Коллекторный генератор переменного тока Советский патент 1989 года по МПК H02K27/12 

Изобретение относится к .электротехнике , а именно .к генераторам переменного тока коллекторного типа.

Цель изобретения - упрощение конструкции и увеличение КПД на низких частотах, а также увеличение быстродействия при изменении частоты.

На чертеже приведено расположение обмоток на магнитопроводе для двухфазного исполнения.

Генератор содержит статор 1 , полюса 2 магнитной цепи возбуждения. ротор 3, коллекторные щетки 4, обмотки 5 и 6 возбуждения, дополнительные обмотки 7 и 8 возбуждения. Якорная , обмотка ротора двумя парами щеток разделена на две якорные обмотки.

Обмотки 5 и 8 подключены через щетки последовательно с якорной обмоткой одной фазы с концами А,П,, а обмотки 6 и 7 подключены через щетки последовательно к якорной обмотке другой фазы с концами AjR регулируемой индуктивности 9 и 10, предназначены для регулирования частоты генератора, могут быть выполнены на маг- |Нитном усилителе. При выбранной полярности щеток протекание токов в цепях возбуждения приводит к созданию магнитных потоков Ф„, Фп , ф , $fj соответствующих обмоток. Направление этих потоков позволяет выбрать направление намотки обмоток. В одной из фаз, например в первой, обмотки 5 и

Ј

00 GO СП ОЭ

ю

7 намотаны согласно, а в следующей фазе направление намотки дополнительной обмотки 8 выполнено встречно по отношению к собственной обмотке 6. Магнитные поля собственных обмоток 5 и 6 создают в своих-якорных обмотках фазы ЭДС вращения, поддерживающие токи электрических цепей возбуждения, т.е. обеспечивают создание, по- ложительной обратной связи по току. Полезная нагрузка подключается к щеткам. Для трехфазного на каждой паре полюсов размещена одна собственная и (п-1)2 дополнительных обмоток. Причем аналогично на одной паре полюсов все обмотки намотаны согласно, на второй паре намотана встречно по отношению к собственной одна дополнительная обмотка, а в третьей две.

Генератор приводится в работу вращением ротора с номинальной скоростью За счет остаточного магнетизма магнитных цепей возбуждения в якорных мобмотках создаются ЭДС, Пусть их полярность будет такая, как указано на чертеже. Тогда магнитные поля Ф, pj2 будете складываться, а поля Ф., Фа1другой фазы будут вычитаться. Возбуждение тока i, первой фазы будет происходить значительно быстрее, чем тока i i второй фазы. Вследствие этого на определенном промежутке времени поток f станет больше потока Ф „ При этом ток i i станет уменьшаться и изменит свой знак, потоки Ри, Ф2, станут согласными, а поток Ф1 будет направлен1 встречно Ф„. Ток i, уменьшается до нуля, а ток i г возрастает до максимального значения с противо- положной полярностью. Далее ток i$ изменит свою полярность и работа повторится по описанному выше циклу с другой полярностью токов и т.д. В цепи устанавливаются синусоидальные колебания, частота которых пропорциональна скорости вращения и обратно пропорциональна индуктивности цепей возбуждения. При симметричных параметрах цепи сдвиг фаз имеет значение 90° в двухфазном генераторе и 120° в трехфазном. Регулирование частоты колебаний при неизменной скорости вращения осуществляется электрически изменением проницаемости сердечников магнитных усилителей и индуктивнос- тей 9 и 10.

Изобретение позволяет упростить конструкцию генератора, исключив из

Q 5 0

5 0 ,- 0 -

0

его состава сложный и громоздкий возбудитель. Увеличивается эффективность преобразования энергии из-за исключения цикла преобразования первичной энергии в возбуждителе. Изобретение позволяет достичь при низких частотах до единиц герц эффективность преобразования энергии и для коллекторных машин постоянного тока, где базовый объект практически неработоспособен. Изобретение позволяет на несколько порядков увеличить быстродействие при изменении частоты.

Формула изобретения

1. Коллекторный генератор переменного тока, содержащий статор с парой полюсов на каждую фазу, фазную обмотку возбуждения, каждая фаза которой размещена на паре полюсов одной фазы, ротор с якорной п-фазной обмоткой, где п 2,3, и коллектором е парой щеток на каждую фазу, смещенных между собой ча 180°, причем начало и конец каждой фазной якорной обмотки подсоединены к коллекторным пластинам, смещенным на 180°, а начало каждой фазы обмотки возбуждения соединено с одной щеткой, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения КПД на низких частотах, на каждой паре полюсов-фазы размещено дополнительно п-1 обмоток возбуждения, причем при конец обмотки возбуждения первой фазы подключен к концу дополнительной обмотки возбуждения второй фазы, а начало дополнительной обмотки возбуждения второй фазы подключено к другой щетке первой фазы, конец обмотки возбуждения второй фазы подключен к началу дополнительной об-- мотки возбуждения первой фазы, а конец дополнительной обмотки возбуждения первой фазы подключен к другой щетке второй фазы, при конец обмотки возбуждения первой фазы подключен к началу первой дополнительной обмотки возбуждения второй фазы, ее конец подключен к концу второй дополнительной обмотки возбуждения третьей фазы, а ее начало подключено к другой щетке первой фазы, конец обмотки возбуждения второй фазы подключен к концу первой дополнительной обмотки возбуждения третьей фазы, а

51

ее начало подключено к началу второй дополнительной обмотки возбуждения первой фазы, конец второй дополнительной обмотки возбуждения первой фазы подключен к другой щетке второй фазы, конец обмотки возбуждения третьей фазы подключен к концу второй дополнительной обмотки возбуждения второй фазы, а ее начало подключено к началу первой дополнительной обмотки возбуждения первой фазы, конец первой дополнительной обмотки

835626

возбуждения первой фазы подключен к другой щетке третьей фазы.

;

2. Генератор тока по п. 1, о т - личающийся тем, что, с целью повышения быстродействия при изменении частоты, он снабжен элементами регулируемой индуктивности, 10 число которых равно числу фаз, причем последовательно с обмотками возбуждения каждой фазы включен один элемент регулируемой индуктивности.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к коллекторным генераторам переменного тока. Целью изобретения является упрощение конструкции и увеличение КПД на низких частотах, дополнительной целью является повышение быстродействия при изменении частоты. Генератор может быть использован в системах электроснабжения на особо низких частотах от долей единиц до единиц герц., предназначенных преимущественно для питания антенн особо низких частот. В состав генератора введено (H-1) дополнительных обмоток возбуждения, соединенных по перекрестной схеме с основными обмотками возбуждения. Часть обмоток намотана согласно , а другая - встречно. Изобретение позволяет упростить конструкцию, путем исключения возбудителя, а также увеличить быстродействие путем включения последовательно с обмотками возбуждения регулируемой индуктивности. 1 з.п. ф-лы 1 ил.