RU2812277C1 - Бесконтактный стабилизированный по напряжению синхронный генератор - Google Patents
Бесконтактный стабилизированный по напряжению синхронный генератор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2812277C1 RU2812277C1 RU2023126041A RU2023126041A RU2812277C1 RU 2812277 C1 RU2812277 C1 RU 2812277C1 RU 2023126041 A RU2023126041 A RU 2023126041A RU 2023126041 A RU2023126041 A RU 2023126041A RU 2812277 C1 RU2812277 C1 RU 2812277C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- power
- light
- rotor
- output
- bssg
- Prior art date
Links
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 title claims abstract description 23
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 29
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 5
- NPJICTMALKLTFW-OFUAXYCQSA-N daucosterol Chemical compound O([C@@H]1CC2=CC[C@H]3[C@@H]4CC[C@@H]([C@]4(CC[C@@H]3[C@@]2(C)CC1)C)[C@H](C)CC[C@@H](CC)C(C)C)[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H]1O NPJICTMALKLTFW-OFUAXYCQSA-N 0.000 claims 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 2
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 5
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 208000035051 Malignant migrating focal seizures of infancy Diseases 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 208000012054 malignant migrating partial seizures of infancy Diseases 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области авиационной электротехники и направлено на повышение технологичности изготовления электромеханической части БССГ и снижение помехоизлучения от РТВ. В известном бесконтактном стабилизированном по напряжению синхронном генераторе (БССГ), содержащем постоянные магниты для самовозбуждения (ПМСВ), основную синхронную машину (ОСМ) с якорной обмоткой (ОЯО) на статоре и с обмоткой возбуждения (ОВ) на роторе, причем опорами его вала является конструкция из подшипников и боковых крышек, через которую он связан с корпусом БССГ, вспомогательную синхронную машину (ВСМ) с якорной обмоткой (ВЯО) на роторе, предназначенной для подключения ее ко входу неуправляемого выпрямителя (НУВ), также установленному на роторе, первый выходной вывод которого подключен к одному концу ОВ ОСМ, регулятор тока возбуждения (РТВ), включающий в себя силовую часть в виде управляемого ключевого элемента (УКЭ), например транзистора (с драйвером в его цепи управления), и его блок управления (БУ1), выводы питания которого подключены к выходу источника питания внутренних нужд (ИПВН), установленному на корпусе БССГ и своим входом подключенному к ОЯО, БУ1 РТВ содержит последовательно включенные контур отрицательной обратной связи (КООС) по напряжению ОЯО и модулятор ширины импульсов (МШИ), выход которого посредством линии передачи сигнала управления (ЛПСУ) подключен к управляющему входу УКЭ РТВ, ПМСВ установлены на статоре ВСМ, УКЭ установлен на роторе и одним своим силовым выводом подключен ко второму выходному выводу НУВ, а другим силовым выводом - к другому концу ОВ ОСМ, ЛПСУ выполнена в виде двух (1-й и 2-й) гальванически развязанных частей, причем 1-я часть содержит преобразователь электрического сигнала в световой сигнал - светоизлучатель, например, в виде 1-го светодиода, который своим входом подключен к выходу МШИ, 2-я часть содержит преобразователь светового сигнала в электрический - светоприемник, например, в виде 2-го светодиода и усилителя мощности его электрического сигнала, причем светоизлучатель установлен в центре крышки корпуса БССГ, а светоприемник - в центре торца вала ротора, при этом светоизлучатель и светоприемник разделены между собой воздушным зазором и установлены так, что передаваемый через воздушный зазор световой луч находится на одной оси с валом БССГ, блок управления (УВБ) РТВ выполнен в виде двух частей - БУ1 и БУ2, причем БУ1 содержит КООС и МШИ с источником питания внутренних нужд (ИПВН-1) и размещен на статоре, а БУ2 содержит ИПВН-2 для электропитания драйвера УКЭ РТВ и силовой цепи со светоприемником. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области авиационной электротехники и может быть использовано при построении бесконтактных синхронных генераторов напряжения переменного тока со стабилизацией этого напряжения при возмущающих воздействиях по току нагрузки и по частоте вращения приводного вала.
Уровень техники
В принципе известны бесконтактные синхронные генераторы (БССГ) напряжения переменного тока, обеспечивающие стабилизацию этого напряжения при изменяющейся частоте вращения приводного вала (например, патент РФ № 2713470 «Бесконтактный стабилизированный по напряжению генератор переменного тока с комбинированным возбуждением». Авторы: Г.С. Мыцык, А.Е. Маслов). Он содержит основной генератор (ОГ) с возбуждением от двух индукторов. Основной индуктор (ОИ) выполнен на основе постоянных магнитов, а дополнительный индуктор (ДИ) - в виде закреплённой на одной крышке БСГ неподвижной обмотки возбуждения (ОВ), которая через особую (когтеообразного типа) вращающуюся конструкцию магнитопровода (обозначаемую в литературе как сексин) закреплена (как и магниты ОИ) на роторе. Якорная обмотка (ЯО) БССГ расположенная на статоре, является общей для двух систем возбуждения - не регулируемой (в ОИ) и регулируемой (в ДИ). Стабилизация напряжения БССГ осуществляется изменением тока возбуждения в ОВ ДИ с помощью регулятора (РТВ), который получает питание от выпрямителя, своим входом подключённого к якорной обмотке (ЯО) БСГ. Блок управления (БУ) РТВ содержит контур отрицательной обратной связи (КООС) по напряжению ЯО БССГ и модулятор ширины импульсов (МШИ), который управляет исполнительным органом (ИО) РТВ. ИО выполнен в виде мостовой схемы инвертора, реализующего функцию реверсирования тока возбуждения в ОВ БССГ. Операция реверсирования (при выше синхронной частоте вращения вала) позволяет снизить установленную мощность РТВ.
Недостатками данного технического решения являются завышенные установленные мощности якорной обмотки и ДИ (возрастающие с увеличением кратности изменения частоты вращения вала), а также повышенная технологическая сложность реализации конструкции сексин. В целом, недостатком такого решения однозначно можно считать завышенную удельную массу (в кг/кВА).
Известно также решение БССГ, свободное от ряда выше указанных недостатков. Оно представлено на рис. 6.23, стр. 187 в книге: Электрооборудование летательных аппаратов: учебник для вузов. В двух томах (под редакцией С.А. Грузкова). - М.: Издательство МЭИ. - 2005. Том 1. - 568с. Это решение выполнено в виде трёх электрических машин, расположенных на общем валу: подвозбудителя (ПВ), возбудителя, и основного генератора (ОГ) с электромагнитным возбуждением (в виде индуктора с обмоткой возбуждения - ОВ-1 на роторе БССГ). ПВ выполнен с возбуждением от постоянных магнитов с якорной обмоткой (ЯО-1), расположенной на статоре, которая через выпрямитель (В1) подключена к цепи питания регулятора тока возбуждения (РТВ). Выход РТВ подключён к обмотке возбуждения - ОВ-2 возбудителя, который выполнен по обращённой конструкции - с ЯО-2, расположенной на роторе. ОВ-1 ОГ подключена к выходу выпрямителя - В-2, который расположен на роторе и своим входом подключён к ЯО-2 возбудителя.
Силовая часть РТВ размещается на статоре БССГ и может выполняться по любой из известных схем, например, в виде ключевого элемента (КЭ) на выходе выпрямителя В1. Блок управления (БУ) РТВ в традиционных решениях выполняется в виде последовательно включённых КООС по напряжению ОГ и модулятора ширины импульсов (МШИ), выход которого подключён к управляющему входу КЭ.
Это известное решение по технической сущности является наиболее близким к предлагаемому изобретению и поэтому выбрано за прототип.
Его недостатками являются повышенная технологическая сложность изготовления механической части БССГ, которая определяется расположением на общем валу трёх роторов трёх электрических машин и трёх статоров в общем корпусе БССГ, наличием регулятора тока возбуждения (РТВ) индуктора возбудителя, который получает электропитание от выпрямителя, а также размещением РТВ со своим блоком управления на корпусе БССГ, который, как три машины требует охлаждения; недостаточно высокий КПД БССГ, определяемый потерями в подвозбудителе (ПВ), в РТВ и в обмотке индуктора возбудителя; помехоизлучение импульсного режима работы РТВ.
Раскрытие сущности изобретения
Технической задачей предлагаемого изобретения является упрощение механической части БССГ.
Технический результат заключается в повышении технологичности изготовления электромеханической части БССГ за счет исключения одной электрической машины - подвозбудителя (ПВ) и переноса силовой части РТВ со статора БССГ на ротор, а также повышении КПД и снижении помехоизлучения от РТВ.
Это достигается тем, что в известном бесконтактном стабилизированном по напряжению синхронном генераторе (БССГ), содержащем постоянные магниты для самовозбуждения (ПМСВ), основную синхронную машину (ОСМ) с якорной обмоткой (ОЯО) на статоре и с обмоткой возбуждения (ОВ) на роторе, причём опорами его вала является конструкция из подшипников и боковых крышек, через которую он связан с корпусом БССГ, вспомогательную синхронную машину (ВСМ) с якорной обмоткой (ВЯО) на роторе, предназначенной для подключения её ко входу неуправляемого выпрямителя (НУВ), также установленному на роторе, первый выходной вывод которого подключен к одному концу ОВ ОСМ, регулятор тока возбуждения (РТВ), включающий в себя силовую часть в виде управляемого ключевого элемента (УКЭ), например, транзистора (с драйвером в его цепи управления) и его блок управления (БУ1), выводы питания которого подключены к выходу источника питания внутренних нужд (ИПВН), установленному на корпусе БССГ и своим входом подключённому к ОЯО, БУ1 РТВ содержит последовательно включённые контур отрицательной обратной связи (КООС) по напряжению ОЯО и модулятор ширины импульсов (МШИ), выход которого посредством линии передачи сигнала управления (ЛПСУ) подключён к управляющему входу УКЭ РТВ, ПМСВ установлены на статоре ВСМ, УКЭ установлен на роторе и одним своим силовым выводом подключён ко второму выходному выводу НУВ, а другим силовым выводом - к другому концу ОВ ОСМ, ЛПСУ выполнена в виде двух (1-ой и 2-ой) гальванически развязанных частей, причём 1-я часть содержит преобразователь электрического сигнала в световой сигнал - светоизлучатель, например, в виде 1-го светодиода, который своим входом подключён к выходу МШИ, 2-я часть содержит преобразователь светового сигнала в электрический - светоприёмник, например, в виде 2-го светодиода и усилителя мощности его электрического сигнала, причём светоизлучатель установлен в центре крышки корпуса БССГ, а светоприёмник - в центре торца вала ротора, при этом светоизлучатель и светоприёмник разделены между собой воздушным зазором и установлены так, что передаваемый через воздушный зазор световой луч находится на одной оси с валом БССГ, блок управления (УВБ) РТВ выполнен в виде двух частей - БУ1 и БУ2, причём БУ1 содержит КООС и МШИ с источником питания внутренних нужд (ИПВН-1) и размещён на статоре, а БУ2 содержит ИПВН-2 для электропитания драйвера УКЭ РТВ и силовой цепи со светоприёмником.
Это достигается также тем, что в известном бесконтактном стабилизированном по напряжению синхронном генераторе (БССГ) светоприёмник выполнен в виде оптотранзистора (ОПТ), установленного в торце вала, а его силовая цепь с последовательно включённым в ней одним из выходов ИПВН-2 подключёна ко входу драйвера УКЭ РТВ.
Это достигается также тем, что в известном бесконтактном стабилизированном по напряжению синхронном генераторе светоприёмник выполнен в виде светопроводника, уложенного в канале, расположенного по центру вала вдоль его оси с выходом его к УКЭ РТВ, причём один его конец расположен напротив светоизлучателя, а второй конец - напротив управляющего входа оптотранзистора (ОПТ), установленного в цепи управления УКЭ РТВ.
Краткое описание чертежей (если они содержатся в заявке)
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан упрощённый (эскизный) вариант принципиальной конструкторской компоновки узлов и элементов БССГ, на фиг. 2 представлена принципиальная электрическая схема, обеспечивающая стабилизацию выходного напряжения БССГ при возмущающих воздействиях по частоте вращения вала и по току нагрузки; на фиг. 3 а, б приведены: а) - традиционный вариант выполнения МШИ и б) - временные диаграммы, поясняющие логику его работы.
Осуществление изобретения
Бесконтактный стабилизированный по напряжению синхронный генератор содержит корпус 1, связующий все узлы и элементы БССГ. В данном примере (с целью упрощения чертежа) он выполнен из магнитопроводящего материала. Слева и справа от корпуса расположены левая 2л и правая 2п боковые крышки. Они являются опорой для вала 3, который сопряжен с корпусом 1 посредством подшипников 4, 5. В корпусе 1 установлен статор основной синхронной машины (ОСМ), выполненный в виде магнитопровода 6 с якорной обмоткой (ОЯО) 7 в его пазах. На валу 3 расположен индуктор 8 с обмоткой возбуждения (ОВ) 9. Мощность возбуждения ОСМ обеспечена вспомогательной синхронной машиной (ВСМ) с возбуждением от постоянных магнитов 10, которые установлены на корпусе 1 БССГ. Его якорная обмотка (ЯОВ) 11 уложена в пазах магнитопровода ВСМ 12, который расположен на роторе и жёстко связан с валом 3. ЯОВ 11 ВСМ подключена к силовому входу управляемого выпрямительного блока (УВБ) 13, техническая суть которого раскрыта на фиг. 2, 3. В левой боковой крышке 2л по её центру, совпадающему с осью вала, установлен светоизлучатель 14, закрытый от внешней среды защитной крышкой 15. Светоизлучатель 14 выполнен с возможностью передачи светового сигнала управления со статора на ротор (в УВБ 13). В одном из вариантов конструктивного исполнения в торце вала ротора может быть установлен светоприёмник 16 (фиг. 2), например, оптотранзистор, выходная электрическая цепь которого соединена с управляющим входом драйвера КЭ (в УВБ 13 - фиг. 2). В другом варианте, показанном на фиг. 2, используется установленный в канале вала 3 светопроводник (на основе оптоволокна) 17, выполненный с возможностью передачи светового сигнала от светоизлучателя 14 к светоприёмнику 16 (фиг.2), установленному в блоке УВБ 13 (фиг. 2).
Вспомогательная якорная обмотка (ЯОВ) 11 ВСМ подключена ко входу неуправляемого выпрямителя (НУВ) 18 (фиг. 2), на выходе которого установлен буферный конденсатор 19. Один из выходных выводов выпрямителя 18 через ключевой элемент (КЭ) 20 (например, транзистор) подключён к одному концу обмотки возбуждения (ОВ) 9 ОСМ, другой конец которой подключён ко второму выходному выводу выпрямителя 18. ОВ 9 зашунтирована обратным диодом 21. Управляющий вход КЭ 20 подключён к выходу драйвера 22, а управляющий вход последнего через силовую цепь оптотранзистора 16 подключён к выходу d-e источника питания внутренних нужд (ИПВН-2) 23. Последний выполнен с несколькими гальванически развязанными выходами и с реализацией функции стабилизации выходных напряжений при возмущающих воздействиях по частоте вращения вала 3. Другой выход ИПВН-2 23 подключён к цепи питания драйвера 22. Поскольку потребителями электроэнергии ИПВН-2 являются, по сути, устройства информационной электроники, то его суммарная мощность не превышает (примерно) 5÷10 Вт. Силовая электроника (элементы 18, 20, 21) и информационная электроника (элемент 16 и узлы 22, 23) представляют собой исполнительный орган (ИО) регулятора тока возбуждения (РТВ) ОСМ, который расположен на роторе.
Функцию наблюдателя за уровнем выходного напряжения на ОЯО 7 ОСМ и выработки сигнала для управления ИО выполняет наблюдательный орган (НО), расположенный на корпусе БССГ (фиг. 2). Он включает в себя контур отрицательной обратной связи (КООС) 24 по напряжению ОЯО 7, который своим входом подключён к её выводам «А», «В», «С», а своим выходом - ко входу модулятора ширины импульсов (МШИ) 25. К выходу МШИ 25 подключён вход светоизлучателя 14 (например, в форме светодиода). Электропитание узлов 24, 25 обеспечено ИПВН-1 26, который в свою очередь получает электропитание от ОЯО 7. То есть, шины питания узлов 24, 25 подключены к соответствующим выходным выводам ИПВН-1, входные шины питания которого подключены к ОЯО 7. Связь между светоизлучателем 14 и светоприёмником 16 реализована или непосредственно через воздушный зазор или через воздушный зазор и светопроводник 17 (фиг. 2). В первом варианте светоприёмник (вместе с его усилением и преобразованием в электрический сигнал, например, с помощью оптотранзистора) размещен в центре торца вала 3 (фиг. 1, 2).
Наблюдатель (КООС) 24 традиционно включает в себя измеритель выходного напряжения БССГ, выполненный в виде выпрямителя (с малыми пульсациями выпрямленного напряжения) с выходным напряжением U d 0 изм, источника опорного напряжения U 0 и узла сравнения (вычитания) этих сигналов, выполненный с возможностью формирования сигнала управления U у (в виде постоянной составляющей) для его подачи на управляющий вход МШИ 25.
Блок 25 на фиг.3а выполнен в виде трёх узлов - задатчика тактовой частоты (ЗЧ) 25.1 (обеспечивающей переключение КЭ 20) с выходным сигналом р (фиг.3б), генератора пилообразного напряжения (ГПН) 25.2 с выходным сигналом U ГПН и компаратора (К) 25.3 с тактовым и управляющим входами и с выходным сигналом S, который подаётся на вход драйвера 22. Вход ГПН 25.2 подключён к выходу ЗЧ 25.1, а его выход к тактовому входу К 35.3. Управляющий вход К 25.3 подключён к выходу КООС 24, с которого поступает управляющий сигнал U у (фиг.3б).
Таким образом, блок управления УВБ 13 разбит на две части: одна его часть - БУ1 (элемент 14, узлы 24, 25, 26) - для измерения напряжения БССГ и формирования сигнала управления ψкэ( t ) для КЭ 20), которая размещена на его статоре, и другая его часть - БУ2 (узлы 16, 17, 22, 23 вместе с управляемым ключевым элементом -УКЭ 20) расположена на роторе БССГ.
Бесконтактный стабилизированный по напряжению синхронный генератор работает следующим образом.
Функциональная задача БССГ состоит в преобразовании механической энергии приводного вала с изменяемой частотой его вращения в электроэнергию переменного тока со стабилизированным напряжением. Функция его стабилизации выполняется путём соответствующего изменения тока возбуждения в ОВ 9 основной синхронной машины (ОСМ). Необходимая мощность возбуждения поставляется вспомогательной синхронной машиной (ВСМ) с возбуждением от постоянных магнитов. Требуемое регулирование этого тока производится в управляемом выпрямительном блоке (УВБ) 13 изменением скважности S работы его ключевого элемента (КЭ) 20. Параметр S определяется отношением периода 2π частоты переключения КЭ 20 f т к длительности θ открытого (проводящего) его состояния: S = 2π/θ.
При превышении выходного напряжения БССГ U СГ выше номинального его значения U СГ(ном) наблюдатель (узел КООС) 24 фиксирует эту разность (с учётом знака): U СГ-U СГ(ном ) = +Δu , этот сигнал (в данном примере в виде постоянной составляющей) подаётся на управляющий вход МШИ 25, и на его выходе автоматически формируется периодическая последовательность импульсов управления ψкэ(t) требуемой длительности: θ-<θном (т.е. требуемой скважности S -) с частотой f т. Время открытого состояния КЭ 20 уменьшается, ток возбуждения в ОВ 9 уменьшается, и напряжение на ОЯО 7 понижается, стремясь к номинальному значению. Пример традиционной реализации данной логики формирования управляющего сигнала ψкэ( t ) в МШИ 25 представлен на фиг. 3.
При понижении напряжения БССГ ниже номинального его значения их разница изменяет свой знак: U СГ -U СГ(ном) = -Δu, но логика формирования сигнала в МШИ 25 не изменяется - с него снимается сигнал ψкэ( t ), длительность импульсов θ+ у которого автоматически начинает увеличиваться, что приводит к увеличению тока возбуждения в ОВ 9 и к возврату выходного напряжения к номинальному его значению.
Таким образом, в предлагаемом изобретении реализованы:
1. Отказ от использования для самовозбуждения подвозбудителя (ПВ) и перенос этой функции на возбудитель, что упрощает конструкцию БССГ и технологию его изготовления.
2. Исполнение индуктора возбудителя на основе постоянных магнитов привело к необходимости выполнения его выпрямительного блока (ВБ) управляемым (УВБ), что обеспечено в предлагаемом изобретении: а) разбиением блока управления УВБ на две части: одна часть (БУ1 -для измерения напряжения БССГ и формирования сигнала управления ψкэ( t ) для КЭ 20), которая размещается на его статоре, а другая его часть - БУ2 вместе с управляемым ключевым элементом -УКЭ 20 располагается на роторе БССГ; б) новым оригинальным и более технологичным решением для передачи сигнала ψкэ( t ) с неподвижного статора на вращающийся ротор на основе использования свойства светового потока; в) размещением на роторе не только диодов, что делалось и прежде, но и силового УКЭ вместе с обслуживающими его узлами информационной электроники, что значительно понижает уровень помехоизлучения РТВ, благодаря экранирующему действию статора БССМ и упрощает решение задачи охлаждения КЭ 20 РТВ.
3. Повышение технологичности изготовления механической части БССГ; улучшение его массогабаритных показателей; повышение КПД; снижение материалоёмкости и себестоимости изготовления, расширение области использования по диапазону изменения частоты вращения приводного вала.
Повышение КПД и уменьшение массы БССГ обеспечивается не только за счёт исключения подвозбудителя (ПВ) из цепи электромеханического преобразования энергии, но и за счёт переноса функции РТВ со входа возбудителя (то есть со статора) на его выход (т.е. на ротор) - в цепь его выпрямителя. Этот результат достигается заменой в возбудителе электромагнитного возбуждения (ЭМВ) на магнитоэлектрическое, т.е. на возбуждение от постоянных магнитов, которое более эффективно по сравнению с ЭМВ по удельному показателю (g [кг/кВА]) и по КПД.
Использование изобретения позволяет повысить технологичность изготовления электромеханической части БССГ за счет исключения одной электрической машины - подвозбудителя (ПВ) и переноса силовой части РТВ со статора БССГ на ротор, а также снизить помехоизлучение от РТВ.
Claims (3)
1. Бесконтактный стабилизированный по напряжению синхронный генератор (БССГ), содержащий постоянные магниты для самовозбуждения (ПМСВ), основную синхронную машину (ОСМ) с якорной обмоткой (ОЯО) на статоре и с обмоткой возбуждения (ОВ) на роторе, причём опорами его вала является конструкция из подшипников и боковых крышек, через которую он связан с корпусом БССГ, вспомогательную синхронную машину (ВСМ) с якорной обмоткой (ВЯО) на роторе, предназначенной для подключения её ко входу неуправляемого выпрямителя (НУВ), также установленному на роторе, первый выходной вывод которого подключен к одному концу ОЯО, регулятор тока возбуждения (РТВ), включающий в себя силовую часть в виде управляемого ключевого элемента (УКЭ), например транзистора (с драйвером в его цепи управления), и его блок управления (БУ1), выводы питания которого подключены к выходу источника питания внутренних нужд (ИПВН), установленного на корпусе БССГ и своим входом подключённого к ОЯО, БУ1 РТВ содержит последовательно включённые контур отрицательной обратной связи (КООС) по напряжению ОЯО и модулятор ширины импульсов (МШИ), выход которого посредством линии передачи сигнала управления (ЛПСУ) подключён к управляющему входу УКЭ РТВ, отличающийся тем, что ПМСВ установлены на статоре ВСМ, УКЭ установлен на роторе и одним своим силовым выводом подключён ко второму выходному выводу НУВ, а другим силовым выводом – к другому концу ОВ ОСМ, ЛПСУ выполнена в виде двух (1-й и 2-й) гальванически развязанных частей, причём 1-я часть содержит преобразователь электрического сигнала в световой сигнал – светоизлучатель, например, в виде 1-го светодиода, который своим входом подключён к выходу МШИ, 2-я часть содержит преобразователь светового сигнала в электрический – светоприёмник, например, в виде 2-го светодиода и усилителя мощности его электрического сигнала, причём светоизлучатель установлен в центре крышки корпуса БССГ, а светоприёмник – в центре торца вала ротора, при этом светоизлучатель и светоприёмник разделены между собой воздушным зазором и установлены так, что передаваемый через воздушный зазор световой луч находится на одной оси с валом БССГ, блок управления (УВБ) РТВ выполнен в виде двух частей – БУ1 и БУ2, причём БУ1 содержит КООС и МШИ с источником питания внутренних нужд (ИПВН-1) и размещён на статоре, а БУ2 содержит ИПВН-2 для электропитания драйвера УКЭ РТВ и силовой цепи со светоприёмником.
2. Бесконтактный стабилизированный по напряжению синхронный генератор (БССГ) по п.1, отличающийся тем, что светоприёмник выполнен в виде оптотранзистора (ОПТ), установленного в торце вала, а его силовая цепь с последовательно включённым в ней одним из выходов ИПВН-2 подключёна ко входу драйвера УКЭ РТВ.
3. Бесконтактный стабилизированный по напряжению синхронный генератор по п.1, отличающийся тем, что светоприёмник выполнен в виде светопроводника, уложенного в канале, расположенного по центру вала вдоль его оси с выходом его к УКЭ РТВ, причём один его конец расположен напротив светоизлучателя, а второй конец – напротив управляющего входа оптотранзистора (ОПТ), установленного в цепи управления УКЭ РТВ.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2812277C1 true RU2812277C1 (ru) | 2024-01-29 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1339739A (en) * | 1969-12-18 | 1973-12-05 | Mitsubishi Electric Corp | Brushless rotary electric machine |
US5598091A (en) * | 1994-08-11 | 1997-01-28 | Satake Corporation | Three-phase brushless self-excited synchronous generator with no rotor exciting windings |
US6188204B1 (en) * | 1999-08-05 | 2001-02-13 | Joseph Vithayathil | Brushless AC field system for stable frequency variable speed alternators |
RU2680147C1 (ru) * | 2018-06-14 | 2019-02-18 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Способ стабилизации напряжения генератора с изменяющейся частотой вращения вала и комбинированным возбуждением |
RU2713470C1 (ru) * | 2019-05-30 | 2020-02-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Бесконтактный стабилизированный по напряжению генератор переменного тока с комбинированным возбуждением |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1339739A (en) * | 1969-12-18 | 1973-12-05 | Mitsubishi Electric Corp | Brushless rotary electric machine |
US5598091A (en) * | 1994-08-11 | 1997-01-28 | Satake Corporation | Three-phase brushless self-excited synchronous generator with no rotor exciting windings |
US6188204B1 (en) * | 1999-08-05 | 2001-02-13 | Joseph Vithayathil | Brushless AC field system for stable frequency variable speed alternators |
RU2680147C1 (ru) * | 2018-06-14 | 2019-02-18 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Способ стабилизации напряжения генератора с изменяющейся частотой вращения вала и комбинированным возбуждением |
RU2713470C1 (ru) * | 2019-05-30 | 2020-02-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Бесконтактный стабилизированный по напряжению генератор переменного тока с комбинированным возбуждением |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2066427C (en) | Regulated ac power system energized by variable speed prime mover | |
Maier et al. | Operation of an electrical excited synchronous machine by contactless energy transfer to the rotor | |
RU2014108517A (ru) | Способ и система для управления гидроэлектрическими турбинами | |
WO2012144662A1 (ko) | 인버터 회로가 내장된 이동체를 가지는 권선형 동기기 및 그 제어 방법 | |
CN102185448A (zh) | 无线传输、齿谐波励磁的混合励磁永磁电机 | |
GB1376488A (en) | Dynamoelectric generator | |
US4634950A (en) | Electric apparatus | |
US5327073A (en) | Load-dispatching apparatus having improved power supply cut-off | |
CN114598236B (zh) | 基于可变电容的无线电机系统 | |
US11038373B2 (en) | Power transmission system including power transmitter apparatus, power receiver apparatus, or power transmitter and receiver apparatus easily attachable and detachable to/from transmission path | |
RU2812277C1 (ru) | Бесконтактный стабилизированный по напряжению синхронный генератор | |
Maier et al. | Design and construction of a novel rotating contactless energy transfer system for an electrical excited synchronous machine | |
Wadibhasme et al. | Review of various methods in improvement in speed, power & efficiency of induction motor | |
CN102223085A (zh) | 混合励磁发电机和直流变换器组合的航空发动机专用电源系统 | |
US6617825B2 (en) | Electronic device with a power generator | |
KR100975072B1 (ko) | 브러시리스 자여자 동기발전기 | |
US4585984A (en) | Alternating current motor | |
TW201626673A (zh) | 發電裝置 | |
Veitengruber et al. | Preliminary investigations of an inductive power transfer system for the rotor power supply of an electric traction drive | |
CN110994822B (zh) | 一种具有自适应磁场修正能力的定子结构 | |
US10855214B2 (en) | Electrical powertrain for aircraft | |
RU2701169C9 (ru) | Малогабаритная система генерирования постоянного тока | |
Gouda | A New Design of Magnetic Gear for Wind Turbine. | |
US7339808B2 (en) | Method and apparatus for DC to AC power generator | |
Risma et al. | Wireless energy transmission system using electromagnetic induction for home appliances |