ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ Российский патент 1999 года по МПК H02K21/14 H02K47/20 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах регулирования напряжения магнитоэлектрического генератора.

Известно устройство [1], содержащее магнитопровод, который имеет пазы с обмоткой якоря, ротор с постоянными магнитами, в межполюсном пространстве которых установлены шунты из магнитомягкого материала.

Недостатками устройства являются:
- невысокая точность стабилизации напряжения вследствие отсутствия регулятора напряжения;
- увеличение объема магнита за счет ответвления части магнитного потока в шунты.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению (прототип) является устройство [2], содержащее ротор из постоянных магнитов, магнитопровод статора и кольцевой зубчатый магнитопровод (магнитный шунт). В пазах магнитопровода статора и кольцевого зубчатого магнитопровода (шунта) размещены якорная обмотка и тороидальная обмотка регулирования.

Недостатками устройства являются:
- невысокая точность стабилизации напряжения;
- завышенные линейные размеры ротора, т.е. объема постоянных магнитов.

Задачей изобретения является повышение точности стабилизации напряжения и более полное использование энергии магнитов.

Задача решается размещением в генераторе вольтодобавочной машины, магнитно не связанной с синхронным генератором, трехфазная обмотка якоря которого включается последовательно с обмоткой якоря основного генератора, и размещением в вольтодобавочной машине обмотки подмагничивания, питающейся от блока регулирования напряжения, ротор выполнен в виде постоянных магнитов.

На чертеже представлена электрическая схема источника электропитания.

Источник электропитания содержит синхронный генератор (1) и вольтдобавочную машину (4). Магнитопровод статора синхронного генератора имеет пазы с обмоткой якоря (2). Ротор выполнен в виде постоянных магнитов типа составной звездочки [2]. Магнитопровод статора вольтободавочной машины (4) имеет пазы, в которых размещены трехфазная обмотка (5) и тороидальная обмотка подмагничивания (7), отхватывающая спинку статора. Ротор (6) вольтодобавочной машины (4) выполнен в виде постоянных магнитов типа составной звездочки [2].

Обмотка (5) вольтодобавочной машины (4) включена последовательно с обмоткой (2) синхронного генератора (1) таким образом, что векторы их ЭДС образуют угол, близкий к 180^o. Это обеспечивается размещением обмотки (5) в пазах статора вольтодобавочной машины со сдвигом в пространстве на определенный угол по отношению к обмотке (2). Данный сдвиг реализуется при изготовлении агрегата на заводе. Обмотка подмагничивания включена на блок регулирования напряжения стандартной структуры, который получает питание и сигнал о рассогласовании с выхода генераторной установки.

Источник электропитания работает следующим образом.

В режиме холостого хода ток в обмотке подмагничивания максимальный, поэтому магнитное сопротивление спинки якоря вольтодобавочной машины минимально. В результате ЭДС якоря машины максимальна.

Т. к. ЭДС якоря синхронного генератора и ЭДС вольтодобавочной машины находятся близко к противофазе, то выходное напряжение равно минимальному.

При подключении нагрузки вследствие размагничивающего действия реакции якоря и наличия падения напряжения на трехфазной обмотке (2) выходное напряжение синхронного генератора (1) падает.

Увеличение тока в обмотке (2), а значит, и в обмотке (5) ведет к появлению размагничивающего действия реакции якоря в вольтодобавочной машине (4). Результирующая ЭДС в обмотке (5) уменьшается. Таким образом, учитывая нахождение ЭДС в обмотках 2 и 5 в противофазах, уменьшение выходного напряжения (2) компенсируется уменьшением в обмотке (5). Значит, выходное напряжение источника электропитания остается неизменным.

Если выходное напряжение источника электропитания не восстанавливается, то в результате работы блока регулирования напряжения (8) ток в обмотке подмагничивания (7) увеличивается, магнитное сопротивление ярма статора вольтодобавочной машины (4) возрастает, магнитный поток ее, а значит, и ЭДС в обмотке (5) уменьшаются и напряжение источника электропитания восстанавливается.

Таким образом, изобретение позволяет путем размещения вольтодобавочной машины с обмоткой подмагничивания, ток в которой регулируется блоком регулирования напряжения и нахождением ЭДС синхронного генератора и вольтодобавочной машины в противофазах, обеспечить стабилизацию выходного напряжения и полно использовать энергию магнита синхронного генератора в результате отсутствия на нем магнитного шунта.

Литература
1. Авторское свидетельство СССР N 1415345, 1988.

2. Балагуров В.А., Галтеев Р.Р. Электрические генераторы с постоянными магнитами. - 1988, с. 107.

Изобретение относится к электромеханике, в частности к электрическим машинам. Устройство содержит генератор с постоянными магнитами и вольтодобавочный генератор. Вольтодобавочный генератор выполнен на постоянных магнитах. Обмотка якоря вольтодобавочного генератора включается последовательно с обмоткой якоря основного генератора. При этом угол сдвига между ЭДС основного генератора и вольтодобавочного близка к 180^o. Это позволяет реализовать закон регулирования по возмущению. Выходную точность стабилизации выходного напряжения обеспечивает наличие обмотки подмагничивания, которая охватывает спинку якоря вольтодобавочной машины. Питание обмотки подмагничивания осуществляется от блока регулирования напряжения. Изобретение позволяет обеспечить точную стабилизацию напряжения во всем диапазоне изменения нагрузки и использовать в полном объеме энергию магнита. 1 ил.

Источник электропитания, содержащий синхронный генератор, магнитопровод статора которого имеет пазы с обмоткой якоря, ротор из постоянных магнитов, отличающийся тем, что в синхронном генераторе размещена вольтодобавочная машина, в пазах магнитопровода статора которой размещены трехфазная обмотка, включенная последовательно с обмоткой якоря, обмотка подмагничивания, питающаяся от блока регулирования напряжения, ротор вольтодобавочной машины выполнен в виде постоянных магнитов.