Устройство стабилизации напряжения бесконтактных синхронных трехфазных электрических генераторов переменного тока, возбуждаемых от поля постоянных магнитов
Использование: относится к области энергомашиностроения и может быть использована в качестве устройства стабилизации напряжения автономных генераторов.
Технический результат: повышение точности и скорости регулирования, а также минимизация массогабаритных показателей бесконтактных синхронных генераторов переменного тока с возбуждением от постоянных магнитов, определяемая снижением энергии источника питания.
Сущность полезной модели: в том, что в устройстве стабилизации напряжения бесконтактных синхронных генераторов переменного тока с возбуждением от постоянных магнитов содержащим бесконтактный синхронный генератор с возбуждением от постоянных магнитов, статор с пазовыми обмотками и тороидальные подмагничивающие обмотки, ротор, источник постоянного тока, согласно полезной модели, статор запрессован в ферромагнитный цилиндр, с магнитной индукцией насыщения равной или большей индукции насыщения статора.
Полезная модель относится к области энергомашиностроения и может быть использована в качестве устройства стабилизации напряжения автономных генераторов.
Известно устройство, реализующее способ стабилизации напряжения генератора при изменении скорости вращения ротора [заявка на патент РФ 2010101858/07, C1, H02P 9/00, 27.07.2011], включающий регулирование магнитного потока, по которому изменяют магнитное сопротивление воздушного зазора между статором и ротором путем перемещения ротора относительно статора вдоль продольной оси генератора, при этом ротор и внутренняя часть статора выполнены в форме усеченного конуса.
Недостатками аналога является сложность конструкции и снижение электромагнитных характеристик генератора.
Известно устройство для стабилизации частоты и напряжения автономных бесконтактных генераторов [патент РФ 
2366071, Cl, Н02Р 9/46, 27.08.2009] содержит бесконтактный генератор, последовательно соединенные непосредственный преобразователь частоты, выходной фильтр, блок трансформаторов тока, выходные выводы, выход генератора соединен также с конденсаторами возбуждения, которые соединены с блоком стабилизации напряжения, содержащим выпрямитель, силовой транзистор, систему управлении, вход которой соединен с выходными выводами преобразователя через трансформаторно-выпрямительный блок; блок косинусной синхронизации соединен с выходом генератора и с блоками формирования управляющих сигналов, с которыми соединен также задающий генератор частоты; каждый блок формирования управляющих сигналов содержит первый и второй компараторы, первый и второй логические элементы И, первый и второй распределители импульсов, датчик тока.
Недостатками аналога является сложность конструкции и увеличеные массогабаритные показатели бесконтактного генератора, вызванные применением дополнительной полупроводниковой техники.
Известно устройство для стабилизации напряжения бесконтактных генераторов переменного тока [патент РФ 2366072, C1, H02P 9/46, 27.08.2009], содержащее генератор электроэнергии, каждая из его статорных обмоток содержит по три ответвления, начало обмоток, средние выводы и концы обмоток, причем начала обмоток объединены и соединены с первым входом блока питания, средние выводы и концы обмоток через блоки стабилизации напряжения соединены с выводами для подключения нагрузки генераторов, к концам обмоток подключены первый и второй трехфазные блоки конденсаторов возбуждения, соединенных по схеме «треугольник», выходы блока питания соединены с блоками стабилизации напряжения, каждый из которых содержит первый и второй оптосимисторы соответственно, нуль-орган, генератор пилообразного напряжения, компаратор, первый и второй формирователи импульсов соответственно.
Недостатками данной конструкции является ее сложность и увеличеные массогабаритные показатели бесконтактного генератора, вызванные применением дополнительной полупроводниковой техники.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является устройство стабилизации напряжения бесконтактных синхронных генераторов переменного тока с возбуждением от постоянных магнитов [Специальные электрические машины под. ред. А.И. Бертинова, М. Энергоиздат, 1982 г., с.258], содержащее бесконтактный синхронный генератор с возбуждением от постоянных магнитов, статор с пазовыми обмотками, ротор, при этом на статоре дополнительно намотаны тороидальные подмагничивающие обмотки, которые соединяются с источником постоянного тока.
Недостатками данной конструкции является высокие затраты энергии, вызванные значительным рассеянием полезного потока подмагничивания и как следствие слабая стабилизация напряжения.
Задача полезной модели - минимизация рассеяния полезного потока подмагничивания, и тем самым минимизация затрат энергии на регулирование и управление.
Техническим результатом является повышение точности и скорости регулирования, а также минимизация массогабаритных показателей бесконтактных синхронных генераторов переменного тока с возбуждением от постоянных магнитов, определяемая снижением энергии источника питания.
Поставленная задача решается и указанный технический результат достигается тем, что в устройстве стабилизации напряжения бесконтактных синхронных генераторов переменного тока с возбуждением от постоянных магнитов, содержащем бесконтактный синхронный генератор с возбуждением от постоянных магнитов, статор с пазовыми обмотками и дополнительно намотанные на статоре тороидальные подмагничивающие обмотки, ротор, источник постоянного тока, согласно полезной модели, статор запрессован в ферромагнитный цилиндр, с магнитной индукцией насыщения равной или большей индукции насыщения статора.
Существо полезной модели поясняется чертежами. На фиг.1 изображен общий вид устройства стабилизации напряжения бесконтактных синхронных генераторов переменного тока с возбуждением от постоянных магнитов. На фиг.2 изображена кривая изменения напряжения.
Предложенное устройство содержит ротор 1, статор 2 с пазовой обмоткой 3 и дополнительно намотанной на статоре тороидальной обмоткой 4, электрически соединенной с источником постоянного тока 5, причем статор запрессован в ферромагнитный цилиндр 6 с магнитной индукцией насыщения равной, или большей индукции насыщения статора (фиг.1).
Устройство стабилизации напряжения бесконтактных синхронных генераторов переменного тока с возбуждением от постоянных магнитов работает следующим образом: при вращении ротора 1 в пазовых обмотках 3 наводится напряжение, при подключении нагрузки напряжение снижается. (фиг.2) По дополнительно намотанной на статоре тороидальной обмотке 4 протекает постоянный ток от источника постоянного тока 5, который создает магнитное поле, линии которого замыкаются по статору 2 и ферромагнитному цилиндру 6 с магнитной индукцией насыщения, равной или большей индукции насыщения статора, стабилизируя тем самым кривую напряжения.
Итак, заявляемая полезная модель позволяет минимизировать рассеяния полезного потока подмагничивания, и тем самым минимизировать затраты энергии на регулирование и управление напряжением.
В результате устройство стабилизации напряжения бесконтактных синхронных генераторов переменного тока с возбуждением от постоянных магнитов позволяет повысить точность и скорость регулирования, а также минимизировать массогабаритные показатели бесконтактных синхронных генераторов переменного тока с возбуждением от постоянных магнитов.
Устройство стабилизации напряжения бесконтактных синхронных генераторов переменного тока с возбуждением от постоянных магнитов, содержащее бесконтактный синхронный генератор с возбуждением от постоянных магнитов, статор с пазовыми обмотками, дополнительно намотанные на статоре тороидальные подмагничивающие обмотки, ротор, источник постоянного тока, отличающееся тем, что статор запрессован в ферромагнитный цилиндр с магнитной индукцией насыщения, равной или большей индукции насыщения статора.
