ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА Российский патент 1995 года по МПК H02N1/08 

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться для преобразования механической энергии вращения в электрическую.

Известна параметрическая электрическая машина, содержащая емкостный и индуктивный элементы, образующие резонансную электрическую цепь, емкостный элемент которой выполнен в виде конденсатора постоянной емкости, а индуктивный элемент выполнен в виде закрепленных в корпусе неподвижных статорных обмоток с ферромагнитными сердечниками, имеющими воздушный зазор, в котором расположен подвижный ротор, имеющий ферромагнитные и неферромагнитные участки.

Однако такая параметрическая электрическая машина не позволяет получать трехфазные электрические колебания.

Известна параметрическая электрическая машина, содержащая емкостный и индуктивный элементы, образующие резонансную электрическую цепь, емкостный элемент которой выполнен в виде трех конденсаторов постоянной емкости, а индуктивный элемент выполнен в виде закрепленных в корпусе трех групп неподвижных статорных обмоток с ферромагнитными сердечниками, каждая из которых содержит 1/3 часть общего количества статорных обмоток, электрически соединенных друг с другом и расположенных таким образом, что между двумя соседними обмотками одной группы расположены две обмотки, принадлежащие другим группам, и подвижного ротора, имеющего ферромагнитные и неферромагнитные участки, причем отношение количества статорных обмоток к количеству ферромагнитных участков ротора равно 3/2, и три конденсатора постоянной емкости емкостного элемента электрически соединены с тремя группами статорных обмоток индуктивного элемента по схеме звезды или треугольника.

Такая параметрическая электрическая машина не позволяет одновременно получать трехфазные и однофазные электрические колебания.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей параметрических электрических машин.

Цель достигается тем, что в известной параметрической электрической машине, содержащей емкостный и индуктивный элементы, образующие резонансную электрическую цепь, емкостный элемент которой выполнен в виде трех конденсаторов постоянной емкости, а индуктивный элемент выполнен в виде закрепленных в корпусе трех групп неподвижных статорных обмоток с ферромагнитными сердечниками, каждая из которых содержит 1/3 часть общего количества статорных обмоток, электрически соединенных друг с другом и расположенных таким образом, что между двумя соседними обмотками одной группы расположены две обмотки, принадлежащие другим группам, и подвижного ротора, имеющего ферромагнитные и неферромагнитные участки, причем отношение количества статорных обмоток к количеству ферромагнитных участков ротора равно 3/2, и три конденсатора постоянной емкости емкостного элемента электрически соединены с тремя группами статорных обмоток индуктивного элемента по схеме звезды или треугольника, согласно изобретению, роторные ферромагнитные участки имеют обмотки, электрически соединенные друг с другом и через контактные кольца, расположенные на валу ротора, электрически соединенные с конденсатором постоянной емкости.

Изучение других известных технических решений в данной области техники позволило установить соответствие заявляемого устройства критерию "технический уровень".

На фиг.1 схематически показаны индуктивный элемент предлагаемого устройства и схема соединения роторных обмоток друг с другом и с конденсатором постоянной емкости; на фиг.2 и 3 показаны электрические схемы предлагаемого устройства.

Параметрическая электрическая машина состоит из емкостного и индуктивного элементов. В корпусе 1 индуктивного элемента закреплены три группы статорных обмоток 2 с ферромагнитными сердечниками 3, в воздушных зазорах которых расположен подвижный ротор 4, имеющий ферромагнитные участки 5 с обмотками 6, электрически соединенными друг с другом и через контактные кольца 7 и 8, закрепленные на валу ротора 9, электрически соединенными с конденсатором 10 постоянной емкости. На фиг.1, на примере одной из фаз, показана схема объединения обмоток в группы, соответствующие одной фазе.

На фиг.2 показана электрическая схема предлагаемого устройства, где три конденсатора 11 постоянной емкости емкостного элемента соединены с переменными индуктивностями каждой фазы индуктивного элемента по схеме звезды.

На фиг.3 показана электрическая схема предлагаемого устройства, где три конденсатора 11 постоянной емкости емкостного элемента соединены с переменными индуктивностями каждой фазы индуктивного элемента по схеме треугольника.

Очевидно, что при вращении вала ротора 9 индуктивного элемента, изображенного на фиг.1, в электрической цепи каждой фазы статора за один полный оборот произойдет восемь полных периодов изменения индуктивностей, а в электрической цепи ротора произойдет двенадцать полных периодов изменения индуктивности. Это означает, что в заявляемом устройстве отношение резонансной частоты ротора к резонансной частоте статора должно быть равно 3/2. Естественно, что такое же соотношение будут иметь и частоты возбуждаемых электрических колебаний, которые возникают при частоте изменения индуктивностей, удовлетворяющей условию возникновения параметрического резонанса, при котором состояние равновесия (q=0, где q заряд) в электрической цепи каждой фазы становится неустойчивым и в этих цепях самовозбуждаются электрические колебания. Наиболее эффективно электрические колебания возбуждаются при частоте изменения индуктивностей в электрической цепи каждой фазы, равной удвоенной резонансной частоте соответствующей фазы.

Для стабилизации электрических колебаний в электрическую цепь необходимо ввести нелинейность. В заявляемом устройстве нелинейность вводится ферромагнитными сердечниками индуктивного элемента.

Использование изобретения позволит с помощью одного устройства одновременно получать трехфазные и однофазные электрические колебания разной частоты. Отношение частоты однофазных колебаний к частоте трехфазных колебаний равно 3/2. Кроме того, наличие коэффициента взаимной индукции между статором и ротором позволит значительно увеличить мощность трехфазных электрических колебаний по сравнению с прототипом.

Использование: электротехника, преобразование механической энергии в электрическую. Сущность изобретения: параметрическая электрическая машина содержит емкостный и индуктивный элементы, образующие резонансную электрическую цепь, емкостный элемент которой выполнен в виде трех конденсаторов постоянной емкости, а индуктивный элемент выполнен в виде закрепленных в корпусе трех групп неподвижных статорных обмоток с ферромагнитными сердечниками, каждая из которых содержит 1/3 часть общего количества статорных обмоток, электрически соединенных друг с другом и расположенных таким образом, что между двумя соседними обмотками одной группы расположены две обмотки, принадлежащие другим группам, и подвижный ротор, имеющий ферромагнитные и неферромагнитные участки. Отношение количества статорных обмоток к количеству ферромагнитных участков ротора равно 3/2. Три конденсатора постоянной емкости емкостного элемента электрически соединены с тремя группами статорных обмоток индуктивного элемента по схеме звезды или треугольника. Роторные ферромагнитные участки имеют обмотки, электрически соединенные друг с другом и через контактные кольца, расположенные на валу ротора, электрически соединенные с конденсатором постоянной емкости. 3 ил.

ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА, содержащая емкостный и индуктивный элементы, образующие резонансную электрическую цепь, емкостный элемент выполнен в виде трех конденсаторов постоянной емкости, а индуктивный элемент - в виде закрепленных в корпусе трех групп неподвижных статорных обмоток с ферромагнитными сердечниками, каждая из которых содержит 1/3 часть общего количества статорных обмоток, электрически соединенных одна с другой и расположенных так, что между двумя соседними обмотками одной группы расположены две обмотки, принадлежащие другим группам, и подвижного ротора, содержащего ферромагнитные и неферромагнитные участки, причем соотношение количества статорных обмоток и количества ферромагнитных участков ротора составляет 3 2, три конденсатора постоянной емкости емкостного элемента электрически соединены с тремя группами статорных обмоток индуктивного элемента по схеме звезды или треугольника, отличающаяся тем, что она содержит контактные кольца, расположенные на валу ротора, и дополнительный конденсатор постоянной емкости, роторные ферромагнитные участки содержат обмотки, электрически соединенные одна с другой и через контактные кольца электрически соединенные с дополнительным конденсатором постоянной емкости.