I. ;.. :... Изобретение относитс к электрическим машинам и может быть использовано дл получени электроэнергии в системах, услови работы которых не допускают прим нени щеточных контактов- к св з аны с ;быстрым запуском, останове и изменечием скорости вращени и частоты тока. Известны вдукторвые н коммутаторные генераторы, имеющие магнитные полюсы и корные обмотки на статоре , а их ротор, изготовленный из магнитом гкого материалгв, вл етс кдадмутатором магнитного потокаГ Ц. Недостатком индукторных и коммутаторных геиератрров вл етс наличие т желого ротора. Известен электрический генератор, со держащий статор Q корными индуктивным катушками и возбудительным контуром, а также ротор с чередующимис по окружно стй высокопровод щими и непровод щими участками, расположенными против корных катушек 2. Недостатком генератора вл етс сло5 ность регулиройа т выходного напр жени и частртыГ достигаемого лишь при одновременном соГласдааНнЬм изменении емкости возбудительного контура и скорости ротора , .поскскльку генератор работает только при резонансе механйческой частоты вращени ротора и электрической частоты LC -контура. Другим недостатком параметрического генератора вл етс боль- ; щие габариты и вес иа-аа наличи емкости , рассчитанной напсйну мощность генератора . Целью изобретени вл етс упрощение регулировани выходного напр жени и частоты электрического Генератора, а также уменЫиение его габаритов и веса. Дл этого в электрическом генераторе, содержащем статор с корными индуктивными катушками и возбудительным контурбм , а также ротор с чередующимис по окружности высокопровод щими и непрсувод щими участками, расположенными против корных катушек, возбудительный кон- тур Rbiniijr.ien в виде последов тел)но включенных б лластной индуктивна:ти и источника ло1:;то нного тока и подключен к зажимам корных катушек, вл ющикчс выхопньтмй зажимами генератора. На фиг. 1 приведен предлагаемый генератор , продольный разрез; фиг. 2 - то же. Поперечный разрез; фиг. 3 - элёктрчШЖ® с: бема 11р®1лоШн11о 6тЧенфато Ротг генератора содержит втулку 1, на которой закреплены идентичные звездочки 2 с выступами 3 ив прочного вь сокопровод щего немагнитного материала. На статоре с помощью кольца 4 закреплен ны корные индукторные катуипси 5, разме me.HHbie.no окружности и охваченные с обеих сторон роторными выступами, ft зажимам катушек 5, вл ющтс вдлходнымн зажимами генератора, подключен возбудительный контур, содержащий регулируемую ЭДС noctoHHHoro тока 6.с балластной ин дуктивностью 7. К выходным зажимам Подсоединена внешн цепь с омическойi безинг1уктивной нагрузкой 8. Дл получе ни в нагрузке импульсов тока одного нйправлени один на выходных зажимов может соедин тьс с корными катущками через вентиль 9. Снижение вли ни обрат ных напр жений на возбудйтельиый контур достигатьс с последова Тельного включени в него вентил 10 ма лой мощности. . Якорные индуктивные катушки соедин ютс с помощью коммутационных элементов 11,12,13. При замкнутых элементах 11, 13 и разомкнутых элементах -12 кат-у шкИ соединены параллельно,при замкнутых элементах 12 и разомкнутых элементах 11, 13- последовательно. Работа генератора основана на периодическом изменении индуктивности корных катушек, привод щем к наведению в них рабг ей ЭДС. Катушки пктаютс посто нным , тсжом от возбудительного контураи создают первичное магнитное поле; Ротор вращаетс со скоростью, при Kjnrroрой вьтолн ётс условие 11 jQ(Ub 4t где R - эффективное магнитное число Рейнольдса ротор ого выступа, Ло 471-10- ra/M,f - удельна : провсаимость материала выступа, и - линейна скорость выступа, . Ь его ширина, О - топщина выступа, (J средний диаметр корной катушки. Известно , что при yIaгнитнoe поле практически не проникает в/движущуюс среду и роторные выступы могут рассмат риватьс какидеальные M WWftbie STfp;aHis.i,.
(;г,42(м Условие R (Т, 1 легК- ч.члизует(: . Ticли , например, ( 2 ИХ I/Ом м, U т: 20О м/с, Ъ 0,1 м.,1, то -50. Таким образцы, при вращении ротора кажда корна катушка периодически эк- ранируетс роторными выступами, что мен ет ее индуктивность, а следовательно, поФ осцёТ1ление и приводит к наведению рабочей ЭДС. Переменна ЭДС корных катушек будет питать током нагрузку, обладающую малой Индуктивностью (внутреннее индуктивное сопротивление корной катушки , имеющей в определенный момент времени максимальную ЭДС и питающей током нагрузку, также мало, так как катущка экранирована выступами). Ток, создаваемый рабочей ЭДС в возбудительном контуре, будет мал благг ар балластной индуктивности. Этот TGJK может использгь ватьс дл зар дки источника возбудительного контура, есл,и в цепи последнего по местить вентиль. Возможно последгйательное и параллельное соединени катущек. 5. При последовательном соединении корцых катушек (замкнуты коммутаторы . 12) н их синфазной работе генератор обеспечит высокое напр жение на нагрузке. При параллельном соединении корных катушек (замкнуты коммутаторы 11, 13) генератор создает в нагрузке больше . Кроме того, в последнем случае возможна не синфазна работа катущек, да катущк 1 экранируютс выступами с сдвигом во времени. Таким путем Можно регулировать форму выходной ЭДС во вр мен .. При отсутствии синфазньсти катущек целесообразно в цепь каждой катушки п.о местить вентиль дл ; ЕХ взаимной апёктрической отстройки. При большом числе катущек и соответствующем сдвиге фаз ЭДС можно получать на выходе генератон ра практически посто нное напр жение. Возможна работа генератора на самсувозбуждении , когда вместо вспомогател ного источника тока в возбудительномконтуре частично используетс основна рабоча ЭДС корных катуигек. В част ности , при определенном сочетании параметров генератора схема самовозбуждени может быть построена так, что будительный контур: будет состо ть из одной балластной индуктивности (при условии , что в ветв х Q корными катущками помеще(и4 вентильные диоды) или из балластной индуктивнсх:ти и вентильногп ; диода. Потери, возникающие в роторных выступах вихревых токов, могут легко гугвшитьс благодар относительно большой поверхности и малой массе ротора. Дл этих целей может использоватьс жидкостное испарительное охлаждение. Эффективность работы генератора по вышаетс с ростом Р , так как при больших ffl роль электрических потерь В выступах по сравнению с полезной элект ромагнитной мощностью убывает пропорционально 1/V1R Якорные обмотки могут интенсивно охпаждатьс до криогенных температур . Возможно использование ГиперпроВодниковых и сверхпроводниковых корных катущек. Роторные выступы также могут быть сверхпровод кик овыми. Помимо изображенной на фиг. 1,Й дисковой констру сции, Возможна цилиндрнче ека конструкци генератора, когда оси катушек направлены радиальнЬ, а р6тор Hbie выступы ориентированы вдоль геи ,генератора . Внутренние полости корных катушек и пространство, окру жающее корные катущки и роторные выступы, могут содер жать шихтованные ферромагнитные сердечники дл увеличени первичного магнитного потока. В генераторе возможен траисфор латор ный вывод электрической мощности с помощью цепей,- индуктивно св занных с корными катушками. Предложенна электрическа машина может работать в двигательном режиме, а также как преобразователь низкого напр жени посто нного тоКа в высокое напр жение переменного или посто нного тока . ; -По предварительным оценкам в предлагаемом генераторе можно расширить диапазон регулировани выходного напр жени частоты в 8-10 раз и упростить регулирование и, кроме того умейьшить вес и габариты генератора примерно в 1,5- 2 раза за счет замены емкостной батареи источником посто нн ого тока. Формула р е Т е н И Я Электрический генератор, содержащий статор с корными индуктивными катушками и возбудительным контуром, а также ротор с чередующимс п(э окружности высокрпровод пцими и непровод щими участками , расположёнными против корных к тушек , отличающийс тем, что, с целью упрощени регуйироваШ выход- його напр жени и частоты, а гакже уменьшени габаритов и веса, возбудительный контур выполнен в виде послецовательно включенных балластной ин- дуктйвности и источника посто нного тока и подключён: к зажимам корных катушек , ; шГ 1ЬШ1шс выходными зажимами генератора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3470408, кл. 31О-168, 1967. 2. Авторское свидетельство СССР № 36351, кл.Н ра 19/28, 1928.
6b4264
Y-J {t3 /A .
Фи/.З