Генератор возвратно-поступательного движения Советский патент 1984 года по МПК H02K33/00 H02P9/14 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании и эксплуатации генераторов возвратно-поступательно го движения, в основном при работе таких генераторов с бесшумными тепловь ми двигателями, в которых ротор и статор генератора могут быть конструктивно совмещены с поршнем и цил1 нДром одного теплового двигателя . Известен- генератор возвратно-поступательного движения, статор котор го, выполненный из шихтованного желе за, имеет вид цилиндра, в пазах которого расположена якорная обмотка, а на роторе размещена обмотка возбуждения, соединенная с источником ч постоянного тока СИ Недостатками данного генератора являются необходимость соединения подвижного ротора с источником питания, а также наличие : обмотки возбуждения-на роторе, что снижает надежность генератора и усложняет его кон струкцию. Наиболее близкш л техническим -реше нием к изобретению является генератор возвратно-поступательного движения, содержащий неподвижный магнитопровод с размещенной на нем однофазной якорной .ой, безобмоточный ротор, источник питания обмотки и импульсный регулятор тока возбуждения 121. Известный генератор характеризует ся сложностью конструкции магнитной системы статора, так как обмотка расположена на том же магнитопроводе статора и при перемещении ротора в ней наводится переменная ЭДС, которая поступает в источник питания постоянного тока и может привести k выходу его из строя. Для исключения этого явления. обмотку разделяют на отдельные части и располагают на магнитопроводе так, чтобы алгебраическая сумма ЭДС всех частей обмотки равнялась нулю. Необходимость такого размещения обмотки усложняет конструкцию генератора и увеличивает его массогабаритные показатели. Цель изобретения - упрощение генератора и снижение его массогабарит НБк показателей. Поставленная цель достигается тем, что в генераторе возвратнопоступательного движения, магнитопр вод статора генераогора выполнен П-образной формы с якорной обмоткой расположенной во внутренней полости магнитопровода, на статоре дополнительно расположены датчики положени ротора, а импульсньой регулятор тока возбуждения вьшолнезн в виде однофаз ного двухполупериодного выпрямительноги моста, два противоположных пле ча которого образованы управляемыми ключами, а два других - диодами, причем к выходу постоянного тока выпрямительного моста подключены выводы якорной обмотки генератора, а к входу переменного тока выпрямительного моста подсоединен выход источника питания обмотки, при этом выходы датчиков подключены к цепям управления управляемых ключей. Дополнительно может быть введен второй П-образный магнитопровод статора, расположенный соосно с первым магнитопроводом, при этом во внутренней полости второго магнитопровода также расположена якорная обмотка, а общая длина магнитопровода равна полной длине перемещения ротора. Кроме того, дополнительно может быть, введен второй импульсный регулятор тока возбуждения и второй комплект датчиков положения ротора, при этом вторая якорная обмотка подключена к выходу постоянного тока своего импульсного регулятора тока возбуждения. На фиг. 1-4 приведены конструктивные схемы генератора с различными положениями ротора во время работы. На фиг. 1-4 показаны состояния ключей импульсного регулятора тока возбуждения в зависимости от положения ротора и даны принципиальные электрические схемы соединений элементов импульсного регулятора тока возбуждения с якорной обмоткой, магниточувствительными датчиками и источником питания обмотки, при этомуправляемые ключи выполнены на тиристорах,на фиг. 5 - конструктивная схема генератора при выполнении его магнитопровода из двух П-образных частей. На фиг. 5 пред:ставлено соединение якорных обмоток генератора, с двумя импульсными ретзугяторами тока возбуждения. Якорная обмотка 1 расположена во внутренней полости П-образного магнитопровода статора 2. БезобмотоЧный ротор 3 имеет возможность линейного перемацения внутри статора 2, благодаря чему изменяется величина воздушного зазора 4. Источник 5 питания обмотки соединен с обмоткой 1 через импульсный регулятор тока возбуждения, выполненный в виде однофазного двухполупериодного выпрямительного моста, два противоположных плеча которого выполнены на управляемых ключах 6 и 7, например тиристорах, а два других - на диодах 8 и 9. Датчики 10 положения ротора соединены своими выходами с цепями управления тиристоров 6 и 7. Магнитопровод статора 2 генератора может состоять из двух П--образных частей (фиг. 5), во внутренней полости каждой из которой расположены якорные обмотки, каждая из которых соединена с входами своих импульсных регуляторов, образованных соответственно диодами, 8 и 9 и тири торами 6 и 7, Генератор возвратно-поступательного движения работает следующим образом. При положении ротора 3, показанном на фиг. 1, зазор 4 имеет минимальную величину и датчики 10 положения ротора дают сигнал на включение тиристоров 6 и 7, которые подключены между источником 5 питания и обмоткой 1 якоря, создавая тем самым поток возбуждения в магнитопроводе 2 статора. При перемещении ротора 3 в промежуточное положение, показанное на фиг. 2, тиристоры 6 и 7 запираются. Перемещение ротора 3 приводит к увеличению воздушного зазора 4, что вызывает умен шение магнитного потока магнитопровода статора 2 и наве-цение ЭДС в якорной обмотке 1. Возникшая ЭДС имеет величину большую, чем напряже ние источника 5 питания, что приводит к открытию диодов 8 и 9 и протеканию тока через источник 5, при этом заряжается, например, аккумуляторная батарея или запитывается нагрузка при ее включении параллельно источнику 5. При достижении другого крайнего положения (фиг.. 3) ротор останавливается, ЭДС в обмотке 1 исчезает, диоды 8 и 9 запираются и, так как тиристоры 6 и 7 тоже заперты, источник 5 питания отключается от якорной обмотки 1. При обратном движении ротора 3 (фиг. 4) закрытое состояние вентилей сохраняется до тех пор, пока ротор 3 не займет: положение, показанное на фиг. 1, после чего цикл повторяется. Длительность импульса возбуждения составляет приблизительно 1-10% от полной длительности движения ротора 3 . Генератор с двумя якорными обмотками работает аналогично. Отличием является использование обратного хода ротора 3 для наведения ЭДС в якорной обмотке 1, для которой такой ход ротора 3 является прямьм, что повыиает КПД генератора и улучшает качество электрической энергии, подводимой к нагрузке.

1. ГЕНЕРАТОР ВОЗВРАТНОПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ, содержащий неподвижный магнитопровод с ра мещенной на нем однофазной якорной обмоткой, безобмоточный ротор, источник питания обмотки и импульсны регулятор тока возбуждения, отличающий ся тем, что, с целью упрощения и снижения массогабаритных показателей, магнитопро вод статора выполнен П-образной фо мы с якорной обмоткой, расположенной во внутренней полости магнитопровода, на статоре дополнительно расположены датчики положения рото .ра, а импульсный регулятор тока во Суждения выполнен в виде однофазно двухполупериодного выпрямительного моста, два противоположных плеча которого образованы управляемыми ключами, а два других - диодами, причем к выходу постоянного тока выпрямительного моста подключены выводы якорной обмотки генератора, а к входу переменного тока выпрямительного моста подсоединен выход источника питания обмотки, при этом выходы датчиков подключены к цепям управления управляемых ключей. 2.Генератор поп.1, отличающийся тем, что дополнительно введен второй П-образный магнитопровод статора, расположенный соосно с первым магнитопроводом, при этом во внутренней полости второго магнитопровода также расположена якорная обмотка, а общая длина магнитопровода статора равна полной длине перемещения ротора. 3.Генератор по п. 2, отличающийс я тем, что дополнительно введен второй импульсный регулятор тока возбуждения и второй комплект датчиков положения ротора, при этом вторая якорная обмотка подключена к выходу постоянного тока своего импульсного регулятора тока возбуждения.