RU2685424C1 - Stabilized two-input wind-solar axial-radial electric machine-generator - Google Patents

Stabilized two-input wind-solar axial-radial electric machine-generator Download PDF

Info

Publication number
RU2685424C1
RU2685424C1 RU2018128657A RU2018128657A RU2685424C1 RU 2685424 C1 RU2685424 C1 RU 2685424C1 RU 2018128657 A RU2018128657 A RU 2018128657A RU 2018128657 A RU2018128657 A RU 2018128657A RU 2685424 C1 RU2685424 C1 RU 2685424C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
armature
winding
voltage regulator
phase
multiphase
Prior art date
Application number
RU2018128657A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Яков Михайлович Кашин
Александр Яковлевич Кашин
Алексей Сергеевич Князев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ")
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ")
Priority to RU2018128657A priority Critical patent/RU2685424C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2685424C1 publication Critical patent/RU2685424C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00—Synchronous motors or generators
    • H02K19/16—Synchronous generators
    • H02K19/38—Structural association of synchronous generators with exciting machines
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18—Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines

Landscapes

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

Abstract

FIELD: electrical engineering.SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering and can be used in converters of kinetic energy of wind and light energy of the Sun into total electric energy of alternating current. In the stabilized two-input wind-solar axial-radial electrical machine-generator, made as specified in the claim, in the upper part of the housing there is a photoelectric converter, and exciter inductor comprises lateral axial magnetic conductor of exciter inductor, in slots of which on side of built-in axial magnetic core laid main single-phase excitation winding of exciter, connected to output of multi-phase output double-wave rectifier, and an additional single-phase excitation winding connected to the photoelectric converter output.EFFECT: possibility of summation of mechanical energy and light energy into direct current electric energy with simultaneous conversion of the obtained total energy into direct current electric energy with simultaneous preservation of magnetic properties of electric machine inductor, high stability of output voltage as per value, improvement of power and weight and dimensions parameters of electric machine-generator.1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электромеханическим преобразователям энергии, и может быть использовано, например, в качестве преобразователя кинетической энергии ветра, преобразованной ветроколесом в механическую энергию вращения, подаваемой на механический вход машины, и световой энергии Солнца, преобразованной фотоэлектрическими преобразователем в электроэнергию постоянного тока, одновременно подаваемой на ее электрический вход, в суммарную электрическую энергию переменного тока.The invention relates to electrical engineering, in particular to electromechanical energy converters, and can be used, for example, as a converter of kinetic energy of wind converted by a wind wheel to mechanical energy of rotation supplied to a mechanical input of a machine, and light energy of the Sun converted by a photoelectric converter to constant electric energy current simultaneously supplied to its electrical input, the total electrical energy of alternating current.

Известен аксиальный двухвходовый бесконтактный ветро-солнечный генератор (пат. РФ №2561504, авторы Гайтов Б.Х., Кашин Я.М., Кашин А.Я., Копелевич Л.Е., Самородов А.Б.), содержащий корпус, возбудитель и основной генератор, установленные на одном валу, при этом возбудитель состоит из индуктора возбудителя и аксиального магнитопровода с обмоткой якоря возбудителя, основной генератор состоит из бокового аксиального магнитопровода с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого уложена обмотка якоря основного генератора, и внутреннего аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями, в пазы которого со стороны бокового аксиального магнитопровода уложена обмотка возбуждения основного генератора, причем боковой аксиальный магнитопровод с одной активной торцовой поверхностью жестко установлен в корпусе, а внутренний аксиальный магнитопровод с двумя активными торцовыми поверхностями установлен на валу с возможностью вращения относительно бокового аксиального магнитопровода с одной активной торцовой поверхностью. Индуктор возбудителя выполнен из постоянного многополюсного магнита и дополнительной обмотки возбуждения возбудителя, причем постоянный многополюсный магнит индуктора возбудителя выполнен с пазами, многосекционным, неподвижным и жестко установлен в корпусе, а дополнительная обмотка возбуждения возбудителя уложена в пазы, между секциями постоянного многополюсного магнита индуктора возбудителя и подключена к источнику постоянного тока, при этом внутренний аксиальный магнитопровод с двумя активными торцовыми поверхностями с пазами установлен в корпусе между постоянным многополюсным магнитом индуктора возбудителя с дополнительной обмоткой возбуждения возбудителя и боковым аксиальным магнитопроводом с одной активной торцовой поверхностью с возможностью вращения относительно постоянного многополюсного магнита индуктора возбудителя с дополнительной обмоткой возбуждения возбудителя.Known axial two-input contactless wind-solar generator (US Pat. No. 2561504, authors Gaytov B.Kh., Kashin Ya.M., Kashin A.Ya., Kopelevich L.E., Samorodov AB), comprising a hull, the causative agent and the main generator mounted on the same shaft, the causative agent consists of the causative agent inductor and axial magnetic conductor with the causative agent armature winding, the main generator consists of a lateral axial magnetic conductor with one active end surface, in which grooves the main generator armature winding and internal axi A magnetic core with two active end surfaces, into the grooves of which, from the side axial magnetic core, is located the excitation winding of the main generator, where the side axial magnetic core with one active end surface is rigidly mounted in the housing, and the internal axial magnetic core with two active end surfaces is mounted on the shaft with the possibility rotation relative to the lateral axial magnetic circuit with one active end surface. The inductor of the pathogen is made of a permanent multi-pole magnet and an additional excitation winding of the pathogen, and the permanent multi-pole magnet of the inductor of the pathogen is made with grooves multi-section, fixed and rigidly installed in the housing, and the additional excitation winding of the pathogen is laid in the grooves between the sections of the permanent multi-pole magnet of the inductor of the pathogen and to the DC source, while the internal axial magnetic core with two active end surfaces with grooves installed in the case between a permanent multipolar magnet of the inductor of the pathogen with an additional excitation winding of the pathogen and a lateral axial magnetic conductor with one active end surface with the ability to rotate the relatively permanent multi-pole magnet of the inductor of the pathogen with an additional excitation winding of the pathogen.

Однако, постоянный многополюсный магнит индуктора возбудителя такого генератора из-за выделения тепла в дополнительной обмотке возбуждения возбудителя, уложенной в пазы между секциями постоянного многополюсного магнита индуктора возбудителя, при протекании в ней тока, подвергается нагреву, что, как известно, приводит, к ухудшению его магнитных свойств (коэрцитивной силы) [https://magnet-prof.ru/index.php/krivie-razmagnichivanija-ndfeb.html, доступ 13.05.18 г. http://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293832/4293832590.htm доступ 13.05.18 г.]. Высокая температура является критичной для практического применения наиболее перспективных магнитов Nd-Fe-B (неодим-железо-бор), для которых характерны высокие значения магнитных параметров. Эти перспективные магниты в отличие от термостабильных магнитов из редкозмельных металлов позволяют получить индукцию в воздушном зазоре около 0,8 Тл (термостабильные магниты - только 0,5 Тл.). Ухудшение магнитных свойств постоянного многополюсного магнита индуктора возбудителя, а, соответственно, индуктора возбудителя в целом, приводит к ухудшению энергетических и массогабаритных показателей известного ветро-солнечного генератора.However, the permanent multi-pole magnet of the inductor of the causative agent of such a generator due to the release of heat in the additional excitation winding of the pathogen, laid in the grooves between the sections of the permanent multi-pole magnet of the inductor of the pathogen, under the flow of current in it, is heated, which, as is known, leads to deterioration magnetic properties (coercive force) [https://magnet-prof.ru/index.php/krivie-razmagnichivanija-ndfeb.html, access 05/13/18 http://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293832 /4293832590.htm access 13.05.18 g.]. High temperature is critical for the practical application of the most promising Nd-Fe-B magnets (neodymium-iron-boron), which are characterized by high values of magnetic parameters. These prospective magnets, in contrast to thermostable magnets made from rare-metal metals, make it possible to obtain an induction in the air gap of about 0.8 T (thermostable magnets are only 0.5 T). The deterioration of the magnetic properties of the permanent multipolar magnet of the inductor of the pathogen, and, accordingly, the inductor of the pathogen as a whole, leads to a deterioration of the energy and mass-dimensional parameters of the famous wind-solar generator.

Кроме того, выходное напряжение U такого генератора зависит от частоты вращения внутреннего аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями, в пазы которого уложены обмотка якоря возбудителя и обмотка возбуждения основного генератора, относительно бокового аксиального магнитопровода с обмоткой якоря основного генератора и постоянного многосекционного магнита индуктора возбудителя, между секциями которого уложена дополнительная обмотка возбуждения возбудителя:In addition, the output voltage U of such a generator depends on the frequency of rotation of the internal axial magnetic circuit with two active end surfaces, the grooves of which contain the winding of the armature of the pathogen and the excitation winding of the main generator, relative to the lateral axial magnetic conductor of the armature of the main generator and the permanent multi-section magnet of the inductor of the causative agent, between sections of which an additional excitation winding of the pathogen is laid:

Figure 00000001
Figure 00000001

где С - конструктивный коэффициент, n - частота вращения, Ф - магнитный поток возбуждения основного генератора.where C is the design factor, n is the rotational speed, and F is the magnetic flux of the main generator.

Возможная установка привода постоянной частоты вращения ухудшает массогабаритные показатели генератора, а также снижает надежность его работы.The possible installation of a constant speed drive impairs the generator’s mass and overall dimensions, and also reduces its reliability.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и принятым авторами за прототип является стабилизированный аксиально-радиальный генератор постоянного тока (пат. РФ №2649913, авторы Кашин Я.М., Кашин А.Я., Князев А.С.), содержащий корпус, внутренний аксиальный магнитопровод с двумя активными торцовыми поверхностями, вал, закрепленный в подшипниковых узлах, возбудитель, основной генератор и регулятор напряжения, при этом возбудитель состоит из жестко закрепленного в корпусе индуктора и многофазной обмотки якоря возбудителя, уложенной в пазы внутреннего аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями, основной генератор состоит из однофазной обмотки возбуждения основного генератора, уложенной в пазы внутреннего аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями и подключенной через многофазный двухполупериодный выпрямитель к многофазной обмотке якоря возбудителя, и жестко закрепленного в корпусе бокового аксиального магнитопровода с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого уложена многофазная обмотка якоря основного генератора, подключенная к выходному многофазному двухполупериодному выпрямителю, причем внутренний аксиальный магнитопровод с двумя активными торцовыми поверхностями жестко связан с валом посредством диска, при этом однофазная обмотка возбуждения основного генератора уложена в пазы внутреннего аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями со стороны бокового аксиального магнитопровода с многофазной обмоткой якоря основного генератора, многофазная обмотка якоря возбудителя уложена в пазы внутреннего аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями со стороны индуктора возбудителя, а регулятор напряжения содержит измеритель отклонений напряжения, предварительный усилитель, блок усиления мощности и силовую часть, при этом измеритель отклонений напряжения включен на выходное напряжение генератора. Индуктор возбудителя содержит постоянный аксиальный многополюсный магнит, вал выполнен полым, а в корпусе установлена неподвижная ось, расположенная соосно с полым валом, имеющим возможность вращения вокруг неподвижной оси, при этом неподвижная ось закреплена в подшипниковых узлах, установленных в полом валу, и жестко связана с корпусом одним концом, расположенным со стороны корпуса, на которой закреплен боковой аксиальный магнитопровод с многофазной обмоткой якоря основного генератора, а измеритель отклонений напряжения, предварительный усилитель, блок усиления мощности и силовая часть образуют электронный блок регулятора напряжения, при этом регулятор напряжения дополнительно содержит электромеханический узел, состоящий из радиального магнитопровода индуктора регулятора напряжения, жестко закрепленного на неподвижной оси, в пазы которого уложена однофазная обмотка возбуждения регулятора напряжения, подключенная к силовой части электронного блока, радиального магнитопровода якоря регулятора напряжения, в пазы которого уложена многофазная обмотка якоря регулятора напряжения, и управляющей однофазной обмотки регулятора напряжения, подключенной через многофазный двухполупериодный выпрямитель к многофазной обмотке якоря регулятора напряжения и уложенной в пазы внутреннего аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями со стороны бокового аксиального магнитопровода с многофазной обмоткой якоря основного генератора.The closest to the claimed invention to the technical nature and adopted by the authors for the prototype is a stabilized axial-radial generator of direct current (US Pat. RF №2649913, the authors Kashin Ya.M., Kashin A.Ya., Knyazev AS), containing body , internal axial magnetic core with two active end surfaces, a shaft fixed in bearing assemblies, a pathogen, a main generator and a voltage regulator, while the pathogen consists of an inductor rigidly fixed in the case and a multiphase winding of the armature of the pathogen , Laid in grooves in the inner axial magnetic circuit with two active end surfaces, the primary generator is composed of a single-phase field winding of the main generator, laid in grooves in the inner axial magnetic circuit with two active end surfaces, and connected through the multiphase full-wave rectifier to a multiphase winding exciter armature and rigidly fixed in the side of the axial magnetic circuit with one active end surface, the grooves of which are laid multiphase an armature coil of the main generator connected to the output multi-phase full-wave rectifier, the internal axial magnetic circuit with two active end surfaces rigidly connected to the shaft via a disk, while the single-phase excitation winding of the main generator is laid in the grooves of the internal axial magnetic core with two active end surfaces from the side axial axial magnetic circuit with multiphase winding of the armature of the main generator, multiphase winding of the armature of the pathogen laid axial grooves in the inner yoke with two active surfaces of the end caps from the exciter inductor and the voltage regulator comprises a voltage meter deviations preamplifier, the power amplification unit, and a power portion, the voltage deviation meter included in the generator output voltage. The inductor of the pathogen contains a permanent axial multi-pole magnet, the shaft is hollow, and in the case there is a fixed axis mounted coaxially with a hollow shaft that can rotate around a fixed axis, while the fixed axis is fixed in the bearing assemblies installed in the hollow shaft and rigidly connected case with one end located on the side of the case on which the lateral axial magnetic core with the multiphase winding of the armature of the main generator is fixed, and measure the voltage deviation before A power amplifier, power amplification unit and power unit form an electronic voltage regulator unit, while the voltage regulator further comprises an electromechanical assembly consisting of a radial magnetic conductor of a voltage regulator inductor fixed on a fixed axis, the grooves of which contain a single-phase exciter winding of a voltage regulator connected to power section of the electronic unit, radial magnetic circuit of the armature of the voltage regulator, in the grooves of which the multiphase armature winding is laid voltage insulator, and a control winding single-phase voltage regulator, connected through the multiphase full-wave rectifier to a multiphase armature winding of the voltage regulator and laid in grooves in the inner axial active magnetic circuit with two end surfaces by the axial side of the magnetic circuit with multiphase armature winding of the main generator.

Входом электронного блока регулятора напряжения является вход измерителя отклонений напряжения, подключенный к выходу основного генератора - к многофазной обмотке якоря основного генератора, с которой снимается выходное напряжение генератора, а его выходом - выход его силовой части.The input of the voltage regulator electronic unit is the input of the voltage deviation meter connected to the output of the main generator - to the multiphase winding of the armature of the main generator, from which the output voltage of the generator is removed, and its output - the output of its power section.

Радиальный магнитопровод якоря регулятора напряжения установлен на внутренней поверхности полого вала таким образом, что создаваемый однофазной обмоткой возбуждения регулятора напряжения магнитный поток направлен вдоль радиуса радиального магнитопровода якоря регулятора напряжения с многофазной обмоткой якоря регулятора напряжения.The radial magnetic circuit of the armature of the voltage regulator is installed on the inner surface of the hollow shaft so that the magnetic flux created by the single-phase excitation winding of the voltage regulator is directed along the radius of the armature's magnetic conductor of the voltage regulator with the multiphase armature winding of the voltage regulator.

Однако, известная из пат. РФ №2649913 электрическая машина не может суммировать энергию разного вида (механическую и световую), поступающую от двух различных источников с одновременным преобразованием полученной суммарной энергии в электрическую энергию, так как имеет только один вход: механический вход - вал ротора. Это ограничивает область его применения: не позволяет получать дополнительную электроэнергию в районах, где интенсивность светового излучения высока.However, known from US Pat. RF № 2649913 electric machine can not sum up the energy of different types (mechanical and light), coming from two different sources with simultaneous conversion of the resulting energy into electrical energy, as it has only one input: the mechanical input - the rotor shaft. This limits the scope of its application: it does not allow to obtain additional electricity in areas where the intensity of light radiation is high.

Задачей изобретения является усовершенствование аксиально-радиальной электрической машины-генератора с целью расширения области ее применения.The objective of the invention is to improve the axial-radial electric machine-generator in order to expand its scope.

Техническим результатом заявленного изобретения является обеспечение возможности суммирования механической энергии (например, кинетической энергии ветра, преобразованной ветроколесом в механическую энергию вращения) и световой энергии (например, энергии Солнца, преобразованной фотоэлектрическими преобразователями в электрическую энергию постоянного тока) с одновременным преобразованием полученной суммарной энергии в электрическую энергию постоянного тока при одновременном сохранении магнитных свойств индуктора электрической машины, высокой стабильности выходного напряжения по величине, улучшении энергетических и массогабаритных показателей электрической машины-генератора в целом.The technical result of the claimed invention is to provide the possibility of summing up mechanical energy (for example, kinetic wind energy converted by wind wheel into mechanical rotation energy) and light energy (for example, solar energy converted by photoelectric converters into direct current electrical energy) while simultaneously converting the resulting total energy into electrical energy. DC energy while maintaining the magnetic properties of the inductor machines, high stability of the output voltage in size, improvement of energy and mass-dimensional parameters of the electric machine-generator as a whole.

Технический результат достигается тем, что в стабилизированной двухвходовой ветро-солнечной аксиально-радиальной электрической машине-генераторе, содержащей корпус, полый вал, закрепленный в корпусе в подшипниковых узлах, неподвижную ось, расположенную соосно с полым валом, имеющим возможность вращения вокруг неподвижной оси, внутренний аксиальный магнитопровод с двумя активными торцовыми поверхностями, жестко связанный с полым валом посредством диска, возбудитель, основной генератор и регулятор напряжения, при этом возбудитель состоит из жестко закрепленного в корпусе индуктора и многофазной обмотки якоря возбудителя, уложенной в пазы внутреннего аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями со стороны индуктора возбудителя, основной генератор состоит из жестко закрепленного в корпусе бокового аксиального магнитопровода якоря основного генератора с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого уложена многофазная обмотка якоря основного генератора, подключенная к выходному многофазному двухполупериодному выпрямителю, и однофазной обмотки возбуждения основного генератора, уложенной в пазы внутреннего аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями со стороны бокового аксиального магнитопровода с многофазной обмоткой якоря основного генератора, и подключенной через первый многофазный двухполупериодный выпрямитель к многофазной обмотке якоря возбудителя, при этом неподвижная ось закреплена в подшипниковых узлах, установленных в полом валу, и жестко связана с корпусом одним концом, расположенным со стороны корпуса, на которой закреплен боковой аксиальный магнитопровод с многофазной обмоткой якоря основного генератора, а регулятор напряжения содержит электронный блок, вход которого включен на выходное напряжение машины-генератора, то есть подключен к выходу выходного многофазного двухполупериодного выпрямителя, и электромеханический узел, состоящий из радиального магнитопровода индуктора регулятора напряжения, жестко закрепленного на неподвижной оси, в пазы которого уложена однофазная обмотка возбуждения регулятора напряжения, подключенная к выходу электронного блока, радиального магнитопровода якоря регулятора напряжения, в пазы которого уложена многофазная обмотка якоря регулятора напряжения, и управляющей однофазной обмотки регулятора напряжения, подключенной через второй многофазный двухполупериодный выпрямитель к многофазной обмотке якоря регулятора напряжения и уложенной в пазы внутреннего аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями со стороны бокового аксиального магнитопровода с многофазной обмоткой якоря основного генератора, при этом радиальный магнитопровод якоря регулятора напряжения установлен на внутренней поверхности полого вала таким образом, что создаваемый однофазной обмоткой возбуждения регулятора напряжения магнитный поток направлен вдоль радиуса радиального магнитопровода якоря регулятора напряжения с многофазной обмоткой якоря регулятора напряжения, при этом в верхней части корпуса устанавливается фотоэлектрический преобразователь, а индуктор возбудителя содержит боковой аксиальный магнитопровод индуктора возбудителя с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого со стороны внутреннего аксиального магнитопровода укладывается основная однофазная обмотка возбуждения возбудителя, подключаемая к выходу выходного многофазного двухполупериодного выпрямителя, и дополнительная однофазная обмотка возбуждения возбудителя, подключаемая к выходу фотоэлектрического преобразователя.The technical result is achieved by the fact that in a stabilized two-input wind-solar axial-radial electric machine-generator, comprising a housing, a hollow shaft fixed in a housing in bearing assemblies, a fixed axis located coaxially with a hollow shaft having rotation around a fixed axis, an internal axial magnetic core with two active end surfaces, rigidly connected to the hollow shaft by means of a disk, a pathogen, a main generator and a voltage regulator, while the causative agent is Toit of the pathogen rigidly fixed in the inductor case and the multiphase armature winding of the pathogen laid into the grooves of the internal axial magnetic core with two active end surfaces on the side of the exciter's inductor, the main generator consists of a rigidly fixed in the body of the lateral axial magnetic core of the main generator with one active end surface in the grooves of which are laid multi-phase winding of the armature of the main generator connected to the output multi-phase full-wave rectifier, and one phase excitation winding of the main generator, laid in the grooves of the internal axial magnetic core with two active end surfaces from the side axial magnetic core with a multiphase winding of the armature of the main generator, and connected through the first multiphase full-wave rectifier to the multiphase winding of the armature of the exciter, while the fixed axis is fastened with a fixed clip. mounted in the hollow shaft and rigidly connected to the housing with one end located on the side of the housing on which it is closed a side axial magnetic core with a multiphase armature winding of the main generator, and the voltage regulator contains an electronic unit whose input is connected to the output voltage of the machine generator, that is, connected to the output of the output multiphase full-wave rectifier, and an electromechanical assembly consisting of a radial magnetic conductor of the voltage regulator inductor, rigidly mounted on a fixed axis, in the grooves of which a single-phase excitation winding of a voltage regulator is connected, connected to the electrical output This unit, a radial magnetic armature of the armature of the voltage regulator, in the grooves of which a multiphase armature winding of the voltage regulator is placed, and a control single-phase winding of the voltage regulator connected through a second multiphase full-wave rectifier to the multiphase armature of the cipher body. from the side of the axial magnetic circuit with a multiphase armature winding of the main generator, while radial The armature voltage regulator armature magnetic circuit is installed on the inner surface of the hollow shaft in such a way that the magnetic flux generated by the single-phase excitation winding of the voltage regulator is directed along the radius of the armature radial magnetic conductor of the voltage regulator with the multiphase armature voltage regulator winding, while the photoelectric converter is installed in the upper part of the housing, and the inductor the causative agent contains a lateral axial magnetic conductor of the inductor of the pathogen with one active face surface Tew, in which grooves to the inner axial magnetic fits main phase winding excitation exciter, connected to the output of the multiphase full-wave rectifier output, and an additional-phase winding excitation exciter, connected to the output of the photoelectric converter.

Предлагаемое изобретение, выполняя функцию преобразования механической энергии (например, энергии ветра) в электрическую энергию, как и прототип, в тоже время в отличие от него позволяет расширить область его применения за счет суммирования механической энергии (например, энергии ветра) и световой энергии (например, энергии Солнца, преобразованной фотоэлектрическим преобразователем в электрическую энергию постоянного тока) с одновременным преобразованием полученной суммарной энергии в электрическую энергию постоянного тока при одновременном сохранении магнитных свойств индуктора электрической машины, улучшении энергетических и массогабаритных показателей электрической машины-генератора в целом.The present invention, performing the function of converting mechanical energy (for example, wind energy) into electrical energy, as well as the prototype, at the same time, in contrast, allows expanding its field of application by summing up mechanical energy (for example, wind energy) and light energy (for example , solar energy converted by a photoelectric converter into direct current electrical energy) with simultaneous conversion of the resulting energy into direct current electrical energy with one the belt maintaining the magnetic properties of the inductor of the electric machine, the improvement of energy and weight and size of electrical generator machine as a whole.

Преобразование световой энергии Солнца в электрическую энергию достигается за счет того, что в верхней части корпуса установлен фотоэлектрический преобразователь, а индуктор возбудителя содержит боковой аксиальный магнитопровод индуктора возбудителя, в пазы которого уложена дополнительная однофазная обмотка возбуждения возбудителя, подключенная к фотоэлектрическому преобразователю.The conversion of solar light energy into electrical energy is achieved due to the fact that a photoelectric converter is installed in the upper part of the body, and the causative agent inductor contains an axial lateral axial magnetic conductor of the causative agent, whose grooves contain an additional single-phase excitation winding of the exciter connected to the photoelectric converter.

Суммирование механической энергии (например, кинетической энергии ветра, преобразованной ветроколесом в механическую энергию вращения) и световой энергии (например, энергии Солнца, преобразованной фотоэлектрическими преобразователями в электрическую энергию постоянного тока) достигается за счет укладки в пазы бокового аксиального магнитопровода индуктора возбудителя основной однофазной обмотки, возбуждения возбудителя и подключения ее к выходу выходного многофазного двухполупериодного выпрямителя.The summation of mechanical energy (for example, kinetic energy of wind converted by wind wheel into mechanical energy of rotation) and light energy (for example, energy of the Sun converted by photoelectric converters into direct current electric energy) is achieved by inserting the main single-phase winding inductor in the grooves of the side axial magnetic conductor excitation of the pathogen and its connection to the output of the output multi-phase full-wave rectifier.

По принципу суперпозиции магнитных полей остаточный магнитный поток индуктора возбудителя, магнитный поток, созданный электрическим током, протекающим по основной однофазной обмотке возбуждения возбудителя, полученным за счет преобразования механической энергии вращения в электрическую энергию, суммируется с магнитным потоком, созданным электрическим током, протекающим по дополнительной однофазной обмотке возбуждения возбудителя, полученным за счет преобразования световой энергии в электрическую энергию постоянного тока.By the principle of superposition of magnetic fields, the residual magnetic flux of the inductor of the pathogen, the magnetic flux created by the electric current flowing through the main single-phase excitation winding of the pathogen, obtained by converting the mechanical rotational energy into electrical energy, is added to the magnetic flux created by the electric current flowing through the additional single-phase the excitation winding of the pathogen, obtained by converting light energy into direct current electrical energy.

Одновременное преобразование полученной суммарной энергии в электрическую энергию постоянного тока достигается тем, что суммарный магнитный поток, полученный путем суммирования остаточного магнитного потока индуктора возбудителя и магнитных потоков, созданных электрическим током, полученным за счет преобразования механической энергии вращения в электрическую энергию и протекающим по основной однофазной обмотке возбуждения основного генератора, и электрическим током, полученным за счет преобразования световой энергии в электрическую энергию постоянного тока и протекающим по дополнительной однофазной обмотке возбуждения возбудителя, пересекает многофазную обмотку якоря возбудителя, наводит в ней многофазную ЭДС. Эта ЭДС выпрямляется вторым многофазным двухполупериодным выпрямителем и подается на однофазную обмотку возбуждения основного генератора, по которой под действием ЭДС протекает электрический ток, создающий магнитный поток возбуждения основного генератора. Этот магнитный поток пересекает многофазную обмотку якоря основного генератора, наводит в ней многофазную ЭДС, которая выпрямляется выходным многофазным двухполупериодным выпрямителем и подается потребителям.Simultaneous conversion of the resulting total energy into direct current electrical energy is achieved by the total magnetic flux obtained by summing the residual magnetic flux of the inductor of the pathogen and magnetic fluxes generated by the electric current obtained by converting the mechanical rotational energy into electrical energy and flowing through the main single-phase winding excitation of the main generator, and electric current, obtained by converting light energy into electrical ical DC power and flowing through the further one-phase excitation winding exciter intersects polyphase winding exciter armature leads therein multiphase EMF. This EMF is rectified by the second multi-phase full-wave rectifier and is fed to the single-phase excitation winding of the main generator, through which an electric current flows through the electric current, creating a magnetic flux of excitation of the main generator. This magnetic flux intersects the multiphase winding of the armature of the main generator, induces a multi-phase EMF in it, which is rectified by the output multiphase full-wave rectifier and is fed to consumers.

Сохранение магнитных свойств индуктора электрической машины-генератора, улучшение энергетических и массогабаритных показателей электрической машины-генератора в целом достигается за счет того, что дополнительная однофазная обмотка возбуждения укладывается не в пазы между секциями постоянного многополюсного много секционного магнита индуктора возбудителя, как в известном из пат. №2561504 ветро-солнечном генераторе, а в пазы бокового аксиального магнитопровода с индуктора возбудителя. При этом протекающий в дополнительной однофазной обмотке возбуждения ток, приводит, не к ухудшению магнитных свойств бокового аксиального магнитопровода индуктора возбудителя, а к его дополнительному намагничиванию и, как следствие, к увеличению остаточного магнитного потока индуктора возбудителя.The preservation of the magnetic properties of the inductor of the electric machine generator, the improvement of the energy and mass-dimensional parameters of the electric machine generator as a whole is achieved due to the fact that the additional single-phase excitation winding does not fit into the grooves between sections of a permanent multi-pole many exciter inductor section magnet, as in the well known Pat. №2561504 wind-solar generator, and in the grooves of the lateral axial magnetic conductor with the inductor of the pathogen. In this case, the current flowing in the additional single-phase excitation winding does not lead to deterioration of the magnetic properties of the lateral axial magnetic circuit of the inductor of the pathogen, but to its additional magnetization and, as a result, to an increase in the residual magnetic flux of the inductor of the pathogen.

На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемой стабилизированной двухвходовой ветро-солнечной аксиально-радиальной электрической машины-генератора в разрезе, на фиг. 2 - ее электрическая схема.FIG. 1 shows a general view of the proposed stabilized two-input wind-solar axial-radial electric machine-generator in section, FIG. 2 - its electrical circuit.

Стабилизированная двухвходовая ветро-солнечная аксиально-радиальная электрическая машина-генератор, содержит: корпус 1, полый вал 22, закрепленный в корпусе в подшипниковых узлах 12 и 19, неподвижную ось 21, расположенную соосно с полым валом 22, имеющим возможность вращения вокруг неподвижной оси 21, внутренний аксиальный магнитопровод 3 с двумя активными торцовыми поверхностями, жестко связанный с полым валом 22 посредством диска 23, возбудитель, основной генератор и регулятор напряжения. Возбудитель состоит из жестко закрепленного в корпусе 1 индуктора и многофазной обмотки 4 якоря возбудителя, уложенной в пазы внутреннего аксиального магнитопровода 3 с двумя активными торцовыми поверхностями со стороны индуктора возбудителя. Основной генератор состоит из жестко закрепленного в корпусе 1 бокового аксиального магнитопровода 18 якоря основного генератора с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого уложена многофазная обмотка 17 якоря основного генератора, подключенная к выходному многофазному двухполупериодному выпрямителю 25, и однофазной обмотки 5 возбуждения основного генератора, уложенной в пазы внутреннего аксиального магнитопровода 3 с двумя активными торцовыми поверхностями со стороны бокового аксиального магнитопровода 18 с многофазной обмоткой 17 якоря основного генератора, и подключенной через первый многофазный двухполупериодный выпрямитель 13 к многофазной обмотке 4 якоря возбудителя. Неподвижная ось 21 закреплена в подшипниковых узлах 11 и 20, установленных в полом валу 22, и жестко связана с корпусом 1 одним концом, расположенным со стороны корпуса 1, на которой закреплен боковой аксиальный магнитопровод 18 с многофазной обмоткой 17 якоря основного генератора. Регулятор напряжения содержит электронный блок 26, вход которого подключен к выходу выходного многофазного двухполупериодного выпрямителя 25, и электромеханический узел, состоящий из радиального магнитопровода 10 индуктора регулятора напряжения, жестко закрепленного на неподвижной оси 21, в пазы которого уложена однофазная обмотка 9 возбуждения регулятора напряжения, подключенная к выходу электронного блока 26, радиального магнитопровода 7 якоря регулятора напряжения, в пазы которого уложена многофазная обмотка 8 якоря регулятора напряжения, и управляющей однофазной обмотки 6 регулятора напряжения, подключенной через второй многофазный двухполупериодный выпрямитель 24 к многофазной обмотке 8 якоря регулятора напряжения и уложенной в пазы внутреннего аксиального магнитопровода 3 с двумя активными торцовыми поверхностями со стороны бокового аксиального магнитопровода 18 с многофазной обмоткой 17 якоря основного генератора. Радиальный магнитопровод 7 якоря регулятора напряжения установлен на внутренней поверхности полого вала 22 таким образом, что создаваемый однофазной обмоткой 9 возбуждения регулятора напряжения магнитный поток направлен вдоль радиуса радиального магнитопровода 7 якоря регулятора напряжения с многофазной обмоткой 8 якоря регулятора напряжения.The stabilized two-input wind-solar axial-radial electric machine-generator contains: case 1, hollow shaft 22 fixed in the case in bearing assemblies 12 and 19, fixed axis 21 located coaxially with hollow shaft 22, having the possibility of rotation around fixed axis 21 , internal axial magnetic core 3 with two active end surfaces, rigidly connected with the hollow shaft 22 by means of a disk 23, exciter, main generator and voltage regulator. The pathogen consists of an inductor rigidly fixed in the housing 1 and a multiphase winding 4 of the pathogen armature laid in the grooves of the internal axial magnetic core 3 with two active end surfaces on the side of the inductor of the pathogen. The main generator consists of a side axial magnetic circuit 18 of the armature of the main generator rigidly fixed in the housing 1 with one active end surface, into the slots of which a multiphase winding 17 of the main generator armature connected to the output multiphase full-wave rectifier 25 of the main generator laid in the grooves of the internal axial magnetic circuit 3 with two active end surfaces on the side of the lateral axial magnetic circuit 18 with a multi-phase a coil 17 of the armature of the main generator, and connected through the first multi-phase full-wave rectifier 13 to the multi-phase winding 4 of the armature of the pathogen. The stationary axis 21 is fixed in bearing assemblies 11 and 20 mounted in the hollow shaft 22 and rigidly connected to the housing 1 with one end located on the side of the housing 1 on which the lateral axial magnetic conductor 18 with the multiphase winding 17 of the armature of the main generator is attached. The voltage regulator contains an electronic unit 26, the input of which is connected to the output of the output multi-phase full-wave rectifier 25, and an electromechanical assembly consisting of a radial magnetic conductor 10 of a voltage regulator inductor rigidly mounted on a fixed axis 21, into the slots of which a voltage regulator excitation 9 is laid, the voltage regulator connected to the output of the electronic unit 26, the radial magnetic circuit 7 of the armature of the voltage regulator, in the grooves of which the multiphase winding 8 of the armature of the voltage regulator is laid and control single-phase winding 6 of the voltage regulator connected through the second multi-phase full-wave rectifier 24 to the multi-phase winding 8 of the armature of the voltage regulator and laid in the grooves of the internal axial magnetic conductor 3 with two active end surfaces from the side axial magnetic conductor 18 with the multiphase winding 17 anchor . The radial magnetic circuit 7 of the armature of the voltage regulator is installed on the inner surface of the hollow shaft 22 in such a way that the magnetic flux created by the single-phase winding 9 of the excitation of the voltage regulator is directed along the radius of the radial magnetic conductor 7 of the armature voltage regulator with the multiphase winding 8 of the armature voltage regulator.

В верхней части корпуса 1 установлен фотоэлектрический преобразователь 16. Индуктор возбудителя содержит боковой аксиальный магнитопровод 2 индуктора возбудителя с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого со стороны внутреннего аксиального магнитопровода 3 уложены основная однофазная обмотка 14 возбуждения возбудителя, подключенная к выходу выходного многофазного двухполупериодного выпрямителя 25, и дополнительная однофазная обмотка 15 возбуждения возбудителя, подключенная к выходу фотоэлектрического преобразователя 16.In the upper part of the housing 1, a photoelectric converter 16 is installed. The inductor of the exciter comprises an axial lateral magnetic conductor 2 of the exciter of the exciter with one active end surface, in the slots of which from the side of the internal axial magnetic conductor 3 are laid the main single-phase excitation winding 14 of the exciter connected to the output of the output multiphase two-wave rectifier 25 , and additional single-phase winding 15 excitation of the pathogen connected to the output of the photoelectric converter 16.

Стабилизированная двухвходовая ветро-солнечная аксиально-радиальная электрическая машина-генератор работает следующим образом.Stabilized two-input wind-solar axial-radial electric machine-generator works as follows.

Механическая энергия вращения поступает в машину-генератор от внешнего источника (например, ветроколеса) через полый вал 22, закрепленный в корпусе 1 машины-генератора в подшипниковых узлах 12 и 19.The mechanical rotational energy enters the generator machine from an external source (for example, a wind wheel) through a hollow shaft 22 fixed in the housing 1 of the generator machine in bearing assemblies 12 and 19.

Одновременно напряжение постоянного тока, полученное путем преобразования световой энергии Солнца с фотоэлектрического преобразователя (ФЭП) 16 подается на дополнительную однофазную обмотку 15 возбуждения возбудителя, подключенную к ФЭП 16 и уложенную в пазы бокового аксиального магнитопровода 2 индуктора возбудителя с одной активной торцовой поверхностью. Под действием этого напряжения по дополнительной однофазной обмотке 15 возбуждения возбудителя протекает электрический ток, который создает магнитный поток.At the same time, the DC voltage obtained by converting the solar solar energy from the photoelectric converter (FEP) 16 is fed to an additional single-phase excitation winding 15 of the pathogen connected to the FEP 16 and laid into the grooves of the lateral axial magnetic conductor 2 of the coil's inductor with one active end surface. Under the action of this voltage on the additional single-phase winding 15 of excitation of the pathogen an electric current flows, which creates a magnetic flux.

По принципу суперпозиции магнитных полей магнитный поток, созданный током, протекающим дополнительной однофазной обмотке 15 возбуждения возбудителя, суммируется с остаточным магнитным потоком индуктора возбудителя.By the principle of superposition of magnetic fields, the magnetic flux created by the current flowing through the additional single-phase excitation winding 15 of the pathogen is summed with the residual magnetic flux of the inductor of the pathogen.

При вращении полого вала 22, закрепленного в корпусе 1 в подшипниковых узлах 12 и 19, с установленным на его внутренней поверхности радиальным магнитопроводом 7 якоря регулятора напряжения, в пазы которого уложена однофазная обмотка 8 якоря регулятора напряжения, и жестко связанным с полым валом 22 посредством диска 23 внутренним аксиальным магнитопроводом 3 с двумя активными торцовыми поверхностями, в пазы которого уложена многофазная обмотка 4 якоря возбудителя, управляющей однофазной обмоткой 6 регулятора напряжения, однофазной обмоткой 5 возбуждения основного генератора, этот суммарный магнитный поток пересекает витки многофазной обмотки 4 якоря возбудителя и наводит в ней многофазную ЭДС. Эта ЭДС выпрямляется первым многофазным двухполупериодным выпрямителем 13 и подается на однофазную обмотку 5 возбуждения основного генератора, уложенную в пазы внутреннего аксиального магнитопровода 3 с двумя активными торцовыми поверхностями со стороны бокового аксиального магнитопровода 18 с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого уложена многофазная обмотка якоря 17 основного генератора,. При этом в однофазной обмотке 5 возбуждения основного генератора протекает электрический ток и создается магнитный поток. В результате этого взаимодействия в многофазной обмотке 17 якоря основного генератора наводится многофазная ЭДС, которая выпрямляется выходным многофазным двухполупериодным выпрямителем 25 и подается в сеть и на основную однофазную обмотку 14 возбуждения возбудителя.During rotation of the hollow shaft 22, fixed in the housing 1 in the bearing assemblies 12 and 19, with a radial magnetic conductor 7 of the armature of the voltage regulator installed on its inner surface, in the slots of which a single-phase winding 8 of the armature voltage regulator is laid, and rigidly connected to the hollow shaft 22 by means of a disk 23 internal axial magnetic core 3 with two active end surfaces, in the grooves of which a multiphase winding 4 of the armature of the pathogen is placed, controlling the single-phase winding 6 of the voltage regulator, single-phase winding 5 v excitation of the main generator, this total magnetic flux intersects the turns of the multiphase winding 4 of the anchor of the pathogen and induces a multiphase EMF in it. This EMF is rectified by the first multi-phase full-wave rectifier 13 and is fed to the single-phase winding 5 of the main generator excitation, which is laid in the grooves of the internal axial magnetic conductor 3 with two active end surfaces from the side axial magnetic conductor 18 with one active end surface, in the grooves of which the multi-phase armature winding 17 is laid main generator ,. In this case, in the single-phase winding 5 of the excitation of the main generator, an electric current flows and a magnetic flux is created. As a result of this interaction in the multiphase winding 17 of the armature of the main generator, a multi-phase EMF is induced, which is rectified by the output multi-phase full-wave rectifier 25 and fed into the network and to the main single-phase winding 14 of excitation of the pathogen.

В начальный момент времени ЭДС якоря основного генератора, а соответственно и напряжение на выходе основного генератора, являющееся выходным напряжением предлагаемой машины-генератора, создает ток в основной однофазной обмотке 14 возбуждения возбудителя, усиливающий остаточный магнитный поток индуктора возбудителя. Усиление этого магнитного потока приводит к увеличению суммарного магнитного потока индуктора возбудителя и, соответственно, к дальнейшему увеличению ЭДС, наводимой в многофазной обмотке 4 якоря возбудителя, а, соответственно, к увеличению тока в однофазной обмотке 5 возбуждения основного генератора, что приводит к увеличению ЭДС в многофазной обмотке 17 якоря основного генератора, т.е. напряжения на выходе машины-генератора. Таким образом, машина-генератор самовозбуждается и начинает устойчиво работать.At the initial time, the EMF of the armature of the main generator, and accordingly the voltage at the output of the main generator, which is the output voltage of the proposed generator machine, generates a current in the main single-phase excitation winding 14 of the pathogen, amplifying the residual magnetic flux of the inductor of the pathogen. The amplification of this magnetic flux leads to an increase in the total magnetic flux of the inductor of the pathogen and, accordingly, to a further increase in the EMF induced in the multiphase winding 4 of the armature of the pathogen, and, accordingly, to an increase in current in the single-phase winding 5 of the main generator excitation, which leads to an increase in EMF multiphase winding 17 of the armature of the main generator, i.e. voltage at the output of the machine generator. Thus, the machine-generator self-excited and begins to work stably.

Рост ЭДС при увеличении токов возбуждения в основной 14 и дополнительной 15 однофазных обмотках возбуждения возбудителя замедляется при насыщении магнитных цепей возбудителя и основного генератора.The growth of the EMF with increasing excitation currents in the main 14 and an additional 15 single-phase excitation windings of the pathogen slows down when the magnetic circuits of the pathogen and the main generator are saturated.

В результате описанных процессов происходит суммирование механической энергии вращения (например, кинетической энергии ветра, преобразованной ветроколесом в механическую энергию вращения) и световой энергии Солнца, преобразованной фотоэлектрическим преобразователем в электрическую энергию постоянного тока, и преобразование суммарной энергии в электрическую энергию постоянного тока.As a result of the described processes, the summation of the mechanical rotational energy (for example, the kinetic energy of the wind converted by the wind wheel into mechanical rotational energy) and the solar solar energy converted by the photoelectric converter into direct current electrical energy and the total energy converted into direct current electrical energy occurs.

Стабилизация выходного напряжения U машины-генератора осуществляется следующим образом. При отклонении выходного напряжения U машины-генератора от заданного значения (например, при изменении частоты вращения полого вала 22 или изменении нагрузки) электронный блок 26 регулятора напряжения, вход которого подключен на выходное напряжение U машины-генератора, то есть к выходу выходного многофазного двухполупериодного выпрямителя 25, обеспечивает протекание в однофазной обмотке 9 возбуждения регулятора напряжения, уложенной в пазы радиального магнитопровода 10 индуктора регулятора напряжения, жестко закрепленного на неподвижной оси 21, жестко закрепленной в подшипниковых узлах 11 и 20, электрического тока, соответствующего по величине и направлению отклонению выходного напряжения U машины-генератора от заданного значения. Под действием протекающего в однофазной обмотке 9 возбуждения регулятора электрического тока создается магнитный поток, направленный вдоль радиуса радиального магнитопровода 7 якоря регулятора напряжения. Этот магнитный поток взаимодействует с многофазной обмоткой 8 якоря регулятора напряжения и наводит в ней многофазную ЭДС, которая выпрямляется вторым многофазным двухполупериодным выпрямителем 24 и подается на управляющую обмотку 6 регулятора напряжения. При этом по ней протекает электрический ток, под действием которого создается дополнительный магнитный поток, направленный согласно (при уменьшении выходного напряжения по сравнению с заданным) или встречно (при увеличении выходного напряжения по сравнению с заданным) магнитному потоку, создаваемому однофазной обмоткой 5 возбуждения основного генератора. По принципу суперпозиции магнитных полей магнитные потоки, создаваемые однофазной обмоткой 5 возбуждения основного генератора и управляющей однофазной обмоткой 6 регулятора напряжения, суммируются. Следовательно, наводимая этим суммарным магнитным потоком в многофазной обмотке 17 якоря основного генератора ЭДС, увеличивается или уменьшается (в зависимости от отклонения выходного напряжения от заданного), а соответственно уменьшается (или увеличивается) и выходное напряжение U, стремясь к заданному значению.Stabilization of the output voltage U of the machine-generator is as follows. When the deviation of the output voltage U of the machine generator from a predetermined value (for example, when the rotational speed of the hollow shaft 22 changes or the load changes), the electronic unit 26 of the voltage regulator, the input of which is connected to the output voltage U of the machine generator, that is, the output of the output multiphase full-wave rectifier 25, provides for the flow in the single-phase winding 9 of the excitation of the voltage regulator, laid in the grooves of the radial magnetic circuit 10 of the inductor of the voltage regulator, rigidly mounted on a fixed axis 21, rigidly fixed in the bearing assemblies 11 and 20, the electric current corresponding in magnitude and direction to the deviation of the output voltage U of the generator machine from the specified value. Under the action of an electric current regulator in the single-phase winding 9 of excitation, a magnetic flux is generated that is directed along the radius of the radial magnetic circuit 7 of the armature of the voltage regulator. This magnetic flux interacts with the multi-phase winding 8 of the armature of the voltage regulator and induces a multi-phase EMF in it, which is rectified by the second multi-phase full-wave rectifier 24 and is fed to the control winding 6 of the voltage regulator. At the same time an electric current flows through it, under the action of which an additional magnetic flux is created, directed according to (when the output voltage decreases compared to the set) or oppositely (when the output voltage increases compared to the set), the magnetic flux created by the single-phase excitation winding 5 . By the principle of superposition of magnetic fields, the magnetic fluxes generated by the single-phase winding 5 of the excitation of the main generator and the control single-phase winding 6 of the voltage regulator are summed. Consequently, induced by this total magnetic flux in the multiphase winding 17 of the armature of the main generator, the EMF increases or decreases (depending on the output voltage deviation from the set one), and the output voltage U accordingly decreases (or increases), tending to the set value.

Claims (1)

Стабилизированная двухвходовая ветро-солнечная аксиально-радиальная электрическая машина-генератор, содержащая корпус, полый вал, закрепленный в корпусе в подшипниковых узлах, неподвижную ось, расположенную соосно с полым валом, имеющим возможность вращения вокруг неподвижной оси, внутренний аксиальный магнитопровод с двумя активными торцовыми поверхностями, жестко связанный с полым валом посредством диска, возбудитель, основной генератор и регулятор напряжения, при этом возбудитель состоит из жестко закрепленного в корпусе индуктора и многофазной обмотки якоря возбудителя, уложенной в пазы внутреннего аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями со стороны индуктора возбудителя, основной генератор состоит из жестко закрепленного в корпусе бокового аксиального магнитопровода якоря основного генератора с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого уложена многофазная обмотка якоря основного генератора, подключенная к выходному многофазному двухполупериодному выпрямителю, и однофазной обмотки возбуждения основного генератора, уложенной в пазы внутреннего аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями со стороны бокового аксиального магнитопровода с многофазной обмоткой якоря основного генератора, и подключенной через первый многофазный двухполупериодный выпрямитель к многофазной обмотке якоря возбудителя, при этом неподвижная ось закреплена в подшипниковых узлах, установленных в полом валу, и жестко связана с корпусом одним концом, расположенным со стороны корпуса, на которой закреплен боковой аксиальный магнитопровод с многофазной обмоткой якоря основного генератора, а регулятор напряжения содержит электронный блок, вход которого подключен к выходу выходного многофазного двухполупериодного выпрямителя, и электромеханический узел, состоящий из радиального магнитопровода индуктора регулятора напряжения, жестко закрепленного на неподвижной оси, в пазы которого уложена однофазная обмотка возбуждения регулятора напряжения, подключенная к выходу электронного блока, радиального магнитопровода якоря регулятора напряжения, в пазы которого уложена многофазная обмотка якоря регулятора напряжения, и управляющей однофазной обмотки регулятора напряжения, подключенной через второй многофазный двухполупериодный выпрямитель к многофазной обмотке якоря регулятора напряжения и уложенной в пазы внутреннего аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями со стороны бокового аксиального магнитопровода с многофазной обмоткой якоря основного генератора, при этом радиальный магнитопровод якоря регулятора напряжения установлен на внутренней поверхности полого вала таким образом, что создаваемый однофазной обмоткой возбуждения регулятора напряжения магнитный поток направлен вдоль радиуса радиального магнитопровода якоря регулятора напряжения с многофазной обмоткой якоря регулятора напряжения, отличающаяся тем, что в верхней части корпуса установлен фотоэлектрический преобразователь, а индуктор возбудителя содержит боковой аксиальный магнитопровод индуктора возбудителя, в пазы которого со стороны внутреннего аксиального магнитопровода уложены основная однофазная обмотка возбуждения возбудителя, подключенная к выходу выходного многофазного двухполупериодного выпрямителя, и дополнительная однофазная обмотка возбуждения возбудителя, подключенная к выходу фотоэлектрического преобразователя.Stabilized two-input wind-solar axial-radial electric machine-generator, comprising a housing, a hollow shaft fixed in a housing in bearing assemblies, a fixed axis located coaxially with a hollow shaft, having the possibility of rotation around a fixed axis, an internal axial magnetic core with two active end surfaces rigidly connected to the hollow shaft by means of a disk, a pathogen, a main generator and a voltage regulator, while the pathogen consists of an inductive rigidly fixed in the housing The main generator consists of rigidly fixed in the case of the side axial magnetic circuit of the armature of the main generator with one active end surface, the grooves of which have a multiphase armature winding installed in the body of the armature armature of the pathogen laid into the grooves of the internal axial magnetic conductor with two active end surfaces. the main generator connected to the output multi-phase full-wave rectifier and single-phase field winding of the main generator ora, laid in the grooves of the internal axial magnetic core with two active end surfaces on the side of the axial magnetic core with a multiphase armature winding of the main generator, and connected through the first multi-phase full-wave rectifier to the multiphase winding of the armature of the pathogen, while the fixed axis is fixed in the bearing nodes installed. shaft, and is rigidly connected to the housing with one end, located on the side of the housing, on which the lateral axial magnetic core with many the phase winding of the armature of the main generator, and the voltage regulator contains an electronic unit, the input of which is connected to the output of the output multiphase full-wave rectifier, and an electromechanical assembly consisting of a radial magnetic conductor of the voltage regulator inductor fixed on a fixed axis, in the slots of which a single-phase voltage regulator excitation is laid connected to the output of the electronic unit, the radial magnetic circuit of the armature of the voltage regulator, in the slots of which multiphase is laid I winding is the voltage regulator of the armature, and control the single-phase voltage regulator winding connected via a second multi-phase full-wave rectifier to a multiphase winding voltage regulator armature and laid in grooves in the inner axial magnetic circuit with two active end surfaces by the side of the axial magnetic circuit with polyphase windings of the main generator armature, with This radial magnetic armature voltage regulator is installed on the inner surface of the hollow shaft so That the magnetic flux generated by the single-phase excitation winding of the voltage regulator is directed along the radius of the armature magnetic conductor of the voltage regulator with the multiphase armature winding of the voltage regulator, characterized in that a photoelectric converter is installed in the upper part of the housing, and the causative agent inductor contains the side axial magnetic conductor of the inductor of the pathogen into the slots the main single-phase excitation winding of the pathogen, n CONNECTIONS to the output of the multiphase full-wave rectifier output, and an additional-phase winding excitation exciter, connected to the output of the photoelectric converter.
RU2018128657A 2018-08-03 2018-08-03 Stabilized two-input wind-solar axial-radial electric machine-generator RU2685424C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018128657A RU2685424C1 (en) 2018-08-03 2018-08-03 Stabilized two-input wind-solar axial-radial electric machine-generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018128657A RU2685424C1 (en) 2018-08-03 2018-08-03 Stabilized two-input wind-solar axial-radial electric machine-generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2685424C1 true RU2685424C1 (en) 2019-04-18

Family

ID=66168251

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018128657A RU2685424C1 (en) 2018-08-03 2018-08-03 Stabilized two-input wind-solar axial-radial electric machine-generator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2685424C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2707963C1 (en) * 2019-06-06 2019-12-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Three-input two-dimensional wind-solar axial-radial electric machine-generator
RU2759598C1 (en) * 2021-04-01 2021-11-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Stabilized three-input axial-radial electric generator machine

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2891793A1 (en) * 2014-01-02 2015-07-08 Nicholas Pittas Automatic system of wind and photovoltaic energy storage for uninterruptible electric energy output providing energy autonomy
RU2561504C1 (en) * 2014-06-16 2015-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") Axial two-input contactless wind and solar generator
WO2015143419A1 (en) * 2013-01-23 2015-09-24 Boaventura-Delanoe Paul Wind, solar and magnetic electrical generation system
DE112013006792T5 (en) * 2013-03-08 2015-11-19 Hitachi, Ltd. Rotating electrical machine system and wind power generation system
US9587631B2 (en) * 2014-07-07 2017-03-07 David John Pristash Vertial axis wind/solar turbine
RU2636387C1 (en) * 2017-01-30 2017-11-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Axial three-inlet wind-solar generator
RU2647708C1 (en) * 2017-04-17 2018-03-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Synchronised axial two-inlet generator installation
RU2649913C1 (en) * 2017-08-18 2018-04-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Stabilized axial-radial direct current generator

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015143419A1 (en) * 2013-01-23 2015-09-24 Boaventura-Delanoe Paul Wind, solar and magnetic electrical generation system
DE112013006792T5 (en) * 2013-03-08 2015-11-19 Hitachi, Ltd. Rotating electrical machine system and wind power generation system
EP2891793A1 (en) * 2014-01-02 2015-07-08 Nicholas Pittas Automatic system of wind and photovoltaic energy storage for uninterruptible electric energy output providing energy autonomy
RU2561504C1 (en) * 2014-06-16 2015-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") Axial two-input contactless wind and solar generator
US9587631B2 (en) * 2014-07-07 2017-03-07 David John Pristash Vertial axis wind/solar turbine
RU2636387C1 (en) * 2017-01-30 2017-11-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Axial three-inlet wind-solar generator
RU2647708C1 (en) * 2017-04-17 2018-03-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Synchronised axial two-inlet generator installation
RU2649913C1 (en) * 2017-08-18 2018-04-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Stabilized axial-radial direct current generator

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2707963C1 (en) * 2019-06-06 2019-12-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Three-input two-dimensional wind-solar axial-radial electric machine-generator
RU2759598C1 (en) * 2021-04-01 2021-11-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Stabilized three-input axial-radial electric generator machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mellor et al. Investigation of proximity losses in a high speed brushless permanent magnet motor
US6097124A (en) Hybrid permanent magnet/homopolar generator and motor
US10483891B2 (en) Double stator permanent magnet machine with magnetic flux regulation
RU2636387C1 (en) Axial three-inlet wind-solar generator
EP2814146A2 (en) Permanent magnet synchronous machines with magnetic flux regulation
RU2685424C1 (en) Stabilized two-input wind-solar axial-radial electric machine-generator
US7928616B2 (en) Systems and apparatus involving toothed armatures in superconducting machines
CN112956112A (en) Device capable of controlling magnetic action, generator using the device and component for the device
RU2470446C1 (en) Stabilised axial dc generator
Zhang et al. High speed permanent magnet motor design and power loss analysis
RU2688211C1 (en) Two-input wind-solar axial-radial electric machine-generator
RU2623214C1 (en) Axial polyphase two-inlet contactless electrical machine-generator
RU2637767C2 (en) Method of stabilization of output voltage of magnetoelectric generator
RU2707963C1 (en) Three-input two-dimensional wind-solar axial-radial electric machine-generator
JP2015511811A (en) Power motor generator excited by magnetic transfer
Kim et al. Design of novel overhang structure for separated pole-piece type ferrite magnet motor
Martin et al. Effect of magnet materials on optimal design of a high speed PMSM
Sani et al. The Influence of Rotor Shape and Air Gap Position on the Characteristics of the Three-phase Axial Flux Permanent Magnet Generator
An et al. Loss measurement of a 30 kW high speed permanent magnet synchronous machine with active magnetic bearings
Aydin et al. A hybrid-excited axial transverse flux permanent magnet generator
RU2759598C1 (en) Stabilized three-input axial-radial electric generator machine
CN102185395B (en) Voltage-adjustable permanent magnet AC generator with wound cores
RU2763044C1 (en) Three-input axial-radial electric generator machine
RU2660945C2 (en) Magnetoelectric machine
Jibin et al. Influence of the axial-length ratio of permanent magnet to homopolar induction on the performance of hybrid excitation synchronous generator