RU2688925C1 - Stabilized axial-conical direct-current valve wind generator - Google Patents
Stabilized axial-conical direct-current valve wind generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2688925C1 RU2688925C1 RU2018110245A RU2018110245A RU2688925C1 RU 2688925 C1 RU2688925 C1 RU 2688925C1 RU 2018110245 A RU2018110245 A RU 2018110245A RU 2018110245 A RU2018110245 A RU 2018110245A RU 2688925 C1 RU2688925 C1 RU 2688925C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fixed
- rotor
- winding
- output
- axis
- Prior art date
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 104
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 30
- 244000052769 pathogen Species 0.000 claims description 40
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 claims description 40
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 12
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 12
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 9
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 8
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims description 6
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 abstract description 12
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 3
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 abstract description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 11
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 231100000676 disease causative agent Toxicity 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K47/00—Dynamo-electric converters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
-
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности к электромеханическим преобразователям энергии, и может быть использовано, например, в качестве преобразователя механической энергии воздушного потока (например, энергии набегающего воздушного потока при использовании на подвижных локальных объектах, энергии ветра при использовании на неподвижных локальных объектах), в электрическую энергию постоянного тока.The invention relates to electrical engineering, in particular to electromechanical energy converters, and can be used, for example, as a converter of mechanical energy of the air flow (for example, the energy of the incident air flow when used on moving local objects, wind energy when used on fixed local objects), into direct current electrical energy.
Известен ветрогенератор (патент РФ №2168062, опубл. 27.05.2001 г.), содержащий ветроколесо и магнитоэлектрический генератор, ротор которого имеет постоянные магниты индуктора и связан с ветроколесом, а статор выполнен из шихтованного магнитопровода с обмотками якоря, при этом генератор имеет два идентичных статора, магнитопроводы которых выполнены в виде плоских колец с установленными на их торцевой части и обращенными друг к другу плоскими обмотками, а ротор выполнен в виде немагнитного диска с вмонтированными в него постоянными магнитами, при этом диск ротора расположен между обмотками якоря, подключенными к трехфазным двухполупериодным выпрямителям. Известный ветрогенератор содержит коммутирующее устройство с возможностью переключения обмоток статоров последовательно или параллельно в зависимости от скорости ветра.Known wind generator (RF patent №2168062, publ. 27.05.2001), containing a wind wheel and a magnetoelectric generator, the rotor of which has permanent inductor magnets and is connected to the wind wheel, and the stator is made of laminated magnetic circuit with armature windings, and the generator has two identical the stator, the magnetic cores of which are made in the form of flat rings with flat windings installed on their end part and facing each other, and the rotor is made in the form of a nonmagnetic disk with permanent magnets mounted into it, This rotor disk is located between the armature windings connected to three-phase full-wave rectifiers. Known wind generator contains a switching device with the ability to switch the stator windings in series or in parallel, depending on the wind speed.
Недостатком такого ветрогенератора являются низкие массогабаритные показатели, а именно: большой осевой размер, который складывается из осевого размера магнитоэлектрического генератора и осевого размера ветроколеса. Кроме того, размах лопастей ветроколеса известного ветрогенератора существенно превышает диаметр магнитоэлектрического генератора, так как иначе воздушный поток, упираясь в торцевую поверхность корпуса магнитоэлектрического генератора, не будет вращать его ротор с максимальной скоростью. Таким образом, диаметр ветрогенератора в целом равен размаху лопастей, что также ухудшает массогабаритные показатели ветрогенератора в целом.The disadvantage of this wind generator are low weight and size indicators, namely: a large axial size, which is the sum of the axial size of the magnetoelectric generator and the axial size of the wind turbine. In addition, the span of the propeller blades of a famous wind generator significantly exceeds the diameter of the magnetoelectric generator, since otherwise the air flow, resting on the end surface of the body of the magnetoelectric generator, will not rotate its rotor with a maximum speed. Thus, the diameter of the wind generator as a whole is equal to the blade span, which also worsens the weight and dimensions of the wind generator as a whole.
Кроме того, конструкция ротора известного ветрогенератора вследствие сравнительно большого диаметра лопастей не обеспечивает минимального лобового сопротивления воздушному потоку, а, следовательно, потери механической энергии при преобразовании ее в электрическую велики. Вследствие этого чувствительность ветрогенератора к скорости набегающего воздушного потока низка, то есть минимальная скорость набегающего воздушного потока, необходимая для преобразования энергии ветра в механическую энергию вращения ротора, должна быть большой. При низкой скорости набегающего воздушного потока КПД такого ветрогенератора будет низок. В целях устранения этого недостатка в известном ветрогенераторе используется два статора и установлено коммутирующее устройство с возможностью переключения обмоток статора (якоря) последовательно или параллельно в зависимости от скорости ветра. Использование двух статоров и коммутирующего устройства ухудшает массогабаритные показатели и усложняет конструкцию ветрогенератора.In addition, the design of the rotor of the known wind generator due to the relatively large diameter of the blades does not provide minimal drag to the air flow, and, consequently, the loss of mechanical energy when converting it into electrical energy is large. As a result, the sensitivity of the wind generator to the speed of the oncoming air flow is low, that is, the minimum speed of the oncoming air flow necessary to convert wind energy into mechanical energy of rotation of the rotor must be high. With a low speed of the oncoming air flow, the efficiency of such a wind generator will be low. In order to eliminate this drawback, two stators are used in a well-known wind generator and a switching device is installed with the possibility of switching the stator windings (armature) in series or in parallel, depending on the wind speed. The use of two stators and a switching device worsens the weight and dimensions and complicates the design of the wind generator.
Из известных технических решений наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и принятый авторами за прототип является вентильный ветрогенератор постоянного тока (пат. РФ №2633356, опубл. 12.10.2017 г., авторы Кашин Я.М., Кашин А.Я., Князев А.С.), содержащий статор с магнитопроводом якоря, в пазы которого уложена трехфазная обмотка якоря, подключенная к трехфазному двухполупериодному выпрямителю, и ротор с постоянными магнитами индуктора, при этом статор, магнитопровод якоря и ротор выполнены в форме усеченного конуса, основание статора выполнено в форме неподвижной платформы, жестко закрепленной на штанге-держателе, а боковая поверхность статора образована наружной стороной магнитопровода якоря с пазами, в которые уложена трехфазная обмотка якоря, при этом магнитопровод якоря одной торцевой стороной жестко закреплен на неподвижной платформе, а на противоположной торцевой стороне магнитопровода якоря установлен передний подшипниковый узел, при этом боковая поверхность ротора выполнена с лопатками изогнутой формы, передняя часть ротора выполнена с обтекателем и вентиляционными отверстиями, расположенными вокруг обтекателя по окружности с центром на оси симметрии ротора, а постоянные магниты индуктора жестко закреплены на внутренней поверхности ротора, при этом ротор жестко закреплен на вращающейся оси, установленной в переднем и заднем подшипниковых узлах, задний подшипниковый узел установлен в неподвижной платформе и закреплен от перемещения в осевом направлении упорной шайбой, а трехфазный двухполупериодный выпрямитель жестко закреплен на неподвижной платформе.Of the known technical solutions closest to the claimed invention to the technical nature and adopted by the authors for the prototype is a valve DC wind turbine (US Pat. Of the Russian Federation No. 2633356, publ. 10/12/2017, the authors Kashin Y.M., Kashin A.YA., Knyazev A.S.) containing a stator with an armature magnetic core, in the grooves of which an armature three-phase winding connected to a three-phase two-wave rectifier and an inductor permanent magnet rotor are laid, while the stator, armature magnetic conductor and rotor are made in the shape of a truncated cone, The stator is made in the form of a fixed platform rigidly mounted on the carrier bar, and the side surface of the stator is formed by the outer side of the armature magnetic circuit with slots in which the three-phase armature winding is laid, while the magnetic circuit of the armature is fixed on a fixed platform with one end and on the opposite side the front side of the armature magnetic circuit has a front bearing assembly, while the lateral surface of the rotor is made with curved blades, the front part of the rotor is made with streamlined tele and ventilation holes located around the fairing circumferentially centered on the axis of symmetry of the rotor, and the permanent magnets of the inductor are rigidly fixed to the inner surface of the rotor, while the rotor is rigidly fixed on a rotating axis mounted in the front and rear bearing assemblies, the rear bearing assembly is installed in the fixed platform and fixed from moving in the axial direction by the thrust washer, and the three-phase full-wave rectifier is rigidly fixed on the fixed platform.
Однако выходное напряжение такого ветрогенератора зависит от частоты вращения ротора с установленным на нем постоянными магнитами индуктора:However, the output voltage of such a wind generator depends on the frequency of rotation of the rotor with permanent inductor magnets mounted on it:
где С - конструктивный коэффициент, w - частота вращения, Ф - магнитный поток возбуждения.where C is the design factor, w is the rotational speed, and F is the magnetic flux of excitation.
Это ограничивает область применения вентильного ветрогенератора постоянного тока: генератор с нестабилизированным напряжением не пригоден для питания потребителей электроэнергии высокого качества напрямую (без накопителей электроэнергии).This limits the scope of the DC wind turbine: a generator with unstabilized voltage is not suitable for powering high-quality electricity consumers directly (without power storage).
Возможная установка привода постоянной частоты вращения ухудшает массогабаритные показатели ветрогенератора, а также снижает надежность его работы.The possible installation of a constant speed drive worsens the weight and dimensions of the wind generator, and also reduces the reliability of its operation.
Вращающаяся ось, закрепленная в подшипниковых узлах, не позволяет обеспечить высокую прочность конструкции ветрогенератора в случае неравномерного приложения внешних сил к ротору при порывах ветра.The rotating axis, fixed in the bearing units, does not allow to provide high strength of the wind generator design in case of uneven application of external forces to the rotor during wind gusts.
Использование постоянных магнитов в качестве источника возбуждения генератора не позволяет регулировать выходное напряжение, что снижает КПД генератора.The use of permanent magnets as a source of excitation of the generator does not allow to adjust the output voltage, which reduces the efficiency of the generator.
Задачей предполагаемого изобретения является расширение области применения вентильного ветрогенератора постоянного тока при одновременном повышении надежности, повышении его КПД и повышения качества выходного напряжения.The objective of the proposed invention is the expansion of the field of application of a DC wind turbine while improving reliability, increasing its efficiency and improving the quality of the output voltage.
Техническим результатом заявленного изобретения является минимизация разности между фактическим и заданным значениями выходного напряжения, повышение жесткости конструкции, снижение потерь энергии при преобразовании механической энергии (например, энергии набегающего воздушного потока или ветра) в электрическую энергию постоянного тока, уменьшение коэффициента пульсаций выпрямленного напряжения на выходе вентильного ветрогенератора постоянного тока.The technical result of the claimed invention is to minimize the difference between the actual and specified values of the output voltage, increase the rigidity of the structure, reduce energy loss when converting mechanical energy (eg, incoming air flow or wind energy) into direct current electrical energy, reducing the ripple coefficient of the rectified voltage at the output of the valve dc wind generator.
Технический результат достигается тем, что в стабилизированном вентильном аксиально-коническом ветрогенераторе постоянного тока, содержащем статор, основание которого выполнено в форме неподвижной платформы, жестко закрепленной на штанге-держателе, и ротор, внешняя боковая поверхность которого выполнена с лопатками изогнутой формы, а передняя часть ротора выполнена с обтекателем и входными вентиляционными отверстиями, расположенными вокруг обтекателя по окружности с центром на оси симметрии ротора, при этом ротор закреплен на оси, а на неподвижной платформе жестко закреплен выходной двухполупериодный выпрямитель, при этом ось выполняется неподвижной, с буртиком в средней части, и запрессовывается в отверстие, выполняемое в центре неподвижной платформы, на которой жестко закрепляется аксиальный магнитопровод якоря основного генератора, в пазы которого укладывается многофазная обмотка якоря основного генератора, и регулятор напряжения, вход которого подключается к выходу выходного двухполупериодного выпрямителя, выполняемого многофазным, при этом на оси, выполняемой неподвижной, жестко закрепляется магнитопровод индуктора возбудителя, выполненный в форме усеченного конуса, в пазы которого укладывается однофазная обмотка возбуждения возбудителя, подключаемая к выходу регулятора напряжения согласно с многофазной обмоткой якоря основного генератора, в передней части внутренней полости ротора жестко закрепляется магнитопровод якоря возбудителя, выполненный в форме усеченного конуса, в пазы которого укладывается многофазная обмотка якоря возбудителя, а в задней части внутренней полости ротора жестко закрепляется аксиальный магнитопровод индуктора основного генератора, в пазы которого со стороны аксиального магнитопровода якоря основного генератора укладывается однофазная обмотка возбуждения основного генератора, подключаемая к выходу многофазного двухполупериодного выпрямителя, при этом ротор устанавливается на оси, выполняемой неподвижной, посредством диска, закрепляемого во внутренней полости аксиального магнитопровода индуктора основного генератора, и выполняемого с выходными вентиляционными отверстиями, располагаемыми по окружности с центром на оси симметрии ротора в непосредственной близости с диодами многофазного двухполупериодного выпрямителя, и с расточкой в его центральной части, в которую укладывается наружное кольцо заднего подшипника, внутреннее кольцо которого устанавливается с натягом в средней части неподвижной оси, при этом задний подшипник закрепляется от перемещения в осевом направлении буртиком и втулкой, устанавливаемой на оси, выполняемой неподвижной, между задним подшипником и магнитопроводом индуктора возбудителя, выполняемым в форме усеченного конуса, а задняя часть обтекателя выполнена с расточкой, в которую укладывается наружное кольцо переднего подшипника, внутреннее кольцо которого закрепляется с натягом в передней части оси, выполненной неподвижной.The technical result is achieved by the fact that in a stabilized DC axial-conical wind turbine containing a stator, the base of which is made in the form of a fixed platform rigidly mounted on a support bar, and a rotor, the outer side surface of which is made with blades of a curved shape, and the front part the rotor is made with a fairing and inlet vent holes located around the fairing around the circumference with the center on the axis of symmetry of the rotor, while the rotor is fixed on the axis, and the fixed full-wave output rectifier is fixed on the fixed platform, while the axis is fixed, with a collar in the middle part, and pressed into the hole made in the center of the fixed platform on which the axial magnetic circuit of the main generator is rigidly fixed, the multiphase core of the main armature generator, and voltage regulator, the input of which is connected to the output of the full-wave rectifier, performed by multiphase, while on the axis, performed A fixed, rigidly fixed magnetic circuit of the inductor of the exciter, made in the shape of a truncated cone, in the grooves of which a single-phase excitation winding of the exciter is placed, connected to the output of the voltage regulator according to the multiphase winding of the armature of the main generator, in the front part of the inner cavity of the rotor the magnetic circuit of the armature of the exciter, rigidly fixed in the form of a truncated cone, the grooves of which fit the multiphase winding of the armature of the pathogen, and in the back of the inner cavity of the roto The axial magnetic core of the inductor of the main generator is rigidly fixed, the grooves of which from the side of the axial magnetic core of the main generator fit the single-phase field winding of the main generator connected to the output of the multi-phase full-wave rectifier, while the rotor is mounted on an axis stationary by means of a disk fixed in the internal cavity the axial magnetic core of the inductor of the main generator, and performed with the output vent holes, Circumferential with the center on the axis of symmetry of the rotor in close proximity to the diodes of a multiphase full-wave rectifier, and with a bore in its central part, into which the outer ring of the rear bearing fits, the inner ring of which is installed with tension in the middle part of the fixed axis, while the rear bearing is fixed from movement in the axial direction by the collar and sleeve mounted on the axis, performed fixed, between the rear bearing and the magnetic circuit of the inductor of the pathogen, in Executable in the shape of a truncated cone, and the rear part of the fairing is made with a bore into which the outer ring of the front bearing is placed, the inner ring of which is fastened with tension in the front part of the axis, made stationary.
Регулятор напряжения содержит измеритель отклонений напряжения, блок усиления мощности, силовую часть и предварительный усилитель.The voltage regulator contains a voltage deviation meter, a power amplification unit, a power section and a preamplifier.
Измеритель отклонений напряжения содержит первый, второй и третий резисторы и первый стабилитрон, являющиеся плечами измерительного моста, вход которого подключен к выходному многофазному двухполупериодному выпрямителю, а выход подключен ко входу предварительного усилителя.The meter voltage deviation contains the first, second and third resistors and the first Zener diode, which are the shoulders of the measuring bridge, the input of which is connected to the output multi-phase full-wave rectifier, and the output is connected to the input of the pre-amplifier.
Блок усиления мощности содержит широтно-импульсный модулятор, составной транзистор, выходной транзистор и формирователь запирающих импульсов, при этом широтно-импульсный модулятор собран на магнитном усилителе с обмоткой управления, двумя рабочими обмотками, выпрямителе, нагрузочном резисторе и статическом инверторе, а выпрямитель собран на первом, втором, третьем и четвертом выпрямительных диодах.The power amplification unit contains a pulse-width modulator, a composite transistor, an output transistor and a locking pulse shaper, while the pulse-width modulator is assembled on a magnetic amplifier with a control winding, two working windings, a rectifier, a load resistor and a static inverter, and the rectifier is assembled on the first the second, third and fourth rectifier diodes.
Формирователь запирающих импульсов, содержит трансформатор, дифференцирующую цепочку, выполненную на конденсаторе, выпрямителе и выходном резисторе, и источник постоянного напряжения смещения, выполненный на диоде, конденсаторе и резисторе смещения.Shaper pulse locking device, contains a transformer, a differentiating chain made on the capacitor, rectifier and output resistor, and a source of DC bias voltage, made on the diode, capacitor and bias resistor.
Силовая часть содержит силовой транзистор, многообмоточный трансформатор, содержащий токовую обмотку, базовую обмотку, эмиттерную обмотку, обмотку перемагничивания с пятым выпрямительным диодом.The power part contains a power transistor, a multiwinding transformer containing a current winding, a base winding, an emitter winding, a magnetization reversal winding with a fifth rectifier diode.
Предварительный усилитель выполнен на первом и втором транзисторах со стабилизатором тока на третьем транзисторе и втором стабилитроне, при этом коллектор первого транзистора через четвертый резистор подключен к выходу выходного многофазного двухполупериодного выпрямителя, а коллектор второго транзистора через пятый резистор и база третьего транзистора через шестой резистор подключены к токовой обмотке многообмоточного трансформатора силовой части.The preamplifier is made on the first and second transistors with a current stabilizer on the third transistor and the second zener diode, while the collector of the first transistor through the fourth resistor is connected to the output of the output multiphase full-wave rectifier, and the collector of the second transistor through the fifth resistor and the base of the third transistor through the sixth resistor to current winding multiwinding transformer of the power unit.
Расширение области применения вентильного ветрогенератора постоянного тока достигается за счет стабилизации выходного напряжения предлагаемого ветрогенератора путем минимизации разности между фактическим и заданным значениями выходного напряжения за счет установки регулятора напряжения, подключением его входа к выходу выходного многофазного двухполупериодного выпрямителя, а выхода - к однофазной обмотке возбуждения возбудителя, и включением однофазной обмотки возбуждения возбудителя согласно с многофазной обмоткой якоря основного генератора. Возможность использования регулятора напряжения обеспечивается установкой в дополнение к основному генератору возбудителя.Expansion of the field of application of a DC wind turbine is achieved by stabilizing the output voltage of the proposed wind generator by minimizing the difference between the actual and specified output voltage values by installing a voltage regulator, connecting its input to the output of the multiphase full-wave rectifier, and the output to the single-phase exciter winding of the pathogen, and the inclusion of a single-phase excitation winding of the pathogen in accordance with the multi-phase winding of the armature of the base generator The ability to use a voltage regulator is provided by the installation in addition to the main generator of the pathogen.
Повышение надежности достигается путем повышения жесткости за счет:Increased reliability is achieved by increasing the rigidity due to:
1. выполнения оси неподвижной, с буртиком в средней части, и запрессовки ее в отверстие, выполненное в центре основания, на котором жестко закреплен аксиальный магнитопровод якоря основного генератора с многофазной обмоткой якоря основного генератора.1. the axis is stationary, with a shoulder in the middle part, and press it into the hole made in the center of the base, on which the axial magnetic circuit of the armature of the main generator with the multiphase armature of the main generator is rigidly fixed.
2. жесткого закрепления на оси, выполняемой неподвижной, магнитопровода индуктора возбудителя, выполненного в форме усеченного конуса, в пазы которого уложена однофазная обмотка возбуждения возбудителя.2. hard fastening on the axis, performed fixed, the inductor magnetic circuit of the pathogen, made in the shape of a truncated cone, in the grooves of which the single-phase excitation winding of the pathogen is laid.
3. жесткого закрепления в передней части внутренней полости ротора магнитопровода якоря возбудителя,, выполненного в форме усеченного конуса, в пазы которого укладывается многофазная обмотка якоря возбудителя.3. hard fastening in the front of the inner cavity of the rotor of the magnetic circuit of the armature of the pathogen, made in the shape of a truncated cone, in the grooves of which the multiphase winding of the armature of the pathogen fits.
4. жесткого закрепления в задней части внутренней полости ротора аксиального магнитопровода индуктора основного генератора, в пазы которого со стороны аксиального магнитопровода якоря основного генератора укладыввается однофазная обмотка возбуждения основного генератора, подключенная к выходу многофазного двухполупериодного выпрямителя.4. rigid fixing in the rear part of the internal cavity of the axial magnetic core of the inductor of the main generator, in the grooves of which from the axial magnetic core of the armature of the main generator fits a single-phase field winding of the main generator connected to the output of a multi-phase full-wave rectifier.
5. выполнения диска с расточкой в его центральной части, в которую укладывается наружное кольцо заднего подшипника, внутреннее кольцо которого устанавливается с натягом в средней части оси, выполняемой неподвижной.5. run the disc with a bore in its central part, which fits the outer ring of the rear bearing, the inner ring of which is installed with tension in the middle part of the axis, performed fixed.
6. установки ротора на неподвижной оси посредством диска, закрепляемого во внутренней полости аксиального магнитопровода индуктора основного генератора.6. install the rotor on a fixed axis by means of a disk fixed in the internal cavity of the axial inductor magnetic core of the main generator.
7. закрепления заднего подшипника от перемещения в осевом направлении буртиком и втулкой, устанавливаемой на оси, выполняемой неподвижной, в центральной ее части между задним подшипником и магнитопроводом индуктора возбудителя, выполненном в форме усеченного конуса.7. fixing the rear bearing from moving in the axial direction with a collar and a sleeve mounted on an axis, performed stationary, in its central part between the rear bearing and the magnetic circuit of the exciter inductor, made in the form of a truncated cone.
8. выполнения задней части обтекателя с расточкой, в которую укладывается наружное кольцо переднего подшипника, внутреннее кольцо которого закрепляется с натягом в передней части неподвижной оси.8. Execution of the rear part of the fairing with a bore, in which the outer ring of the front bearing is placed, the inner ring of which is fastened with tension in the front part of the fixed axis.
Выполнение оси неподвижной и жесткое закрепление перечисленных выше элементов конструкции предлагаемого ветрогенератора, а также защита от осевого перемещения его подшипников повышают прочность, а соответственно, надежность предлагаемого ветрогенератора. Это позволяет ветрогенератору выдерживать неравномерное по величине и направлению приложение внешних сил к его ротору (например, при сильных порывах ветра).The implementation of the fixed axis and rigid fastening of the above-listed structural elements of the proposed wind generator, as well as protection against the axial movement of its bearings, increase the strength and, accordingly, the reliability of the proposed wind generator. This allows the wind generator to withstand the application of external forces to its rotor, which is uneven in size and direction (for example, in strong gusts of wind).
Повышение КПД предлагаемого ветрогенератора достигается путем снижения потерь энергии при преобразовании механической энергии (например, энергии набегающего воздушного потока или ветра) в электрическую энергию постоянного тока за счет выполнения диска с выходными вентиляционными отверстиями, расположенными по окружности с центром на оси симметрии ротора в непосредственной близости с диодами многофазного двухполупериодного выпрямителя, так как перегрев электрической машины приводит к росту потерь на нагрев, а соответственно к уменьшению полезной мощности, т.е к уменьшению КПД.Improving the efficiency of the proposed wind generator is achieved by reducing energy losses during the conversion of mechanical energy (for example, the energy of the incoming air flow or wind) into direct current electric energy by making a disc with outlets, located circumferentially centered on the axis of symmetry of the rotor in close proximity to diodes of a multi-phase full-wave rectifier, since the overheating of the electric machine leads to an increase in heat losses, and accordingly to an intelligent Useful power, ie to reduce efficiency.
Повышение качества выходного напряжения достигается путем уменьшения коэффициента пульсаций выпрямленного напряжения на выходе вентильного ветрогенератора постоянного тока за счет выполнения обмотки якоря основного генератора и выходного двухполупериодного выпрямителя многофазными.Improving the quality of the output voltage is achieved by reducing the ripple coefficient of the rectified voltage at the output of the DC wind turbine generator by making the armature winding of the main generator and the full-wave output multi-phase rectifier.
На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемого стабилизированного вентильного аксиально-конического ветрогенератора постоянного тока в разрезе; на фиг 2 - его электрическая схема.FIG. 1 shows a general view of the proposed stabilized DC axial-conical wind generator in the section; Fig 2 - its electrical circuit.
Стабилизированный вентильный аксиально-конический ветрогенератор постоянного тока содержит: статор, основание которого выполнено в форме неподвижной платформы 15, жестко закрепленной на штанге-держателе 23, и ротор 1, внешняя боковая поверхность которого выполнена с лопатками 10 изогнутой формы, а передняя часть ротора 1 выполнена с обтекателем 6 и входными вентиляционными отверстиями 9, расположенными вокруг обтекателя 6 по окружности с центром на оси симметрии ротора 1. Ротор 1 закреплен на оси 7, а на неподвижной платформе 15 жестко закреплен выходной многофазный двухполупериодный выпрямитель 17.Stabilized axial-conical DC wind turbine contains: a stator, the base of which is made in the form of a
Ось 7 выполнена неподвижной, с буртиком в средней части, и запрессована в отверстие, выполненное в центре неподвижной платформы 15, на котором жестко закреплен аксиальный магнитопровод 14 якоря основного генератора с многофазной обмоткой 13 якоря основного генератора и регулятор напряжения 21. Вход регулятора напряжения подключен к выходу выходного многофазного двухполупериодного выпрямителя 17. На оси 7, выполненной неподвижной, жестко закреплен магнитопровод 4 индуктора возбудителя, выполненный в форме усеченного конуса, в пазы которого уложена однофазная обмотка 5 возбуждения возбудителя, подключенная к выходу регулятора напряжения 21 согласно с многофазной обмоткой 13 якоря основного генератора.
В передней части внутренней полости ротора 1 жестко закреплен магнитопровод 2 якоря возбудителя, выполненный в форме усеченного конуса, в пазы которого уложена многофазная обмотка 3 якоря возбудителя.In front of the inner cavity of the
В задней части внутренней полости ротора 1 жестко закреплен аксиальный магнитопровод 11 индуктора основного генератора, в пазы которого со стороны аксиального магнитопровода 14 якоря основного генератора уложена однофазная обмотка 12 возбуждения основного генератора, подключенная к выходу многофазного двухполупериодного выпрямителя 16.In the rear part of the internal cavity of the
Ротор 1 установлен на оси 7, выполненной неподвижной, посредством диска 18, закрепленного во внутренней полости аксиального магнитопровода 11 индуктора основного генератора, и выполненного с выходными вентиляционными отверстиями 22, расположенными по окружности с центром на оси симметрии ротора 1 в непосредственной близости с диодами многофазного двухполупериодного выпрямителя 16, и с расточкой в его центральной части, в которую уложено наружное кольцо заднего подшипника 19, внутреннее кольцо которого установлено с натягом в средней части неподвижной оси 7.The
Задний подшипник 19 закреплен от перемещения в осевом направлении буртиком и втулкой 20, установленной на оси 7, выполненной неподвижной, между задним подшипником 19 и магнитопроводом 4 индуктора возбудителя, выполненным в форме усеченного конуса.The
Задняя часть обтекателя 6 выполнена с расточкой, в которую уложено наружное кольцо переднего подшипника 8, внутреннее кольцо которого закреплено с натягом в передней части оси 7, выполненной неподвижной.The rear part of the
Регулятор напряжения 21 (фиг. 2) содержит измеритель отклонений напряжения 33, блок усиления мощности 47, силовую часть 26 и предварительный усилитель 32.The voltage regulator 21 (Fig. 2) contains a
Измеритель отклонений напряжения 33 содержит первый 35 (R1), второй 36 (R2) и третий 37 (R3) резисторы и первый стабилитрон 34 (VD1), являющиеся плечами измерительного моста, вход которого подключен к выходному многофазному двухполупериодному выпрямителю 17, а выход подключен ко входу предварительного усилителя 32.The
Блок усиления мощности 47 содержит широтно-импульсный модулятор, составной транзистор 57 (VT4 и VT5), выходной транзистор 63 (VT6) и формирователь запирающих импульсов. Широтно-импульсный модулятор собран на магнитном усилителе с обмоткой управления 42 (Wy), двумя рабочими обмотками 43 (Wp1) и 46 (Wp2), выпрямителе 60, нагрузочном резисторе 62 (R7) и статическом инверторе 51 (СИ). Выпрямитель 60 собран на первом 44 (VD4), втором 45 (VD5), третьем 61 (VD6) и четвертом 59 (VD7) выпрямительных диодах.The
Формирователь запирающих импульсов, содержит трансформатор 49 (Т2), дифференцирующую цепочку, выполненную на конденсаторе 52 (С2), выпрямителе 54 (В1) и выходном резисторе 55 (R9), и источник постоянного напряжения смещения, выполненный на первом 48 (VD8) и втором 58 (VD9) диодах смещения, конденсаторе смещения 50 (С1) и резисторе смещения 53 (R8).Shaper pulse locking device, contains a transformer 49 (T2), a differentiating chain, made on the capacitor 52 (C2), rectifier 54 (B1) and the output resistor 55 (R9), and a source of DC bias voltage, made on the first 48 (VD8) and second 58 (VD9) bias diodes, bias capacitor 50 (C1) and bias resistor 53 (R8).
Силовая часть 26 содержит силовой транзистор 30 (VT7), многообмоточный трансформатор 31 (Т1), содержащий токовую обмотку 29 (W1), базовую обмотку 28 (W2), подключенную к эмиттеру выходного транзистора 63 (VT6) блока усиления мощности 47, эмиттерную обмотку 27 (W3), подключенную к эмиттеру составного транзистора 57 через пятый выпрямительный диод 56 (VD10), обмотку перемагничивания 24 (W4) с шестым выпрямительным диодом 25 (VD2).The
Предварительный усилитель 32 выполнен на первом 39 (VT1) и втором 40 (VT2) транзисторах со стабилизатором тока на третьем 41 (VT3) транзисторе и втором стабилитроне 64 (VD3). Коллектор первого транзистора 39 (VT1) через четвертый резистор 38 (R4) подключен к выходу выходного многофазного двухполупериодного выпрямителя 17, а коллектор второго транзистора 40 (VT2) через пятый резистор 66 (R5) и база третьего транзистора 41 (VT3) через шестой резистор 65 (R6) подключены к токовой обмотке 29 (W1) многообмоточного трансформатора 31 (Т1).The
Стабилизированный вентильный аксиально-конический ветрогенератор постоянного тока (СВАКГПТ) работает следующим образом. Механическая энергия вращения поступает в СВАКГПТ от набегающего воздушного потока. При этом набегающий воздушный поток разделяется на два контура. Воздушный поток первого воздушного контура, который обтекает внешнюю поверхность ротора 1, установленного на неподвижной оси 7 посредством диска 18, воздействует на лопатки 10 изогнутой формы и приводит ротор 1 во вращение. Воздушный поток второго воздушного контура, направленный обтекателем 6 ротора 1 через входные вентиляционные отверстия 9 во внутреннюю полость ветрогенератора, проходит через воздушный зазор между магнитопроводом 4 индуктора возбудителя и магнитопроводом 2 якоря возбудителя, выполненными в форме усеченного конуса, отбирает часть тепла возбудителя и, тем самым, охлаждает возбудитель. Далее воздушный поток второго воздушного контура проходит мимо многофазного двухполупериодного выпрямителя 16, охлаждая его, и через выходные вентиляционные отверстия 22 попадает во внутреннюю область основного генератора - в воздушный зазор между аксиальным магнитопроводом 11 индуктора основного генератора и аксиальным магнитопроводом 14 якоря основного генератора, жестко закрепленным на неподвижной платформе 15, жестко закрепленной на штенге-держателе 23. Под действием центробежных сил этот воздушный поток проходит через аксиальный воздушный зазор основного генератора, отбирает часть его тепла, охлаждая основной генератор, и отводится в окружающую атмосферу. Таким образом, воздушный поток второго воздушного контура охлаждает расположенные во внутренней полости ветрогенератора узлы: передний 8 и задний 19 подшипники, магнитопровод 4 индуктора возбудителя, выполненный в форме усеченного конуса, с однофазной обмоткой 5 возбуждения возбудителя, магнитопровод 2 якоря возбудителя, выполненный в форме усеченного конуса, с многофазной обмоткой 3 якоря возбудителя, аксиальный магнитопровод 11 индуктора основного генератора с однофазной обмоткой 12 возбуждения основного генератора, аксиальный магнитопровод 14 якоря основного генератора с многофазной обмоткой 13 якоря основного генератора, многофазный двухполупериодный выпрямитель 16, выходной многофазный двухполупериодный выпрямитель 17, втулку 20, регулятор напряжения 21.Stabilized axial-conical DC direct-current wind turbine (SVAKGPT) works as follows. Mechanical rotational energy enters the SVAKGPT from the incident air flow. In this case, the incoming air flow is divided into two circuits. The air flow of the first air circuit, which flows around the outer surface of the
При вращении ротора 1 с жестко закрепленными в его внутренней полости магнитопроводом 2 якоря возбудителя, выполненного в форме усеченного конуса, с многофазной обмоткой 3 якоря возбудителя и аксиальным магнитопроводом 11 индуктора основного генератора с однофазной обмотка 12 возбуждения основного генератора остаточный магнитный поток магнитопровода 4 индуктора возбудителя, выполненного в форме усеченного конуса, взаимодействует с многофазной обмоткой 3 якоря возбудителя, уложенной в пазы магнитопровода 2 якоря возбудителя, выполненного в форме усеченного конуса.When the
В результате этого взаимодействия в многофазной обмотке 5 якоря возбудителя наводится многофазная система ЭДС, которая выпрямляется многофазным двухполупериодным выпрямителем 16 и подается в однофазную обмотку 12 возбуждения основного генератора, уложенную в пазы аксиального магнитопровода 11 индуктора основного генератора.As a result of this interaction, a multiphase EMF system is induced in the multiphase winding 5 of the anchor of the pathogen, which is rectified by the multiphase full-
При протекании в однофазной обмотке 12 возбуждения основного генератора постоянного тока, вокруг нее возникает магнитный поток, который при вращении ротора 1 взаимодействует с многофазной обмоткой 13 якоря основного генератора, уложенной в пазы аксиального магнитопровода 14 якоря основного генератора. В результате этого взаимодействия в многофазной обмотке 13 якоря основного генератора наводится многофазная система ЭДС, которая выпрямляется выходным многофазным двухполупериодным выпрямителем 17 и подается на вход регулятора напряжения 21 и в сеть.When flowing in the single-phase winding 12 of the excitation of the main DC generator, a magnetic flux arises around it, which, when the
Напряжение с выхода регулятора напряжения 21 подается на однофазную обмотку 5 возбуждения возбудителя, включенную согласно с многофазной обмоткой 13 якоря основного генератора. Согласное включение однофазной обмотки 5 возбуждения возбудителя с многофазной обмоткой 13 якоря основного генератора, то есть соединение их таким образом, что ЭДС якоря основного генератора, а соответственно и напряжение на выходе основного генератора, создает ток, усиливающий остаточный магнитный поток индуктора возбудителя. Усиление этого магнитного потока приводит к дальнейшему увеличению ЭДС, наводимой в многофазной обмотке 3 якоря возбудителя, а, соответственно, к увеличению тока в однофазной обмотке 12 возбуждения основного генератора, что приведет к увеличению ЭДС в многофазной обмотке 13 якоря основного генератора, т.е. напряжения на выходе ветрогенератора постоянного тока. Таким образом, ветрогенератор постоянного тока самовозбуждается и начинает устойчиво работать. Рост ЭДС при увеличении тока возбуждения в однофазной обмотке 5 возбуждения возбудителя замедляется при насыщении магнитной цепи ветрогенератора постоянного тока.The voltage from the output of the
Втулка 20 удерживает задний подшипник 19 от перемещения в осевом направлении.The
Стабилизация выходного напряжения стабилизированного вентильного аксиально-конического ветрогенератора постоянного тока осуществляется путем изменения тока в однофазной обмотке 5 возбуждения возбудителя при помощи регулятора напряжения 21. Регулирование выходного напряжения ветрогенератора осуществляется таким образом, что при повышении величины напряжения на выходе выходного многофазного двухполупериодного выпрямителя 17 выше заданного уровня ток в однофазной обмотке 5 возбуждения возбудителя уменьшается, и наоборот, при понижении величины напряжения на выходе выходного многофазного двухполупериодного выпрямителя 17 ниже заданного уровня ток в однофазной обмотке 5 возбуждения возбудителя увеличивается.Stabilization of the output voltage of a stabilized DC axial-conical wind generator is performed by changing the current in a single-phase excitation winding 5 of the exciter using
Стабилизация выходного напряжения ветрогенератора осуществляется следующим образом.Stabilization of the output voltage of the wind generator is as follows.
Параметры элементов измерителя отклонений напряжения 33 (фиг. 2) подобраны таким образом, что равновесие моста, состоящего из первого 35 (R1), второго 36 (R2) и третьего 37 (R3) резисторов и первого стабилитрона 34 (VD1) наступает при выходном напряжении ветрогенератора, значительно меньшим его номинального значения. Поэтому при нормальных режимах работы генератора потенциал точки «б» превышает потенциал точки «а», и с повышением выходного напряжения ветрогенератора величина сигнала рассогласования ΔU=ϕ(U-Uэ) между выходным напряжением U ветрогенератора и эталонным напряжением Uэ, первого стабилитрона 34 (VD1) возрастает.The parameters of the elements of the voltage deviation meter 33 (Fig. 2) are chosen in such a way that the equilibrium of the bridge consisting of the first 35 (R1), the second 36 (R2) and the third 37 (R3) resistors and the first Zener diode 34 (VD1) occurs at the output voltage wind generator, much smaller than its nominal value. Therefore, under normal operating conditions of the generator, the potential of point “b” exceeds the potential of point “a”, and with an increase in the output voltage of the wind generator, the magnitude of the error signal ΔU = ϕ (UU e ) between the output voltage U of the wind generator and the reference voltage U e , the first Zener diode 34 (VD1 ) increases.
Этот непрерывный во времени сигнал усиливается в предварительном усилителе 32 усилителем постоянного тока, собранном на первом 39 (VT1) транзисторе, коллектор которого через четвертый резистор 38 (R4) подключен к выходу выходного многофазного двухполупериодного выпрямителя 17, втором 40 (VT2) транзисторе, коллектор которого через пятый резистор 66 (R5) подключен к токовой обмотке 29 (W1) многообмоточного трансформатора 31 (Т1), со стабилизатором тока на третьем 41 (VT3) транзисторе, база которого через шестой резистор 65 (R6) также подключена к токовой обмотке 29 (W1) многообмоточного трансформатора 31 (Т1), и втором стабилитроне 64 (VD3). Сигнал от предварительного усилителя 32 поступает на вход широтно-импульсного модулятора блока усиления мощности 47, где он преобразуется в последовательность импульсов напряжения. Длительность этих импульсов определяется МДС, создаваемой обмоткой управления 42 (Wy) магнитного усилителя с двумя рабочими обмотками 43 (Wp1) и 46 (Wp2), подключенными к выпрямителю 60, собранному на первом 44 (VD4), втором 45 (VD5), третьем 61 (VD6) и четвертом 59 (VD7) выпрямительных диодах, период повторения этих импульсов - частотой тока встроенного статического инвертора 51 (СИ).This continuous signal is amplified in the
Если выходное напряжение U генератора изменяется (например, при изменении частоты вращения входного вала или изменении нагрузки), то изменяется разность потенциалов между точками а и 6 (фиг. 2), т.е. изменяется величина сигнала рассогласования ΔU=ϕ(U-Uэ).If the output voltage U of the generator changes (for example, when the rotational speed of the input shaft changes or the load changes), then the potential difference between points a and 6 (Fig. 2) changes, i.e. changes the magnitude of the error signal ΔU = ϕ (UU e ).
Например, с повышением выходного напряжения генератора сигнал рассогласования измерителя отклонений напряжения 33 (разность потенциалов между точками а и б) возрастает, что приводит к увеличению тока в обмотке управления 42 (Wy) магнитного усилителя блока усиления мощности 47. Увеличение магнитодвижущей силы (МДС), создаваемой обмоткой управления 42 (Wy) магнитного усилителя, обусловливает уменьшение длительности импульсов на нагрузочном резисторе 62 (R7), служащем нагрузкой магнитного усилителя. Эти импульсы управляют работой выходного транзистора 63 (VT6) блока усиления мощности 47. Выходной транзистор 63 (VT6) управляет работой силового транзистора 30 (VT7) силовой части 26 регулятора напряжения 21. При уменьшении длительности импульсов на нагрузочном резисторе 62 (R7) время открытого состояния выходного транзистора 63 (VT6) и силового транзистора 30 (VT7) уменьшается, соответственно уменьшается средняя величина тока в однофазной обмотке 5 возбуждения возбудителя, уложенной в пазы магнитопровода 4 индуктора возбудителя, выполненного в форме усеченного конуса, жестко закрепленного на неподвижной оси 7.For example, with an increase in the generator output voltage, the error signal of the voltage deviation meter 33 (the potential difference between points a and b) increases, which leads to an increase in the current in the control winding 42 (W y ) of the magnetic amplifier of the
Уменьшение средней величины тока в однофазной обмотке 5 возбуждения возбудителя приводит к уменьшению магнитного потока, направленного вдоль радиуса магнитопровода 2 якоря возбудителя, выполненного в форме усеченного конуса. Это приводит к уменьшению величины многофазной ЭДС, индуктируемой в многофазной обмотке 3 якоря возбудителя, а соответственно - к уменьшению тока в однофазной обмотке 12 возбуждения основного генератора, уменьшению магнитного потока, создаваемого током, протекающим в однофазной обмотке 12 возбуждения основного генератора, к уменьшению создаваемой этим магнитным потоком многофазной ЭДС в многофазной обмотке 13 якоря основного генератора, а, следовательно, к уменьшению выходного напряжения ветрогенератора до заданного значения.The decrease in the average current in a single-phase winding 5 excitation of the pathogen leads to a decrease in magnetic flux directed along the radius of the
Включение силового транзистора 30 (VT7) осуществляется импульсом тока, подаваемым на базовую обмотку 28 (W2) многообмоточного трансформатора 31 (Т1) при открытии выходного транзистора 63 (VT6). Этот ток проходит по базовой цепи силового транзистора 30 (VT7) и частично открывает его. Через силовой транзистор 30 (VT7) начинает протекать ток, который проходя через токовую обмотку 29 (W1) многообмоточного трансформатора 31 (Т1), намагничивает его сердечник.The inclusion of the power transistor 30 (VT7) is carried out by a current pulse supplied to the base winding 28 (W2) of the multiple winding transformer 31 (T1) when opening the output transistor 63 (VT6). This current passes through the base circuit of the power transistor 30 (VT7) and partially opens it. Through the power transistor 30 (VT7), a current begins to flow, which passing through the current winding 29 (W1) of the multiple-winding transformer 31 (T1) magnetizes its core.
Параметры многообмоточного трансформатора 31 (Т1) подобраны таким образом, что время намагничивания сердечника больше периода следования управляющих импульсов. Поэтому при открытом состоянии силового транзистора 30 (VT7) во всех обмотках трансформатора индуктируются ЭДС самоиндукции. ЭДС, индуктируемая в базовой обмотке 28 (W2), подключенную к эмиттеру выходного транзистора 63 (VT6) блока усиления мощности 47, увеличивает величину базового тока силового транзистора 30 (VT7), что в итоге приводит к его лавинообразному открытию.The parameters of the multi-winding transformer 31 (T1) are selected in such a way that the time of magnetization of the core is longer than the period of control pulses. Therefore, when the open state of the power transistor 30 (VT7) in all windings of the transformer are induced EMF of self-induction. The emf induced in the base winding 28 (W2) connected to the emitter of the output transistor 63 (VT6) of the
Для запирания силового транзистора 30 (VT7) используется ЭДС, индуктируемая в эмиттерной обмотке 27 (W3), подключенную к эмиттеру составного транзистора 57 (VT4 и VT5) через пятый выпрямительный диод 56 (VD10).For locking the power transistor 30 (VT7), an emf induced in the emitter winding 27 (W3) connected to the emitter of the compound transistor 57 (VT4 and VT5) through the fifth rectifier diode 56 (VD10) is used.
Полярность этой ЭДС выбрана так, что при открытии составного транзистора 57 (VT4 и VT5) блока усиления мощности 47 происходит закрытие силового транзистора 30 (VT7). Включение составного транзистора 57 (VT4 и VT5) осуществляется по сигналам, формируемым формирователем запирающих импульсов, в состав которого входят трансформатор 49 (Т2), дифференцирующая цепочка, выполненная на конденсаторе 52 (С2), выпрямителе 54 (В1) и выходном резисторе 55 (R9), и источник постоянного напряжения смещения, выполненный на первом 48 (VD8) и втором 58 (VD9) диодах смещения, конденсаторе смещения 50 (С1) и резисторе смещения 53 (R8).The polarity of this EMF is chosen so that when opening the composite transistor 57 (VT4 and VT5) of the
Первичная обмотка трансформатора 49 (Т2) получает питание от статического инвертора 51 (СИ). В конце каждого полупериода переменного напряжения прямоугольной формы на выходе дифференциальной цепочки - выходном резисторе 55 (R9) - создаются импульсы напряжения.The primary winding of the transformer 49 (T2) is powered by a static inverter 51 (SI). At the end of each half-cycle of a rectangular alternating voltage at the output of the differential circuit - the output resistor 55 (R9) - voltage pulses are created.
Этими импульсами кратковременно открывается составной транзистор 57 (VT4 и VT5) блока усиления мощности 47, а остальное время он закрыт напряжением смещения, снимаемым с конденсатора 50 (С 1).These pulses briefly open the composite transistor 57 (VT4 and VT5) of the
В момент закрытия силового транзистора 30 (VT7) начинает уменьшаться ток в однофазной обмотке 5 возбуждения возбудителя, что обуславливает наведение в ней ЭДС самоиндукции. Эта ЭДС самоиндукции замыкается через обмотку перемагничивания 24 (W4) и шестой выпрямительный диод 25 (VD2), что обеспечивает непрерывное протекание тока в однофазной обмотке 5 возбуждения возбудителя.At the moment of closing of the power transistor 30 (VT7), the current in the single-phase winding 5 of the excitation of the pathogen starts to decrease, which causes the self-induced EMF to be induced in it. This self-induced EMF is closed through the magnetization reversal winding 24 (W4) and the sixth rectifier diode 25 (VD2), which ensures a continuous flow of current in the single-phase winding 5 of the excitation of the pathogen.
Магнитодвижущая сила (МДС), создаваемая обмоткой перемагничивания 24 (W4), перемагничивает сердечник многообмоточного трансформатора 31 (Т1) и способствует лавинообразному закрытию силового транзистора 30 (VT7) силовой части 26.The magnetomotive force (MDS) created by the magnetization reversal winding 24 (W4) reversal magnetizes the core of a multiple winding transformer 31 (T1) and contributes to the avalanche-like closing of the power transistor 30 (VT7) of the
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018110245A RU2688925C1 (en) | 2018-03-22 | 2018-03-22 | Stabilized axial-conical direct-current valve wind generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018110245A RU2688925C1 (en) | 2018-03-22 | 2018-03-22 | Stabilized axial-conical direct-current valve wind generator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2688925C1 true RU2688925C1 (en) | 2019-05-23 |
Family
ID=66636716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018110245A RU2688925C1 (en) | 2018-03-22 | 2018-03-22 | Stabilized axial-conical direct-current valve wind generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2688925C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2736326C1 (en) * | 2020-03-11 | 2020-11-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Contactless direct-current double-packaged wind generator |
| RU2738435C1 (en) * | 2020-03-11 | 2020-12-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Direct current wind alternator |
| RU2754455C1 (en) * | 2020-12-18 | 2021-09-02 | Евгений Николаевич Коптяев | Method for controlling an electric power system with wind turbines |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3244719A1 (en) * | 1982-12-03 | 1984-06-07 | GST Gesellschaft für Systemtechnik mbH, 4300 Essen | Wind generator |
| RU2168062C1 (en) * | 1999-12-07 | 2001-05-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники им. Б.Е. Веденеева" | Windmill generator |
| RU2245458C1 (en) * | 2003-06-16 | 2005-01-27 | Воронежский государственный технический университет | Wind-powered generator |
| RU71386U1 (en) * | 2007-05-31 | 2008-03-10 | Александр Петрович Богила | WIND POWER PLANT WITH VERTICAL ROTOR |
| US20110187120A1 (en) * | 2003-05-30 | 2011-08-04 | Northern Power Systems, Inc. | Wind Turbine/Generator Set Having A Stator Cooling System Located Between Stator Frame and Active Coils |
| RU2633356C1 (en) * | 2016-10-20 | 2017-10-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Direct current valve wind generator |
-
2018
- 2018-03-22 RU RU2018110245A patent/RU2688925C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3244719A1 (en) * | 1982-12-03 | 1984-06-07 | GST Gesellschaft für Systemtechnik mbH, 4300 Essen | Wind generator |
| RU2168062C1 (en) * | 1999-12-07 | 2001-05-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники им. Б.Е. Веденеева" | Windmill generator |
| US20110187120A1 (en) * | 2003-05-30 | 2011-08-04 | Northern Power Systems, Inc. | Wind Turbine/Generator Set Having A Stator Cooling System Located Between Stator Frame and Active Coils |
| RU2245458C1 (en) * | 2003-06-16 | 2005-01-27 | Воронежский государственный технический университет | Wind-powered generator |
| RU71386U1 (en) * | 2007-05-31 | 2008-03-10 | Александр Петрович Богила | WIND POWER PLANT WITH VERTICAL ROTOR |
| RU2633356C1 (en) * | 2016-10-20 | 2017-10-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Direct current valve wind generator |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| .RU 2633356 C1, 12.10.2017. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2736326C1 (en) * | 2020-03-11 | 2020-11-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Contactless direct-current double-packaged wind generator |
| RU2738435C1 (en) * | 2020-03-11 | 2020-12-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Direct current wind alternator |
| RU2754455C1 (en) * | 2020-12-18 | 2021-09-02 | Евгений Николаевич Коптяев | Method for controlling an electric power system with wind turbines |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2688925C1 (en) | Stabilized axial-conical direct-current valve wind generator | |
| US10483891B2 (en) | Double stator permanent magnet machine with magnetic flux regulation | |
| US20180262091A1 (en) | Permanent magnet starter-generator with magnetic flux regulation | |
| US6097124A (en) | Hybrid permanent magnet/homopolar generator and motor | |
| RU2649913C1 (en) | Stabilized axial-radial direct current generator | |
| US5144178A (en) | Brushless generator with magnet and claw-tooth dual rotor | |
| Takahashi et al. | Characteristics of 8/6 switched reluctance generator excited by suppression resistor converter | |
| CN112421913B (en) | Unbalanced primary axial magnetic flux magnetic suspension generator for vertical axis wind power generation | |
| RU2633356C1 (en) | Direct current valve wind generator | |
| Matsuzaki et al. | Operational characteristics of an IPM-type bearingless motor with 2-pole motor windings and 4-pole suspension windings | |
| RU2689211C1 (en) | Stabilized dc axial-radial direct-current valve wind generator | |
| US20170005555A1 (en) | Asymmetric salient permanent magnet synchronous machine | |
| RU2470446C1 (en) | Stabilised axial dc generator | |
| RU2658316C1 (en) | Multiphase ac wind generator | |
| US5170111A (en) | Method for controlling power generation | |
| RU2637767C2 (en) | Method of stabilization of output voltage of magnetoelectric generator | |
| Asama et al. | Voltage characteristics of a consequent-pole bearingless PM motor with concentrated windings | |
| RU2685424C1 (en) | Stabilized two-input wind-solar axial-radial electric machine-generator | |
| JP2006180644A (en) | Turbine generator | |
| JPH0345150A (en) | Brushless magnetogenerator | |
| JP2000345952A (en) | Multipolar wind power generator and wind power generating method | |
| Popenda et al. | The synchronous generator based on a hybrid excitation with the extended range of voltage adjustment | |
| RU2701169C9 (en) | Small-size dc generating system | |
| CN102497047A (en) | Novel permanent magnetism auxiliary exciter rotor structure | |
| RU2759598C1 (en) | Stabilized three-input axial-radial electric generator machine |