенные встречно к диодам возбуждения.1. The valve-type generator, containing explicitly polarized stator and rotor, working windings, each located on its own group of stator poles, power diodes, excitation diodes, excitation circuit power supply, excitation current winding, excitation switches, characterized in that the operating windings form an excitation circuit and sequentially interconnected via excitation diodes, which connect the end of one winding to the beginning of the other, to the beginning of the first and to the end of the latter, a power source of the excitation circuit is connected so that the diode the excitation of the last winding is turned on in the opposite direction with the supply voltage of the excitation source, and all the others are connected in passing, the load outputs are connected one to the beginning, the other to the end of each winding through power diodes connected in opposite to the excitation diodes. 2. Генератор вентильного типа по п.1, отличающийся тем, что рабочие обмотки имеют выводы возбуждения, которые через управляемые вращением вала коммутаторы возбуждения подключаются к выходу генератора - общей точке силовых диодов, подключенных к началам обмоток.2. The valve-type generator according to claim 1, characterized in that the working windings have excitation leads, which are connected through excitation switches controlled by rotation of the shaft to the output of the generator — a common point of power diodes connected to the start of the windings. 3. Генератор вентильного типа по п.1, отличающийся тем, что в цепях между выходами генератора последовательно с каждой рабочей обмоткой соединена токовая обмотка возбуждения - располагается она на той группе полюсов, где соседняя по очереди работы рабочая обмотка.3. The valve-type generator according to claim 1, characterized in that in the circuits between the outputs of the generator, a current excitation winding is connected in series with each working winding - it is located on that group of poles where the working winding is adjacent to one another. 4. Генератор постоянного тока вентильного типа по п.1, отличающийся тем, что на каждой группе полюсов находится обмотка питания возбуждения, включенная через выпрямительный блок в питание цепи возбуждения - выходы выпрямленного тока встречно с любым диодом цепи возбуждения. 4. The valve-type direct current generator according to claim 1, characterized in that on each group of poles there is an excitation power winding connected through the rectifier unit to the excitation circuit power - the rectified current outputs are counter to any diode of the excitation circuit.
RU2011102710/07A 2011-01-19 2011-01-19 Generator of valve type RU2469455C2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011102710/07A RU2469455C2 (en) 2011-01-19 2011-01-19 Generator of valve type
PCT/RU2012/000012 WO2012099502A1 (en) 2011-01-19 2012-01-18 Direct current generator
FI20130236A FI20130236A (en) 2011-01-19 2013-08-12 dYNAMO

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011102710/07A RU2469455C2 (en) 2011-01-19 2011-01-19 Generator of valve type

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011102710A RU2011102710A (en) 2012-07-27
RU2469455C2 true RU2469455C2 (en) 2012-12-10

Family

ID=46515945

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011102710/07A RU2469455C2 (en) 2011-01-19 2011-01-19 Generator of valve type

Country Status (3)

Country Link
FI (1) FI20130236A (en)
RU (1) RU2469455C2 (en)
WO (1) WO2012099502A1 (en)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU326683A1 (en) * ВСЕСОЮЗЬ ПАТЕК ТсХ СКАЯ DC GENERATOR
DE4314290A1 (en) * 1993-04-30 1994-11-03 Manfred Dr Ing Kuchenbecker Reluctance machine
US5705918A (en) * 1994-08-31 1998-01-06 Switched Reluctance Drives, Ltd. Switched reluctance generators
RU2105405C1 (en) * 1995-05-15 1998-02-20 Акционерное общество "Литком" Like-pole inductor generator with built-in power rectifier
WO1999013563A2 (en) * 1997-09-10 1999-03-18 Sundstrand Corporation A method of linearizing the performance of switched reluctance generators
RU2179779C2 (en) * 2000-01-10 2002-02-20 Петрушин Александр Дмитриевич Valve-type inductor generator
RU2277284C2 (en) * 2004-07-22 2006-05-27 Александр Васильевич Демьяненко Electromagnetically excited contactless valve-type inductor machine
EP1717946A2 (en) * 2005-04-01 2006-11-02 LG Electronics, Inc. Switched reluctance generator
RU86060U1 (en) * 2009-04-02 2009-08-20 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" VENTILATION-INDUCTOR GENERATOR CONTROL SYSTEM

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU326683A1 (en) * ВСЕСОЮЗЬ ПАТЕК ТсХ СКАЯ DC GENERATOR
DE4314290A1 (en) * 1993-04-30 1994-11-03 Manfred Dr Ing Kuchenbecker Reluctance machine
US5705918A (en) * 1994-08-31 1998-01-06 Switched Reluctance Drives, Ltd. Switched reluctance generators
RU2105405C1 (en) * 1995-05-15 1998-02-20 Акционерное общество "Литком" Like-pole inductor generator with built-in power rectifier
WO1999013563A2 (en) * 1997-09-10 1999-03-18 Sundstrand Corporation A method of linearizing the performance of switched reluctance generators
RU2179779C2 (en) * 2000-01-10 2002-02-20 Петрушин Александр Дмитриевич Valve-type inductor generator
RU2277284C2 (en) * 2004-07-22 2006-05-27 Александр Васильевич Демьяненко Electromagnetically excited contactless valve-type inductor machine
EP1717946A2 (en) * 2005-04-01 2006-11-02 LG Electronics, Inc. Switched reluctance generator
RU86060U1 (en) * 2009-04-02 2009-08-20 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" VENTILATION-INDUCTOR GENERATOR CONTROL SYSTEM

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011102710A (en) 2012-07-27
FI20130236A (en) 2013-08-12
WO2012099502A1 (en) 2012-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5216686B2 (en) Permanent magnet generator
WO2011126836A4 (en) Power factor correction drive circuit topologies and control for switched reluctance machines
US10432079B2 (en) Electrical energy generating brushless DC motor
US7411363B2 (en) Conservation of electrical energy and electro-magnetic power in motor, generator, and product components
Janpan et al. Control of the brushless DC motor in combine mode
JP5879712B2 (en) Electric tool
US7843102B1 (en) Electrical machine
JPWO2007105319A1 (en) Generator, power generation method and motor
US20170288580A1 (en) Power tool and motor drive system thereof
CN101356716A (en) Constant-power brushless DC motor and generator
KR20080064162A (en) Electronic commutator circuits
CN110365133A (en) Magneto alternator
JP2017225203A (en) Switched reluctance motor drive system
RU2469455C2 (en) Generator of valve type
JP2009257183A (en) Engine starting device for vehicle
KR102473264B1 (en) Improved Efficiency Motor and Drive Circuit
US20140070750A1 (en) Hybrid Motor
RU2332773C1 (en) Stand-alone contactless synchronous generator
JP2001309683A (en) Refrigerator
EP1381149B9 (en) Starting of switched reluctance generators
CN103701286B (en) A kind of four cross streams starter-generators of high reliability
JP5623346B2 (en) Rotating electric machine drive system
JP2011147258A (en) Motor drive system
RU124082U1 (en) Brushless DC Motor
JP4639429B2 (en) Inverter device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210120