Автономная система энергоснабжения Советский патент 1981 года по МПК H02P9/30 H02K21/00 

(54) АВТОНОМНАЯ СИСТЕМА ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автономных системах энергоснабжения, преимущественно в автономных энергосистемах малой мощности с использова нием электромеханических преобразова телей. Известйы автономные энергосистемы состоящие из магнитоэлектрического генератора и регулирующей аппаратуры выполненной на конденсаторах при вар кондах Dl. Недостатком таких энергосистем является низкая точность регулирования. Известны также автономные энергосистемы, магнитоэлектрический генера тор которых имеет расположенную на якоре дополнительную обмотку подмагничивания, а регулятор выполнен полупроводниковым и соединен своим выходом с обмоткой подмагничивания 2 Недостатком этих энергосистем является их сложность. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является автономная система энергоснабжения, со- держащая магнитоэлектрический генератор с основной якорной обмоткой и обмоткой подмагничивания, расположенной на якоре, и регулятор напряжения, выход регулирующего органа которого через выпрямитель подключен к обмотке подмагничивания, а один из входов соединен с основной якорной обмоткой магнитоэлектрического генератора pj. Недостатком данной энергосистемы являются низкие массо-габаритные показатели из-за необходимости выполнения регулирующего органа из двух час- тей: магнитного усилителя и электромагнитного стабилизатора. Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей. Поставленная цель достигается тем, что в автономной системе энергоснабжения на якоре генератора расположена дополнительная обмотка, выполненная с числом пар полюсов в нечетное число раз больше числа пар полюсов основной обмотки, а регулирующий орган выполнен на пьезоэлектрическом трансформаторе с двумя входами и одиим выходом, при этом второй вход пьезоэлектрического трансформатора соединен с дополнительной якорной обмоткой г енератора На фиг. I доказана принципиальная схема автономной энергосистемы; на фиг, 2 - зависимость выходного напряжения пьезоэлектрического трансформатора от величины входных напряжений; на фиг, 3 - требуемый закон изменения тока подмагничивания. Автономная энергосистема состоит из магнитоэлектрического генератора 1 с основной 2 и дополнительной 3 обмотками, пьезоэлектрический трансформатор 4, включенного через выпрямитель 5 на обмотку 6 подмагничивания генератора 1. дополнительная обмотка 3 вьтолнена с числом пар полюсов, в г/ечетное числ раз превьппающим число пар полюсов основной обмотки генератора 1, поэтому частота ЭДС наводимой в дополнительной обмотке 3, будет такге в нечетное число раз вьше частоты ЭДС основной обмотки 2. Пьезоэлектрический трансформатор 4 имеет шесть пластин, две из которых настроены на первую моду колебаний (частота ЭДС основной обмотки 2 генератора 1), две другие - на третью (частота ЭДС дополнительной обмотки 3 генератора 1), а две последние - выходные , Устройство работает следующим образом. При увеличении тока нагрузки основной обмотки 2 магнитоэлектрическо го генератора 1 увеличивается ЭДС, н водимая в дополнительной обмотке 3. Это объясняется тем, что величина ЭДС дополнительнойобмотки 3 прямо пропорциональна содержанию соответст вующей гармоники магнитной индукции и в воздушном зазоре машины, которое увеличивается при увеличении тока на грузки. При подаче на входы пьезоэлектрического тра11сформатора 4 сигналов ра личньй частот от основной 2 и дополнительной 3 обмоток генератора 1 зависимость выходного напряжения по ос новной частоте от напряжения дополни тельной обмотки 3 будет иметь вид, представленный на фиг, 2. В связи с тем, что напряжение дополнительной обмотки 3 прямо пропорционально току нагрузки основной обмотки 2 магнитоэлектрического генератора 1, а выходное напряжение пьезоэлектрического трансформатора 4 после вьтрямителя 5 подается на обмотку 6 подмагничивания магнитоэлектрического генератора 1 регулятор напряжения магнитоэлектрического генератора изменяет ток в обмотке 6 подмагничивания по закону, представленному на фиг, 3. При этом выходное напряжение генератора 1 при изменении тока нагрузки основной обмотки 2 поддерживается на требуемом уровне. При изменении коэффициента мощности нагрузки, например, при переходе с нагрузки, имеющей cos Ч 1.0, к нагрузке с cos (индуктивный), вызывающего уменьшение напряжения основной обмотки генератора. ЭДС дополнительной обмотки 3 магнитоэлектрического генератора также увеличивается. Это приведет к уменьшению выходного напряжения регулирующего органа (пьезоэлектрического трансформатора) 4 и тока в обмотке 6 подмагничивания генератора I , что приведет к увеличению напряжения основной обмотки 2 генератора 1 до требуемого значения. Применение изобретения позволяет существенно снизить массу и габариты автономной энергосистемы напряжения за счет исключения из регулятора напряжения магнитного усилителя и электромагнитного стабилизатора. Кроме того, исключение магнитного усилителя снижает постоянную времени цепи регулирования, что приведет к увеличению быстродействия регулирования напряжения. Формула изобретения Автономная система энергоснабжения, содержащая магнитоэлектрический генератор с основной якорной обмоткой и обмоткой подмагничивания, размещенной на якоре, и регулятор напряжения, выход регулирующего органа которого через выпрямитель подключен к обмотке подмагничивания, а один из входов соединен с основной якорной обмоткой магнитоэлектрического генератора, отличающаяся тем, что, с целью улучшения массо-габаритных показателей, в ней на якоре генераюра расположена

58689654

дополнительная обмотка, выполненная с Источники информации,

числом пар полюсов в нечетное числопринятые во внимание при экспертизе раз больше числа пар полюсов основной 1. Балагуров В. А. и др. Электричесякорной обмотки, а регулирующий органкие машины с постоянными магийтат. М.

выполнен на пьезоэлектрическом трансфор- Энергия, 1964, с. 331. маторе с двумя входами и одним выходом, 2. Там же, с. 336.

при этом второй вход пьеэоэлектричес- 3. Лукин В. В. и др. Системы электрокогс трансформатора соединен с допел-снабжения самолетов. М., Транспорт,

нительной якорной обмоткой генератора.1970, с, 169-171

Фиг.2

ч,

Фиг.Ь