Бесконтактный генератор переменного тока

Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ БЕСКОНТАКТНЫЙ ГЕНЕРАТОР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА(71) Заявители Синяков Анатолий Леонидович Дудников Игорь Львович Фурсенко Сергей Николаевич(72) Авторы Синяков Анатолий Леонидович Дудников Игорь Львович Фурсенко Сергей Николаевич(73) Патентообладатели Синяков Анатолий Леонидович Дудников Игорь Львович Фурсенко Сергей Николаевич(57) Бесконтактный генератор переменного тока, содержащий расположенные соответственно на статоре и роторе якорную, соединенную в звезду, и возбуждения обмотки генератора основную обмотку возбуждения и якорную многофазную обмотку возбудителя якорную, соединенную в звезду, обмотку и индуктор, выполненный в виде постоянного магнита, подвозбудителя, а также два двухполупериодных трехфазных и один однополупериодный многофазный выпрямители, регулятор напряжения с угольным столбиком и обмоткой электромагнита, при этом к выходным клеммам якорной обмотки генератора присоединен входом первый двухполупериодный трехфазный выпрямитель, к выходу которого через регулировочное сопротивление присоединена обмотка электромагнита регулятора напряжения, через угольный столбик которого подключена к выходу второго двухполупериодного трехфазного выпрямителя, подключенного входом к выходным клеммам якорной обмотки подвозбудителя, основная обмотка возбуждения возбудителя, к многофазной якорной обмотке которого через однополупериодный многофазный выпрямитель присоединена обмотка возбуждения генератора, отличающийся тем, что он снабжен дополнительной обмоткой возбуждения, при этом дополнительная обмотка возбуждения расположена на статоре возбудителя и дополнительно присоединена через регулировочное сопротивление к выходу второго двухполупериодного трехфазного выпрямителя. Предлагаемое техническое решение относится к бесконтактным генераторам переменного тока, которые применяются в бортовых системах электроснабжения летательных аппаратов. Известна конструкция генератора переменного тока 1. Известный генератор переменного тока содержит три обмотки, расположенные на статоре, сдвинутые на 120 относительно друг друга и соединенные в звезду обмотку возбуждения, расположенную на роторе, на которую подается постоянный ток через контактные кольца со щетками, а съем электрической энергии осуществляется с неподвижных обмоток якоря, расположенных на статоре. Ротор известного генератора переменного тока приводится во вращение авиадвигателем, через редуктор и генератор преобразует механическую энергию вращения авиадвигателя в электрическую, которая поступает в бортовую систему электроснабжения потребителей. К недостатку известной конструкции генератора переменного тока следует отнести его пониженную надежность работы. Пониженная надежность работы генератора обусловлена наличием в конструкции генератора щеточно-контактного узла. Наиболее близким к заявляемой конструкции генератора переменного тока является бесконтактный синхронный генератор 2. Этот генератор состоит из трех генераторов разной мощности генератора, возбудителя и подвозбудителя. При этом на статоре бесконтактного синхронного генератора расположены обмотки якоря генератора, возбуждения возбудителя и якоря подвозбудителя, а на роторе размещены постоянные магниты подвозбудителя, обмотки якоря возбудителя с выпрямителями и обмотка возбуждения генератора. Кроме того, бесконтактный синхронный генератор содержит два двухполупериодных трехфазных и один однополупериодный многофазный выпрямители, регулятор напряжения с угольным столбиком и обмоткой электромагнита. Подвозбудитель представляет собой синхронный генератор с возбуждением от постоянных магнитов. Он обеспечивает питание обмотки возбуждения возбудителя через выпрямитель и угольный столбик регулятора напряжения. Возбудитель обеспечивает питание через выпрямители обмотке возбуждения генератора, к якорной трехфазной обмотке которого подключены потребители электроэнергии. Регулятор напряжения обеспечивает постоянное напряжение на выходных клеммах трехфазной якорной обмотки генератора при изменении нагрузки изменением тока в обмотке возбуждения генератора. Для этого к выходным клеммам якорной обмотки генератора присоединен входом первый двухполупериодный трехфазный выпрямитель, к выходу которого через регулировочное сопротивление присоединена обмотка электромагнита регулятора напряжения, через угольный столбик которого присоединена к выходу второго двухполупериодного трехфазного выпрямителя, подключенного входом к выходным клеммам якорной обмотки подвозбудителя, обмотка возбуждения возбудителя,к многофазной якорной обмотке которого через однополупериодный выпрямитель присоединена обмотка возбуждения генератора. Если напряжение на выходе якорной обмотки генератора меньше номинального, то регулятор уменьшает сопротивление угольного столбика, что приводит к увеличению то 2 79992012.02.28 ка в обмотке возбуждения генератора и, как следствие, к увеличению напряжения на выходе генератора. Если напряжение на выходе якорной обмотки генератора больше номинального, то регулятор увеличивает сопротивление угольного столбика, в результате чего уменьшается ток в обмотке возбуждения генератора, а это приводит к снижению напряжения до уровня номинального. Таким образом, регулятор обеспечивает регулирование напряжения генератора изменением сопротивления цепи обмотки возбуждения возбудителя при постоянном напряжении на выходе второго двухполупериодного трехфазного выпрямителя. При таком способе регулирования тока обмотки возбуждения возбудителя существует опасность выхода из строя угольного столбика из-за перегрева. Так, при уменьшении сопротивления угольного столбика в 2 раза ток через него увеличивается в два раза, в результате чего в два раза увеличивается электрическая энергия, которую угольный столбик преобразует в тепловую и которая вызывает выход из строя угольного столбика. К недостатку существующей конструкции генератора переменного тока следует отнести пониженную надежность его работы. Пониженная надежность работы генератора обусловлена возможностью выхода из строя угольного столбика из-за перегрева в процессе регулирования напряжения генератора. Задачей предлагаемой полезной модели является повышение надежности работы бесконтактного генератора переменного тока. Задача решается тем, что бесконтактный генератор переменного тока, содержащий расположенные соответственно на статоре и роторе якорную, соединенную в звезду, и возбуждения обмотки генератора основную обмотку возбуждения и якорную многофазную обмотку возбудителя якорную, соединенную в звезду, обмотку и индуктор, выполненный в виде постоянного магнита, подвозбудителя, а также два двухполупериодных трехфазных и один однополупериодный многофазный выпрямители, регулятор напряжения с угольным столбиком и обмоткой электромагнита, при этом к выходным клеммам якорной обмотки генератора присоединен входом первый двухполупериодный трехфазный выпрямитель, к выходу которого через регулировочное сопротивление присоединена обмотка электромагнита регулятора напряжения, через угольный столбик которого подключена к выходу второго двухполупериодного трехфазного выпрямителя, подключенного входом к выходным клеммам якорной обмотки подвозбудителя, основная обмотка возбуждения возбудителя, к многофазной якорной обмотке которого через однополупериодный многофазный выпрямитель присоединена обмотка возбуждения генератора, снабжен дополнительной обмоткой возбуждения, при этом дополнительная обмотка возбуждения расположена на статоре возбудителя и дополнительно присоединена через регулированное сопротивление к выходу второго двухполупериодного трехфазного выпрямителя. Сущность предлагаемой полезной модели бесконтактного генератора переменного тока поясняется следующими графическими изображениями на фиг. 1 изображена функциональная схема бесконтактного генератора переменного тока на фиг. 2 изображена электрическая схема бесконтактного генератора переменного тока. Бесконтактный генератор переменного тока содержит расположенные соответственно на статоре 1 и роторе 2 якорную, соединенную в звезду, и возбуждения обмотки 3 и 4 генератора 5 основную обмотку 6 возбуждения и многофазную якорную обмотку 7 возбудителя 8 якорную, соединенную в звезду, обмотку 9 и индуктор, выполненный в виде постоянного магнита 10 подвузбудителя 11. Кроме того, генератор также содержит два двухполупериодных трехфазных выпрямителя 12, 13 и расположенный на роторе возбудителя 8 один однополупериодный многофазный выпрямитель 14, регулятор напряжения с угольным столбиком 15 и обмоткой 16 электромагнита. При этом к выходным клеммам якорной обмотки 3 генератора 5 присоединен входом первый двухполупериодный трех 3 79992012.02.28 фазный выпрямитель 12, к выходу которого через регулировочное сопротивление 17 присоединена обмотка 16 электромагнита регулятора напряжения, через угольный столбик 15 которого подключена к выходу второго двухполупериодного трехфазного выпрямителя 13, подключенного входом к выходным клеммам якорной обмотки 9 подвозбудителя 11,основная обмотка возбуждения 6 возбудителя 8, к многофазной якорной обмотке 7 которого через однополупериодный многофазный выпрямитель 14 присоединена обмотка 4 возбуждения генератора 5. Для повышения надежности работы бесконтактного генератора он снабжен дополнительной обмоткой 18 возбуждения, при этом дополнительная обмотка 18 возбуждения расположена на статоре возбудителя 8 и дополнительно присоединена через регулировочное сопротивление 19 к выходу второго двухполупериодного трехфазного выпрямителя 13. Заявляемый генератор переменного тока работает следующим образом. При вращении авиадвигателем через редуктор ротора генератора магнитный поток постоянного магнита 10 подвозбудителя 11 пересекает его якорную обмотку 9 и наводит при подключенной нагрузке напряжение, которое выпрямляется выпрямителем 13 и подается на основную обмотку 6 возбуждения возбудителя 8 через угольный столбик 15 регулятора напряжения и на дополнительную обмотку 18 возбуждения через регулировочное сопротивление 19. Ток, протекающий по обмоткам 6 и 18 возбуждения, создает магнитный поток, который пересекает фазы многофазной обмотки 7 возбудителя 8, наводит в них напряжение, которое выпрямляется выпрямителем 14 и прикладывается к обмотке возбуждения 4 генератора 5. Ток, протекающий по обмотке возбуждения 4 генератора 5,создает магнитный поток, который пересекает якорные обмотки 3 генератора 5 и наводит в них напряжение, прикладываемое к нагрузке. При отключенной основной обмотке 6 возбудителя 8 и при подключенной к якорной обмотке 3 генератора 5 номинальной нагрузке изменением регулировочного сопротивления 19 обеспечиваем линейное напряжение на нагрузке (0,60,7)ном. После этого подключаем основную обмотку 6 возбуждения к выходу выпрямителя 13 через угольный столбик 15 и изменением регулировочного сопротивления 17, включенного последовательно с обмоткой 16 электромагнита регулятора напряжения, увеличиваем линейное напряжение на нагрузке до номинального значения за счет дополнительного магнитного потока, создаваемого основной обмоткой 6 возбуждения возбудителя 8. В этом случае дополнительная обмотка 18 создает основной постоянный поток возбуждения, а основная обмотка 6 создает дополнительный поток возбуждения, который суммируется с основным потоком возбуждения возбудителя 8, при этом величина дополнительного потока возбуждения зависит от отклонения напряжения на нагрузке от номинального значения. С увеличением нагрузки уменьшается напряжение на клеммах якорной обмотки 3 генератора 5, в результате чего уменьшается ток, протекающий через обмотку 16 электромагнита регулятора напряжения, что приводит к уменьшению сопротивления угольного столбика 15 и увеличенного тока, протекающего через основную обмотку 6 возбуждения возбудителя 8. В результате увеличивается магнитный поток обмотки 6 возбуждения, а следовательно,увеличивается суммарный магнитный поток, создаваемый обмотками 6 и 18 возбуждения возбудителя 8. С увеличением магнитного потока возбудителя 8 увеличивается и напряжение на фазных якорных обмотках 7 возбудителя 8, что приводит к увеличению тока, протекающего через обмотку 4 возбуждения генератора 5. В результате этого увеличивается напряжение на выходных клеммах якорной обмотки 3 генератора 5. С уменьшением нагрузки увеличивается напряжение на выходных клеммах якорной обмотки 3 и регулятор напряжения увеличивает сопротивление угольного столбика 15,что приводит к уменьшению тока через основную обмотку 6 возбуждения, а следовательно, к уменьшению суммарного магнитного потока возбуждения, создаваемого обмотками 6 и 18. В результате этого уменьшается напряжение на выходных клеммах якорной об 4 79992012.02.28 мотки 3 генератора 5. Следовательно, дополнительная обмотка 18, подключенная через регулировочное сопротивление 19 к выходу выпрямителя 13, создает основной постоянный поток возбуждения, который складывается с магнитным потоком, создаваемым обмоткой 6 в зависимости от отклонения напряжения на клеммах якорной обмотки 3 генератора 5 от номинального значения. Электрическая мощность основной обмотки 6 возбуждения в этом случае составляет всего (3040)суммарной электрической мощности обмоток 6 и 18 возбуждения. Так как уменьшилась электрическая мощность основной обмотки 6 возбуждения, то, следовательно, уменьшился ток на (6070) ,протекающий через нее и угольный столбик 15. С уменьшением тока, протекающего через угольный столбик 15, уменьшается резко нагрев угольного столбика, что приводит к повышенной надежности работы угольного столбика регулятора напряжения. Таким образом, при эксплуатации заявляемой конструкции бесконтактного генератора постоянного тока происходит достижение поставленной технической задачи - повышение надежности работы бесконтактного генератора за счет повышения надежности работы угольного столбика регулятора напряжения при снабжении бесконтактного генератора переменного тока дополнительной обмоткой возбуждения, которая расположена дополнительно на статоре возбудителя и дополнительно подключена через регулировочное сопротивление к выходу второго двухполупериодного трехфазного выпрямителя. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5

МПК / Метки

МПК: H02K 19/00, H02K 21/12

Метки: тока, генератор, бесконтактный, переменного

Код ссылки

<a href="https://bypatents.com/5-u7999-beskontaktnyjj-generator-peremennogo-toka.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Бесконтактный генератор переменного тока</a>

Похожие патенты