(54) ЭЛЕКТРОМЕХАНРИЕСЮ-Й ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ(54) ELECTROMECHANRESS VOLTAGE CONVERTER
Изобретение относитс к электротехнике , в частности к устройствам дл преобразовани посто нного тока в переменный, и может быть использовано в преобразовательных агрегатах малой мощности.The invention relates to electrical engineering, in particular, to devices for converting direct current to alternating current, and can be used in low power conversion units.
Известен преобразователь, содержащий четыре входные последовательно соединенные катушки и экран, выполненный в виде двух ферромагнитных пластин, изогнутых по цилиндрической поверхности, а также С-генератор с 0-образным ферромагнитным сердечником пр моугольного сечени . Преобразователь снабжен двум посто нными дисковыми магнитами, астатически закрепленными на поворотной оси, параллельной оси ферромагнитного сердечника , один из стержней которого расположен в зазоре,- образованном торцами ферромагнитных пластин экрана , причем каждый из дисковых магнитов установлен между попарно расположенными входными катушками LJИзвестен также преобразователь тока , который питаетс от силового трансформатора, а коммутаци осуществл етс при помощи насьш1ающихс дросселей. Преобразователь включен по трехфазной одно- или двухтактной схеме, причем вторичные обмотки трансформатора использованы в качестве рабочих обмоток дросселей, дл чего сердечники последних введены в указанные обмотки С 2.A known transducer comprising four input coils connected in series and a screen made in the form of two ferromagnetic plates bent along a cylindrical surface, as well as a C-generator with a 0-shaped ferromagnetic core of rectangular cross section. The converter is equipped with two permanent disk magnets, astatically mounted on a rotary axis parallel to the axis of the ferromagnetic core, one of the rods of which is located in the gap, formed by the ends of the ferromagnetic screen plates, each of the disk magnets mounted between the pairwise arranged input coils LJ A current converter also known which is powered by a power transformer, and the switching is carried out with the aid of the extension chokes. The converter is connected in a three-phase single-or two-stroke scheme, the secondary windings of the transformer being used as operating windings of chokes, for which the cores of the latter are introduced into the indicated windings C 2.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату вл етс электромеханический преобразователь напр жени , создающий подключенную к источнику посто нного тока обмотку, расположенную на диэлектрическом основании, и св занные с приводом вращени шетки, установленные под углом ДРУГ к другу и контактирующие с витками обмотки ГЗЗThe closest to the proposed technical essence and the achieved result is an electromechanical voltage converter, which creates a winding connected to a DC source, located on a dielectric base, and associated with a rotational drive of a grid mounted at an angle of FRIEND to a friend and in contact with the coils of the winding GZZ
К недостаткам преобразовател следует отнести сложность конструкции , котора обусловлена достаточно громоздким выполнением коммутатора, что снижает НЕщежность преобразовател в эксплуатации. Цель изобретени - улучшение формы кривой напр жени . Поставленна цель достигаетс тем, что диэлектрическое основание вьшолнено в виде плоской пластины с валом дл соединени с приводом, обмотка снабжена нулевым проводом от точки ее геометрического центра, а последни совмещен с геометрическим центром пластины. На фиг. 1 схематически изображен электромеханический преобразователь; на фиг. 2 - эквивалентна электрическа схема замещени предлагаемого пре образовател . Преобразователь содержит коммутатор , выполненный в виде плоской диэлектрической пластины I, например из текстолита, снабженной обмоткой 2 из оголенного провода с межвитковой изол цией . Обмотка 3 соединена .с источником (не показан) тока, например посто нного . Геометрический центр пластины 1 жестко сочленен с приводом 4 вращени , например электродвигателем Оголенна поверхность обмотки 2 контактирует с токосхемными щетками 5-7 размещенными на держателе 8 из диэлектрического материала, представл ющего собой три жестко соединенных стержн , каждый из которых образует с соседним угол 120-. Щетки 5-7 смонтированы кажда на своем стержне с возможностью скольз щего перемещени по длине стержн . Держатель 8 выполнен неподвижным относительно пластины I, а его центр совмещен с геометрическим центром пластины 1. Щетки 5-7, а также отвод 9 от геометрического центра обмотки 2 соединены с потребителем тока, например переменного. Преобразователь работает следующим образом. Принцип работы преобразовател основан на том, что при перемещении щеток 5-7 по оголенной поверхности обмотки 2 по линии круга в результате вращени пластины 1 приводом 4 измен етс сопротивление намотки (фиг.2) из-за чего измен етс и снимаемое со щеток 5-7 напр жение. Поскольку щетки 5-7 перемещаютс по поверхности обмотки 2 по линии круга, то снимаемое с них напр жение измен етс по 8 04 синусоидальному закону. Частота снимаемого переменного напр жени равна частоте вращени привода 4. В частности , дл получени переменно го напр жени с частотой 50 Гц необходимо, чтобы привод 4 вращалс со скоростью 3000 об/мин. Дл преобразовани посто нного тока в трехфазный переменный ток привод 4 приводит во вращение пластину 1, снабженную обмоткой 2, подключенной к источнику посто нного тока. Нейтральной линией, проход щей через геометрический центр обмотки 2, последн делитс на две равные по величине сопротивлени области: область положительного напр жени - от плюса источника посто нного тока до нейтральной линии, и область отрицательного напр жени - от нейтральной линии до минуса источника посто нного тока. Держатель 8 с щетками 5-7, выполненный неподвижным относительно вращающейс обмотки 2, примыкает к поверхности последней, при Этом щетки 5-7 контактируют с оголенной поверхностью обмотки 2 при ее вращении по линии круга . Кажда , щетка при вращении обмотки 2 последовательно проходит области положительного и отрицательного напр жени . Поскольку распределение потенциала вдоль линии круга относительно нейтральной линии подчин етс синусоидальному закону, то при перемещении щеток 5-7 по линии круга между каждой щеткой и отводом. 9 от геометрического центра обмотки 2 возникнет переменное напр жение. Амплитуда снимаемого напр жени равна половине напр жени посто нного тока, подаваемого на обмотку 2. Таким же образом, если увеличить число щеток, можно получить л-фазный переменный ток. Получение переменного тока можно (Осуществить вращением держател 8 с щетками 5-7. Если в качестве нагрузки трехфазного переменного тока использовать асинхронный электродвигатель, то вращение щеток можно осуществить от этого же электродвигател . Использу только лишь одну щетку, можно получить однофазный переменный ток. При больших нагрузочных токах пластину 1 с обмоткой 2 дл предотвращени нагрева можно поместить в охлаждающую среду.The disadvantages of the converter include the complexity of the design, which is due to the rather cumbersome implementation of the switch, which reduces the negligence of the converter in operation. The purpose of the invention is to improve the shape of the voltage curve. The goal is achieved by the fact that the dielectric base is made in the form of a flat plate with a shaft for connecting to the drive, the winding is provided with a neutral wire from the point of its geometric center, and the latter is aligned with the geometric center of the plate. FIG. 1 schematically shows an electromechanical converter; in fig. 2 is an equivalent electrical circuit for replacing the proposed transducer. The converter contains a switch made in the form of a flat dielectric plate I, for example, from a PCB, provided with a winding 2 of a bare wire with inter-turn insulation. Winding 3 is connected to a source (not shown) of a current, such as a constant current. The geometrical center of the plate 1 is rigidly articulated with the rotational drive 4, for example, an electric motor. The bare surface of the winding 2 is in contact with current-circuit brushes 5-7 placed on the holder 8 of a dielectric material consisting of three rigidly connected rods, each of which forms an adjacent angle 120-. The brushes 5-7 are mounted each on its own rod with the possibility of sliding movement along the length of the rod. The holder 8 is stationary relative to the plate I, and its center is aligned with the geometric center of the plate 1. Brushes 5-7, as well as the outlet 9 from the geometric center of the winding 2 are connected to a current consumer, for example, an alternating current. The Converter operates as follows. The principle of operation of the converter is based on the fact that when the brushes 5-7 move along the bare surface of the winding 2 along the circle line, as a result of the rotation of the plate 1 by the drive 4, the winding resistance changes (Fig. 2), which also removes the force removed from the brushes 5- 7 voltage. Since the brushes 5-7 move along the surface of the winding 2 along a line of a circle, the voltage removed from them varies according to a 8 04 sinusoidal law. The frequency of the alternating voltage removed is equal to the frequency of rotation of the drive 4. In particular, in order to obtain a variable voltage with a frequency of 50 Hz, it is necessary for the drive 4 to rotate at a speed of 3000 rpm. To convert the direct current to the three-phase alternating current, the drive 4 drives the rotation plate 1, provided with a winding 2 connected to the direct current source. The neutral line passing through the geometric center of the winding 2, the latter is divided into two areas of equal resistance: the area of positive voltage - from the plus of the direct current source to the neutral line, and the area of negative voltage - from the neutral line to the minus of the constant source current. The holder 8 with brushes 5-7, which is fixed relative to the rotating winding 2, is adjacent to the surface of the latter, while This brushes 5-7 are in contact with the exposed surface of the winding 2 when it rotates along the line of a circle. Each brush, while rotating the winding 2, passes successively the areas of positive and negative voltage. Since the distribution of the potential along the circle line relative to the neutral line follows a sinusoidal law, when moving the brushes 5-7 along the circle line between each brush and the outlet. 9, a variable voltage will arise from the geometric center of the winding 2. The amplitude of the voltage to be removed is equal to half the voltage of the direct current applied to the winding 2. In the same way, if you increase the number of brushes, you can get an l-phase alternating current. AC can be obtained (Carry out rotation of the holder 8 with brushes 5-7. If an asynchronous electric motor is used as a three-phase AC current, the brushes can be rotated from the same electric motor. Using only one brush, you can get single-phase alternating current. For large load current plate 1 with a winding 2 to prevent heating can be placed in a cooling medium.