RU2667660C1 - Синус-косинусный двухфазный генератор - Google Patents
Синус-косинусный двухфазный генератор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2667660C1 RU2667660C1 RU2017113477A RU2017113477A RU2667660C1 RU 2667660 C1 RU2667660 C1 RU 2667660C1 RU 2017113477 A RU2017113477 A RU 2017113477A RU 2017113477 A RU2017113477 A RU 2017113477A RU 2667660 C1 RU2667660 C1 RU 2667660C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- stator
- windings
- stator windings
- alternating voltage
- Prior art date
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 64
- 230000005284 excitation Effects 0.000 abstract description 7
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 241000233805 Phoenix Species 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction 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)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электротехнике, к электрическим машинам. Технический результат состоит в упрощении конструкции. Двухфазный генератор переменного напряжения содержит ротор с постоянными магнитами и статор с обмотками. Ротор выполнен принудительно вращающимся внешним источником механической энергии для наведения в обмотках статора переменного напряжения. Количество обмоток возбуждения на статоре четное и в четыре раза больше, чем количество пар полюсов на роторе. Диаметрально противоположные обмотки соединены между собой последовательно встречно или параллельно сонаправленно. Обеспечивается одновременная генерации однофазного переменного напряжения в виде синусоиды и косинусоиды. 6 ил.
Description
Изобретение относится к электрическим машинам, а именно, к двухфазным генераторам переменного напряжения с повышенной генерируемой мощностью.
Известен трехфазный синхронный генератор, содержащий ротор, на валу которого расположены полюсы с прикрепленными к ним катушками возбуждения, к которым подключен источник постоянного напряжения, и статор, в пазах которого уложены обмотки переменного тока. Источник постоянного напряжения, необходимый для питания катушек возбуждения полюсов ротора, подключен к последним через два кольца на роторе и подвижные щеточные контакты (Кузнецов М.И. Основы электротехники / М.И. Кузнецов. - М.: Высшая школа, 1964. - С. 332-333).
Однако описанный трехфазный синхронный генератор имеет следующие недостатки; дополнительный расход электрической энергии на источник постоянного напряжения, необходимый для питания катушек возбуждения полюсов ротора; низкая надежность вследствие наличия подвижных щеточных контактов для подачи питающего постоянного напряжения.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является вентильный двигатель постоянного тока, содержащий ротор, на котором расположены постоянные магниты, выполняющие функцию полюсов, и статор, на котором расположены три катушки возбуждения. Каждая катушка подключена к выпрямительному тиристорному мосту от дополнительного источника питания постоянного тока (Прохоров С.Г. Электрические машины: учебное пособие. - Ростов н/Д: Феникс, 2012 - с. 230-231).
Основными недостатками этого устройства являются отсутствие генерации однофазного переменного напряжения ввиду обеспечения движения ротора только при поступлении извне постоянного напряжения от изолированного источника на обмотки статора в определенной последовательности, что связано с дополнительным расходом электроэнергии, и пониженная надежность вследствие сложности конструкции.
В основе изобретения лежит техническая проблема обеспечения одновременной генерации однофазного переменного напряжения в виде синусоиды и косинусоиды с повышенным значением мощности без использования дополнительного источника питания и выпрямительного тиристорного моста при повышении надежности за счет упрощения конструкции устройства.
Решение данной технической проблемы достигается тем, что в синус-косинусном двухфазном генераторе, содержащем ротор, на котором расположены постоянные магниты, выполняющие функцию полюсов, и статор, на котором расположены обмотки статора, ротор выполнен принудительно вращающимся внешним источником механической энергии для наведения в обмотках статора переменного напряжения. Количество обмоток на статоре четное и в четыре раза больше, чем количество пар полюсов на роторе, а диаметрально противоположные обмотки статора соединены между собой последовательно встречно или параллельно сонаправленно.
Обеспечение одновременной генерации однофазного переменного напряжения в виде синусоиды и косинусоиды с повышенным значением мощности без использования дополнительного источника питания постоянного напряжения и выпрямительного тиристорного моста при повышении надежности устройства без значительного усложнения конструкции обусловлено группировкой обмотки статора между собой в пары и соединением их последовательно встречно или параллельно сонаправленно, которое позволяет суммировать созданные на них напряжение или ток. При этом наведение на обмотках статора переменное напряжение в генераторном режиме от вращения постоянных магнитов, находящихся на роторе, снимается с обмоток статора прямо на нагрузку, позволяет исключить дополнительный источник питания для обмоток статора.
Количество катушек возбуждения на cтаторе четное и в четыре раза большее, чем количество пар полюсов на роторе, что позволяет повысить мощность генератора.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 приведена схема расположения постоянных магнитов на роторе и обмоток на статоре синус-косинусного двухфазного генератора; на фиг. 2 изображено последовательное соединение обмоток статора; на фиг. 3 представлено параллельное соединение обмоток статора; на фиг. 4 показаны графики зависимости генерируемого напряжения на обмотках статора от времени; на фиг. 5 показаны синусоида и косинусоида генерируемого напряжения между входом и выходом последовательно соединенных обмоток статора; на фиг. 6 показаны синусоида и косинусоида генерируемого напряжения между входом и выходом параллельного соединенных обмоток статора.
Кроме того, на чертеже использованы следующие обозначения:
- L1 - L4 - обмотки статора;
- N - северный полюс постоянного магнита;
- S - южный полюс постоянного магнита;
- • - начало обмотки;
- Р - ротор;
- С - статор;
- u - создаваемое переменное напряжение;
- t - время.
Синус-косинусный двухфазный генератор содержит ротор, на котором расположены постоянные магниты, выполняющие функцию полюсов, и статор, на котором расположены обмотки статора. Ротор выполнен принудительно вращающимся внешним источником механической энергии для наведения в обмотках статора переменного напряжения. Количество обмоток статора на статоре четное и в четыре раза больше, чем количество пар полюсов на роторе. Диаметрально противоположные обмотки статора соединены между собой последовательно встречно или параллельно сонаправленно.
Пример выполнения синус-косинусного двухфазного генератора с последовательно встречным соединением диаметрально противоположных обмоток статора, причем количество обмоток статора - две пары, а количество пар полюсов - одна (фиг. 1, 2).
Синус-косинусный двухфазный генератор с последовательно встречным соединением диаметрально противоположных обмоток статора содержит ротор 1 (Р), на валу которого расположен постоянный магнит 2, выполняющий функцию северного и южного полюсов, и статор 3 (С), на котором расположены первая 4 (L1), вторая 5 (L2), третья 6 (L3), четвертая 7 (L4) обмоток статора. Ротор 1 выполнен принудительно вращающимся внешним источником механической энергии (на чертеже не показан) для наведения в обмотках статора переменного напряжения. Количество обмоток статора на статоре 3 (С) четное, то есть их четыре, и в четыре раза больше, чем количество пар полюсов на роторе 1 (Р), где одна пара полюсов. Конец первой обмотки 4 (L1) соединен с концом третей обмотки 6 (L3). Начало первой обмотки 4 (L1) выведено на контакт 8. Начало третей обмотки 6 (L3) выведено на контакт 9. Конец второй обмотки 5 (L2) соединен с концом четвертой обмотки 7 (L4). Начало второй обмотки 5 (L2) выведено на контакт 10. Начало четвертой обмотки 7 (L4) выведено на контакт 11.
Пример выполнения синус-косинусного двухфазного генератора с параллельно сонаправленным соединением диаметрально противоположных обмоток статора, причем количество обмоток статора - две пары, а количество пар полюсов - одна (фиг. 1, 3).
Синус-косинусный двухфазный генератор с параллельно сонаправленным соединением диаметрально противоположных обмоток статора, причем количество обмоток статора - две пары, а количество пар полюсов - одна.
Синус-косинусный двухфазный генератор с параллельно сонаправленным соединением диаметрально противоположных обмоток статора содержит ротор 1 (Р), на валу которого расположен постоянный магнит 2, выполняющий функцию северного и южного полюсов, и статор 3 (С), на котором расположены первая 4 (L1), вторая 5 (L2), третья 6 (L3), четвертая 7 (L4) обмоток статора. Ротор 1 выполнен принудительно вращающимся внешним источником механической энергии (на чертеже не показан) для наведения в обмотках статора переменного напряжения. Количество обмоток на статоре 3 (С) четное, то есть их четыре, и в четыре раза больше, чем количество пар полюсов на роторе 1 (Р), где одна пара полюсов. Начало первой обмотки 4 (L1) и конец третей обмотки 6 (L3) объединены между собой и соединены с контактом 8. Конец первой обмотки 4 (L1) и начало третей обмотки 6 (L3) объединены между собой и соединены с контактом 9. Начало второй обмотки 5 (L2) и конец четвертой обмотки 7 (L4) объединены между собой и соединены с контактом 10. Конец второй обмотки 5 (L2) и начало четвертой обмотки 7 (L4) объединены между собой и соединены с контактом 11.
Синус-косинусный двухфазный генератор с параллельным сонаправленным соединением диаметрально противоположных обмоток статора работает следующим образом.
При вращении ротора 1 (Р) находящиеся на нем постоянный магнит 2 с одной парой полюсов наводит в обмотках статора 4 (L1), 5 (L2), 6 (L3), 7 (L4) переменное напряжение (фиг. 4). Между контактами 9, 8, и 11, 10 создается переменное напряжение, причем на контактах 9, 8 - синусоида с повышенным значением тока (мощности), а на контактах 11, 10 - косинусоида с повышенным значением тока (мощности) (фиг. 5).
Синус-косинусный двухфазный генератор с параллельно сонаправленным соединением диаметрально противоположных катушек возбуждения работает следующим образом.
При вращении ротора 1 (Р) находящиеся на нем постоянный магнит 2 с одной парой полюсов наводит в обмотках статора 4 (L1), 5 (L2), 6 (L3), 7 (L4) переменное напряжение (фиг. 4). Между контактами 9, 8, и 11, 10 создается переменное и согласно ориентированное напряжение (фиг. 6), причем на контактах 9, 8 - синусоида с повышенным значением тока (мощности), а на контактах 11, 10 - косинусоида с повышенным значением тока (мощности).
Таким образом, предложенное устройство способно генерировать двухфазное переменное напряжение с удвоенной величиной напряжения или тока в виде синусоиды и косинусоиды без использования дополнительных источников питания постоянного тока для обмоток возбуждения и вентильного моста, что значительно снижает стоимость предлагаемого устройства.
Claims (1)
- Синус-косинусный двухфазный генератор, содержащий ротор, на котором расположены постоянные магниты, выполняющие функцию полюсов, и статор, на котором расположены обмотки статора, отличающийся тем, что ротор выполнен принудительно вращающимся внешним источником механической энергии для наведения в обмотках статора переменного напряжения, при этом количество обмоток статора на статоре четное и в четыре раза больше, чем количество пар полюсов на роторе, а диаметрально противоположные обмотки соединены между собой последовательно встречно или параллельно сонаправленно.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017113477A RU2667660C1 (ru) | 2017-04-18 | 2017-04-18 | Синус-косинусный двухфазный генератор |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017113477A RU2667660C1 (ru) | 2017-04-18 | 2017-04-18 | Синус-косинусный двухфазный генератор |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2667660C1 true RU2667660C1 (ru) | 2018-09-24 |
Family
ID=63668900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017113477A RU2667660C1 (ru) | 2017-04-18 | 2017-04-18 | Синус-косинусный двухфазный генератор |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2667660C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3809936A (en) * | 1972-05-18 | 1974-05-07 | E Klein | Brushless generator |
| SU862320A1 (ru) * | 1979-12-27 | 1981-09-07 | Научно-исследовательский и экспериментальный институт автомобильного электрооборудования и автоприборов | Вентильный генератор |
| US5719458A (en) * | 1993-06-17 | 1998-02-17 | Nihon Riken Co., Ltd. | Power generator with improved rotor |
| US20060273682A1 (en) * | 2005-06-07 | 2006-12-07 | Fuji Cera-Tech Co., Ltd. | Permanent-magnet generator with magnetic flux controls |
| RU2402142C1 (ru) * | 2009-11-09 | 2010-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Генератор |
-
2017
- 2017-04-18 RU RU2017113477A patent/RU2667660C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3809936A (en) * | 1972-05-18 | 1974-05-07 | E Klein | Brushless generator |
| SU862320A1 (ru) * | 1979-12-27 | 1981-09-07 | Научно-исследовательский и экспериментальный институт автомобильного электрооборудования и автоприборов | Вентильный генератор |
| US5719458A (en) * | 1993-06-17 | 1998-02-17 | Nihon Riken Co., Ltd. | Power generator with improved rotor |
| US20060273682A1 (en) * | 2005-06-07 | 2006-12-07 | Fuji Cera-Tech Co., Ltd. | Permanent-magnet generator with magnetic flux controls |
| RU2402142C1 (ru) * | 2009-11-09 | 2010-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Генератор |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2450411C1 (ru) | Аксиальная двухвходовая бесконтактная электрическая машина-генератор | |
| KR20030012272A (ko) | 영구 자석을 이용한 브러시리스 발전기 | |
| RU2437201C1 (ru) | Бесконтактная электрическая машина с аксиальным возбуждением | |
| RU2545525C1 (ru) | Бесколлекторный мотор-генератор постоянного тока | |
| RU2719685C1 (ru) | Статор электродвигателя | |
| RU2667660C1 (ru) | Синус-косинусный двухфазный генератор | |
| RU177489U1 (ru) | Однофазный генератор переменного напряжения, выполненный на вентильном двигателе | |
| RU107418U1 (ru) | Индукторная машина переменного тока комбинированного возбуждения | |
| Sirewal et al. | A self-excitation scheme for a brushless synchronous generator | |
| RU2414039C1 (ru) | Модульная синхронная электрическая машина | |
| RU177488U1 (ru) | Однофазный синхронно-шаговый генератор переменного напряжения | |
| RU2674466C2 (ru) | Источник постоянного тока, выполненный на синхронном шаговом двигателе, с повышенным напряжением | |
| RU2674465C2 (ru) | Источник постоянного тока, выполненный на синхронном шаговом двигателе, с повышенной выходной мощностью | |
| RU178636U1 (ru) | Регулируемый источник постоянного тока | |
| RU179619U1 (ru) | Регулируемый источник постоянного напряжения | |
| RU2684167C2 (ru) | Источник постоянного напряжения повышенной мощности с малым коэффициентом пульсации | |
| RU2392723C1 (ru) | Бесконтактная редукторная магнитоэлектрическая машина с полюсным зубчатым индуктором | |
| JP2010136524A (ja) | 回転電機 | |
| WO2021025547A1 (ru) | Универсальный генератор-двигатель баялиева | |
| RU203008U1 (ru) | Улучшенный генератор переменного тока с обратной связью | |
| GB956040A (en) | Apparatus for producing alternating current electric power | |
| RU2414791C1 (ru) | Модульная электрическая машина | |
| RU206433U1 (ru) | Трехфазный генератор | |
| RU2771993C2 (ru) | Электрическая машина с ротором, созданным по схеме Хальбаха | |
| Balkovoi et al. | The effect of modulation of the magnetic field parameters in asynchronous machines |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190419 |