Вентильный генератор Советский патент 1981 года по МПК H02K19/36 

(54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР

-..,. I -; . Иаофвтение относитЬя к области элек тротехники, а именно к генератсфам пере менного тока (с переключением якорных обмоток), используемых на автомобилях, тракторах и т.п. В системе электропитания потребителей автомобиля необходима для более рацис альногр йспользовання иметь такс генератор, который на малой вращения мсо бы развивать достаточное напряжение для подзаряда аккумуляторные , обеспечивая тем самым положительньШ баланс электроэнергии, а на больших скоростях отдавать ток большой силы для удовлетворения потребностей всех потребителей. Этим требованиям удовлетворяют генераторы переменного тока со ступенчатой характеристикой силы гока - скорости. Известны генераторы переменнсяго ток со ступенчатой характеристикой силы тока - скорости, содержащие трехфазную якорную обмотку, каждая фаза которой оД НИМ из своих выводов соединена с полу- проводниковым выпрямителем и клеммную Панель, куда подведены и соединены с клеммами начало в конец каждой . Фазные обмотки генератора в зависимости от режима работы М(эшины, количества включенных потребителей, состояния aккyмyлятqэнoй батареи и т.п. соединяются водителем авёзДой или треугольником благодаря насаживанию на клеммы в двух различных положениях контактной пластины. Недостатком этюс генераторов является механическое переключание схемы сое- дш1ения фазных обмотсж водителем в заBHcifMocTd от вшЛеназванных факторов, не позволяющее получить их оптимальное во пользование, а также необходимость постоянного контрсяя положения контактной пластины. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является генератор переменного тока 2, содержащий трехфазную якорную обмотку. соединенную с прлупроводаиковым выгфя Мигелем, и переключагель, действующий в эавнсимосги ог нагрузки генератора и обеспечивающий при малой скорости вращения соединение фазных обмоток по схеме звезда , а при высокой скорости по схеме треугольник. Переключатель состоит из трех контактных групп, каждая из которых содержит два неподвижных и один подвижный контакты, распределенные по окружности выключателя, и центральной контактной вращаемой части в форме звезды, имеюще три контактных плеча, соединенных вместе К неподвижным контактам каждой груп пы подведены начало одной и конец другой фаз. Соединение фазных обмоток генератора по схеме звезда осуществляется цен ральной контактной частью, соединяющей вместе выводы всех фаз, не подключенные к полупроводниковому выпрямителю, а по схеме треугольник - перемыканием каж дым подвижным контактом двух неподвижных контактов соответствующей группы. Недостатком таких генераторов являет ся сложность схемы переключения фазных обмоток, а также низкая надежность работы генератора и высокая периодичность технического обслуживания, обусловленные применшием многоконтактнсяо переключающего .устройству, коммутирующего большие токи. Целью изобретения является повышение надежности генератора. Указанная цель достигается тем, что Иолупроводниковьй выпрямитель снабжен дополнительным плечом, одна из фаз якор ной обмотки соединена через подвижный и один из неподвижньск ксжстактов переключа теля со средней точкой 2-х арутук фаз, вывод одной из которых соединен с другим неподвижным контактом переключателя, а средняя точка этих фаз соединена с дополнительным плечом выпрямителя. На фиг. 1 изображена функцисиальная схема предлагаемого генератора переменнсао тока; на фиг, 2 - токоскоростная характеристика генератора. Генератор содержит трехфазную якорную обмотку 1, полупроводниковый вьтря митель 2 и электромагнитный переключатель 3, состоящий из токовой обмотки 4 и контактной группы 5, содержащей размыкающий контакт 6-7 и замыкающий контакт 6-8, Фаза А трёхфазной якорной обмотки соединена через подвижный 6 и неподвиж ньй 7 контакты со средней точкой О двух других фаз (В и С), а вывод фазы В соединен с неподвижным контактом 8 переключателя 3,. Полупроводниковый выпрямитель 2 выполнен двухполупериодным и содержит восемь кремниевых диодов, средние точки плеч выпрямителя соединены с вьшЬдами фаз якорной обмотки 1 и с нулевой точкой звезды, а к выходу подключена токовая обмотка электромагнитного переключателя 3, Генератср работает следующим образом. При работе генератора на холостом ходу и небольших скоростях вращения величина его тока нагрузки ниже предела срабатывания электромагнитного переклю чателя, которьтй своим раз1х1ыкающим контактом обеспечивает соединение фазных обмоток по схеме звезда. На фиг, 2 кривая 1 соответствует токосксростнсй характеристике-генератора при соединении фазных обмоток по схеме звезда. Обороты холостого хода генератора меньше числа оборотов П-генератора, йоответствующих оборотам холостого хода двигателя. Выходная мощность генератора в этом режиме достаточна для обеспечения положительного баланса электроэнергии в электрической системе в режимах холостого хода, которые могут представлять высокое процентное соотношение от общего режима машины, увеличении скорости вращения генератора величина тока нагрузки может достигать продела срабатывания электромагнитного п еключателя, замыкающий . контакт которого замыкается, обеспечивая соединение фазных обмоток на среш{их и высоких cKopocTSDi вращения по схеме разомкнугьШ треугольник . На фиг, 2 кривая 11 соответствует токоскфостцрй характеристике генератора при соединении фазных обмоток по схеме разомкнутый треугольник . Токовое реле электромагнитного переключателя расчитано таким образом, что переключение фазных обмоток происходит при величине тока, составляющей точке пересечения кривьрс 1 и 11 (точка А), Итак, предлагаемый центральный генератф с переключением фазных обмоток имеет ступенчатую характеристику силы т;ока - скорости, характеризующуюся высокой максимальной мощностью при низких обфотах холостого хода, прнчекг переключение схемы соединения фазных об-моток осуществляется Переключателем всего с одной контактной группой. Резумеегся, возможное применение тирисгорного переключителя,у фавпяемс«го электромагнитным репе, или,в бесксяггакгном исполнении, не изменяющих схемы переключения, а следовагельно, не вьссодящ({х за рамки предлагаемого изо6ретенИ5и

Технико-экономический эффект от ис Пользования предлагаемого генератора выражается в упрощении схемы и повышении надежности генератора за счет сокращения числа контактных групп (вместо 3-х К(Жтактных групп у прототипа переключение схем соединения фазных обмоток осуществляется однсй контактной группой).

Кроме того, повышается мощностное использование генератфа за счет использования мощности гармонических составляющих, равных или кратных числу фаз обмотки якоря, и снижается нагрев обмотки статора, так как замыкание токов указанных гармонических составляющих в обмотке не происходит.

ПреДцагаемьлЕЁ генератор способен обеспечить в заданных условиях эксплуатацчч питание всех потребитеяей и достаточный подзаряд аккумуляторной батареи.

Ф

ормула из о.-б р е т е н и

Вентильный генератор со ступенчатой характеристикой силы тока-скорости, содержащий трехфазную якорную обмотку, соединенную с полупроводниковым вынря, мителем, и переключатель якорных обмоток со звезды на треуголы1Ик, отличающийся тем, что, с целью повьпнения надежности генератора, попупровошиковый выпрямитель-снабжен дополнительным плечом, одна из фаз якорной обмотки соединена черкез по/шижный и один из неподвижных ксжтактов переключателя со средней точкой 2-х других фаз, вьюод одной из котсч)ых соединен с другим неподвижным контактом переключателя, а средняя точка; этих фаз соеди нена с дополнительным плечом выпрямителя.. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

2/Патент США Ns 3508138, кл.322-9О, опублик. 1966 (прототип).

./

fff п. /7

fff.l

I

fffOf/fffflf)