Магнитоэлектрический генератор со стабилизированным напряжением Советский патент 1990 года по МПК H02K21/14 H02P9/48 

Фиг. i

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к электрическим генераторам стабилизированного напряжения, которые могут быть использованы в системах -автоматики, на транспорте и в других областях народного хозяйства как автономные источники питания.

Цель изобретения - повьшение точ- ности стабилизации напряжения путем

обеспечения одновременной стабилизации выходного напряжения по частоте вращения и нагрузке.

На фиг.1 изображен магнитоэлектрический генератор со стабилизирован-

ным напряжением, продольный разрез;

на фиг.2 - его полная электрическая схема о

Генератор содержит статор 1, ротор 2, постоянный магнит 3 ротора 2

с выходной обмоткой 4 ротора, ступицу 5 ротора, электромагнит 6, якорь 7 электромагнита, катушку 8 возбужения электромагнита 6, двухполюсную агнитную систему 9 электромагнита 6, соединительные болты. 10, на1:равляю- щую шпонку 11, центробежный механизм 12, пружинные элементы 13, корпус 14 генератора, выпрямитель 15, нагрузку

16 генератора.

Магнитоэлектрический генератор представляет собой цилиндрическую электрическую машину, совмещенную в общем корпусе 14 с электромагнитом 6 с втягивающимся якорем 7 и центро- бежно-пружинным механизмом 12. Статор 1 магнитоэлектрического генератора и катушка 8 возбуждения электромагнита 6, выполненная заодно с двухполюсной магнитной системой 9, неподвижно закреплены в корпусе 14. Полюсная система ротора 2, состоящая из постоянных магнитов 3, полюсных наконечников 4 и ступицы 5 ротора, представляет собой цельную конструкцию и при помопщ соединительных болтов 10 жестко связана с якорем 7 электромагнита. С противоположной стороны к ступице 5 ротора прикреплены пластинчатые пружинные элементы 13. На элементах размещен центробежный механизм 12. Полюсная система ротора 2 вращается вместе с якорем 7 электромагнита и кроме того, имеет возможность перемещаться вдоль вала по направляющей шпонке 11 вдоль статора 1.

Назначение статора 1 и ротора маг- нитоэдхвктрического генератора то же.

4

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

что и во всех известных генераторах с возбуждением от постоянных магнитов. Электромагнит 6 предназначен для обеспечения стабилизации по нагрузке, а центробежный механизм 12 - для стабилизации выходного напряжения по скорости. Пружинные элементы 13 выбраны так, что в неподвижном состоянии полюсная система ротора 2 полностью втянута, в расточку статора 1. При вращении ротора 2 генератора центробежный механизм 12 создает усилие, вытягивающее полюсную систему ротора 2 из расточки статора 1 и якорь 7 электромагнита из расточки полюсов электромагнита. Причем чем выше частота вращения генератора, тем больше полюсная система ротора 2 вытягивается из расточки статора 1 и тем меньше становится активная длина генератора. При уменьшении активной длины уменьшается ЭДС генератора, но так как ЭДС увеличивается при увеличении частоты вращения, то происходит стабилизация напряжения по скорости.

При увеличении нагрузки 16 выходное напряжение генератора уменьшается вследствие увеличения реакции якоря и падения напряжения на выходной обмотке генератора. Но при увеличении тока нагрузки 16 увеличивается

ток, протекающий через катушку возбуждения электромагнита 6, что приводит к увеличению его тягового усилия. При этом якорь 7 электромагнита втягивается в расточку полюсов электромагнита 9 и система полюсов ротора 2 перемещается внутрь расточки статора 1, в результате чего увеличивается рабочая длина генератора и его ЭДС возрастает. Таким образом, происхо- дит стабилизация выходного напряжения генератора по нагрузке. Правильно выбрав электромагнит 6, центробежный механизм 12 и пруяшнные элементы 13, можно добиться высокой точности стабилизации выходного напряжения по скорости и нагрузке.

Введение в состав генератора электромагнита 1б, катуика1 8 возбузвдения которого включена: последовательно с нагрузкой 16, а якерь 7 жестко связан с передвигающейся аксиально системой полюсов ротора 2, дало возмож- ность обеспечить высокую точность стабилизации выходного напряжения по нагрузке. Стабилизация выходного

16

мягтря чмп) no чпс юто иращения осу- Г1г стрляегся игзвестпым способом при помощи центробежного механизма 12, Преимущество предлагаемой конструкции состоит в том, что возможность аксиального перемещения полюсной системы 2 используется и для стабилизации выходного напряжения по нагрузке. Возможно использование отдельного электромагнита 6 для стабилизации вы-т ходного напряжения при небольших потерях полезной мощности генератора, . Предлагаемый способ стабилизации выходного напряжения может использог ваться одновременно с другими способами стабилизации по частоте вращения и нагрузке, что также относится к его преимуществам.

Формула изобре,тени-я Магнитоэлектрический генератор со стабилизированным напряжением, содер105506

жащий неподвижньй статор с выходной обмоткой, ротор с постоянными магнитами , полюсная система которогтз выполнена с возможностью аксиального перемещения относительно статора и соединена с центробежно-пружинньи

механизмом, отличающийся

ти стабилизации напряжения путем обеспечения одновременной стабилизации напряжения по частоте вращения и нагрузке, дополнительно введен электромагнит, якорь которого жестко соединен с полюсной системой ротора, а -обмотка возбуждения включена

последовательно с нагрузкой и через выпрямитель подключена к выходной обмотке.

20

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к электрическим генераторам стабилизированного напряжения, которые могут быть использованы в системах автоматики, на транспорте и в других областях народного хозяйства как автономные источники питания. Цель изобретения - повышение точности стабилизации напряжения путем обеспечения одновременной стабилизации напряжения по частоте вращения и нагрузке. Магнитоэлектрический генератор дополнительно снабжен электромагнитом 6, якорь 7 которого жестко соединен с полюсной системой ротора 2 и обеспечивает аксиальное перемещение относительно статора 1, а обмотка 8 возбуждения электромагнита включена последовательно с нагрузкой и через выпрямитель подключена к выходной обмотке статора 1. 2 ил.