Способ получения постоянного напряжения Советский патент 1982 года по МПК H02K29/00 

(Б ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в энергетике для получения качественного постоянного тока и в приборостроении для изготовления тахогенераторов повышенной точности.

Известен способ и устройство получения постоянного тока выпрямлением однофазного синусоидального переменного тока двух изолированных ис точников и их суммированием по переменным составляющим в противогазе.

Известен также способ и устройство получения постоянного тока выпрямлением многофазного синусоидального переменного тока и суммированием выпрямленных напряжений О 1 «

Недостатком указанного способа является то, что получают пульсирующий ток, частота амплитуды пульсаций которого зависит от частоты выпрямляемых напряжений.

Известен также способ получения постоянного напряжения путем генерирования Двух сдвинутых по фазе ЭДС, последующего их функционального преобразования и суммирования t2.

Основной недостаток такого спосо а заключается в неточном воспроизведении постоянной функции, вызванным функциональным преобразованием (возведением в квадрат ).

10

Целью изобретения является повышение качества выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что генерируют двухфазные несинусои15дальные переменные ЭДС,форма которых соответствует функциям

(s gnsin4 t) А (1) и

(sign coswt)A (2)

20 где А - амплитуда напряжения:

to- величина, пропорциональная

частоте напряжения; t - время; sin Lu-k (-Знакопеременные единичны функции, a затем осуществляют их двухполупериодное выпрямление, суммируют и подают на нагрузку. На фиг. 1 показано устройство по лучения постоянного тока по предлаг емому способу; на фиг. 2 и 3 варианты выполнения генератора двухфазного переменного несинусоидально го тока требуемой формы. Генератор двухфазного переменного несинусоидального тока 1 фазовыми обмотками 2 и 3 связан с двухполупериодными выпрямителями фазовых напряжений .и 5, которые соединены последовательно и подключены к нагрузке 6. Полюсные наконечники 7 источника магнитного поля 8 имеют форму овала, а магнитопроаод 9 - де жатель фазовых обмоток 2 и 3 - форм круга в поперечном сечении генератора 1 .Магнитопровод 9 подвижно связа с источником магнитного поля 8 и на нем размещены две идентичные, сд нутые относительно друг друга фазовые обмотки 2 и 3. В магнитном зазо ре между статором и ротором в поперечном сечении генератора 1 магнитная индукция В распределена в случае конструкции генератора изображе ной на фиг.2 синусоидально В Bmsin oi., где Bfp -. амплитудное значение магнитной индукции 8; d- угловая координата ротора генератора, а в случае конструкции генератора, изображенной на фиг.З - соответстве но функции В (sign sinoOBrnsin cii (k) где sign slnoL - знакопеременная ед ничная функция. Способ реализуется следующим образом. Вращением ротора генератора 1 с постоянной угловой скоростью на выходы фазовых обмоток 2 и 3 генерируют несинусоидальные переменные напряжения, которые изменяются соот ветственно функциям (1) и (2). Указанные формы фазовых напряжений получаются благодаря распределению ма нитной индукции в зазоре между статором и ротором в поперечном сечеКии генератора 1 в конструкции, изо браженной нафиг.2 по синусоидально му закону и в конструкции, изображенной на фиг. 3 - соответственно функции (kl. В свою очередь требуемое распределение магнитной индукции в указанных зазорах обеспечивается благодаря овальной форме полюсных наконечников 7 источника магнитного поля 8 и круглой форме магнитопровода 9 в поперечном сечении генератора, так как с увеличением зазора увеличивается магнитное сопротивление участка и соответственно уменьшается магнитная индукция в данной точке. Таким образом, для каждого значения угловой координаты ротора подбором зазора между статором и ротором в поперечном сечении генератора достигается требуемое значение магнитного сопротивления участка и, в конечном счете, требуемое распределение магнитной индукции в зазоре между статором и ротором генератора. Для произвольного значения угла поворота oi- ротора в обмотке 2 с активной длиной а и шириной Ь, помещенной в магнитное поле с синусоидальным распределением магнитной индукции поперек указанной обмотки, создаваемого источником ма1 нитного поля 8, справедливы следующие выражения S a-b-cosoL(5) -dS a-b-sinoCdoL (6) -ССФ a-b-Bmsin doL, (7) где S - проекция площади обмотки 2 на плоскость, которая перепндикулярна магнитному потоку Ф , oL- угол между плоскостью обмотки 2 и плоскостью проекции;Bf Slnd- значение индукции в точках пересечения обмоткой 2 магнитного потока ф. При равномерном вращении ротора пропорциональна времени d wi i (8) где uJ- величина, пропорциональная скорости вращения ротора. Учитывая выражение (8 ) из выражения 17 ) получим u}c()t при (3) , 6 ---z-u a-bB.«Sin lot при ITiujt UFCiO) 1 СЗТ.HI где Ч електродвижущая сила тока в обмотке 2. Аналогичными суждениями для обмотки 3 сдвинутой на 90 эл.град. относительно обмотки 2 при идентичности их параметров получим юаЪ В при о wt j (ц) e,j -uj«bB cos u)t при jr Loti2l(l2), где 82 электродвижущая сила тока в обмотке 3. Парные выражения и E/j эквивалентны функциям (1 ) и (2 После двухполупериодного выпрямления выходных напряжений обмоток 2 и 3 получим и А и, А где А - амплитуда напряжения. А а)(15) Суммированием выпрямленных напряжений получим си , А (16) Таким образом, результирукнцее выпрямленное напряжение не содержит пе ременных составляющих и пропорционально скорости вращения ротора, амплитудному значению магнитной индукции и геометрическим параметрам об-, моток. При распределении магнитной индукции в зазоре между статором и ротором согласно функции (t ), для произвольного значения угла поворота ротора (фиг.З в обмотке 2 будет сфо мирована электродвижущая сила тока согласно выражению е BeV (sign 5ind)Bfnl Vsin(l7 где Е - активная длина обмотки 2; V - линейная скорость магнитного поля по окружности расположения обмотки 2 и является постоянной величиной, так как скорость вращения ротора постоянна. Учитывая выражение (8 ) в (17)полу чим 6 (sing sinu)t)A , (18 где А 56 Тогда в обмотке 3 сдвинутой относительно обмотки 2 на 90 эл.град. будем иметь электродвижущую силу тока Ej 2(sign cosu)t)A (20) Очевидно, что выражения ()t{2Q) идентичны функциям (1) и(2). После двухполупериодного выпрямления выходных напряжений обмоток 2 и 3 и их суммирования получим непульсирующее постоянное напряжение,(выражение (16): Несинусоидальные переменные напряжения перед двухполупериодным выпрямлением могут быть трансформирозаны в более низкие или высокие напряжения с целью получения напряжения требуемой величины. Формула изобретения Способ получения постоянного напряжения путем генерирования двух сдвинутых по фазе на 90 эл.град ЭДС, последующего их функционального преобразования и сложения, отличающийся тем, что, с целью повышения качества постоянного напряжения, генерируют несинусоидальные ЭДС, форма которых соответствует функциям (SiOfn Sin att) (Siojn COS шЪ)А , A - амплитуда напряжения; u)i - величина, пропорциональная частоте напряжения;t - время. ivnsinujt, - знакопеременные единичi n C05u)t ные функции, затем осуществляют их двухполупеиодные выпрямление и суммирование. . Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе 1.Патент Японии № , л. 55 А «41, 1977. 2.Бесконтактные машины постояного тока и их применение в народном озяйстве. М., МАИ, 1978, с.8Я-92.