Электромашинный преобразователь

Авторы патента:


 

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к устройствам преобразования и стабилизации электропитания. Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение эффективности преобразования, повышение надежности и технологичности изготовления. Технический результат достигается тем, что электромашинный преобразователь, содержащий машину переменного тока с магнитопроводами на статорах и роторах с размещенными в магнитопроводах тороидальными обмотками переменного тока, (с обмотками якорей и индукторов с входными и выходными клеммами), узел регулирования и управления, (общий) вал с размещенным на нем ротором машины, (ротор и статор установлены с кольцевым воздушным зазором между ними), входные клеммы установлены на тороидальной обмотке статора, характеризуется тем, что машина содержит дополнительно два щеточно-коллекторных узла, причем первый коллекторно-щеточный узел соединен с входом узла управления и регулирования, выход узла управления и регулирования соединен с тороидальной обмоткой статора, а второй коллекторно-щеточный узел соединен с выходными клеммами для потребителя электроэнергии. Электропреобразователь может дополнительно содержать коммутатор входной цепи. Тороидальная обмотка ротора может выполняться секционной, коллекторно-щеточные узлы могут выполняться наборными из изолированных металлических пластин и каждая секция тороидальной обмотки соединена с соответствующей пластиной коллектора. Коллекторно-щеточные узлы могут выполняться с совмещением коллекторной части. Технический результат - повышение эффективности преобразования (коэффициента полезного действия) достигается снижением количества преобразований электрической энергии в механическую и наоборот. Технический результат - повышение надежности достигается уменьшением количества функциональных узлов преобразователя, каждый из которых обладает ненулевой вероятностью отказа. Полезная модель может быть с успехом применена при изготовлении электромашинных преобразователей.

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к устройствам преобразования и стабилизации электропитания.

Известен «УНИПОЛЯРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ» SU 1328892 [1], содержащий индуктор, ротор со стержнями обмотки генератора, контактные кольца генератора, токопроводы, щетки двигателя и генератора, ротор выполнен из n изолированных ферромагнитных элементов, собранных в цилиндр, в каждом из n элементов размещены изолированные стержни якорной обмотки генератора, а на поверхности этих элементов равномерно по окружности установлены щетки двигателя.

Недостатком известной конструкции является сложность намотки обмотки ротора, проходящей внутри неразъемных изолированных ферромагнитных элементов.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является «ЭЛЕКТРОМАШИННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ» RU 2387068 [2], П. 1. Электромашинный преобразователь, содержащий машины переменного тока с магнитопроводами на статорах и роторах с размещенными тороидальными обмотками переменного тока, с обмотками якорей и индукторов с входными и выходными клеммами, узел регулирования и управления, общий вал с размещенными на нем роторами машин, ротор и статор установлены с кольцевым воздушным зазором между ними, обмотки якорей машины установлены на роторе и соединены с обмоткой ротора дополнительного магнитопровода, обмотка индуктора машины, установлена на статоре и подключена к выходным клеммам обмотки якоря второй машины посредством узла управления и регулирования, входные клеммы установлены на тороидальной обмотке статора.

Известный преобразователь обладает упрощеннной технологией изготовления по сравнению с [1].

Недостатком известного устройства является низкая эффективность, обусловленная большим количеством преобразований электроэнергии, каждое из которых имеет КПД меньше единицы. Кроме того, известное устройство обладает низкой технологичностью и надежностью, обусловленные большим количеством сборочных единиц, и большим количеством функциональных узлов, каждый из которых обладает отличной от нуля вероятностью выхода из строя.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение эффективности преобразования, повышение надежности и технологичности изготовления.

Технический результат достигается тем, что электромашинный преобразователь, содержащий машину переменного тока с магнитопроводами на статорах и роторах с размещенными в магнитопроводах тороидальными обмотками переменного тока, (с обмотками якорей и индукторов с входными и выходными клеммами), узел регулирования и управления, (общий) вал с размещенным на нем ротором машины, (ротор и статор установлены с кольцевым воздушным зазором между ними), входные клеммы установлены на тороидальной обмотке статора, характеризуется тем, что машина содержит дополнительно два щеточно-коллекторных узла, причем первый коллекторно-щеточный узел соединен с входом узла управления и регулирования, выход узла управления и регулирования соединен с тороидальной обмоткой статора, а второй коллекторно-щеточный узел соединен с выходными клеммами для потребителя электроэнергии.

Электропреобразователь может дополнительно содержать коммутатор входной цепи. Наличие коммутатора позволит обеспечить автономную работу преобразователя, с использованием кинетической энергии вращения ротора.

Тороидальная обмотка ротора может выполняться секционной, коллекторно-щеточные узлы могут выполняться наборными из изолированных металлических пластин и каждая секция тороидальной обмотки соединена с соответствующей пластиной коллектора. Выполнение коллектора наборным позволит расширить область применения преобразователя путем получения постоянного тока во вторичной цепи.

Коллекторно-щеточные узлы могут выполняться с совмещением коллекторной части. Выполнение коллекторной части совмещенной позволит снизить трудоемкость производства и дополнительно повысить надежность изделия.

Электромашинный преобразователь, схема функциональная, изготовленная с применением ПП. 1, 2 показан на Фиг., где:

1 - магнитопровод статора;

2 - обмотка статора;

3 - магнитопровод ротора;

4 - обмотка ротора;

5 - узел управления и регулирования;

6 - вал;

7 - входные клеммы;

8 - выходные клеммы;

9 - коммутатор входной цепи;

10 - первый коллекторно-щеточный узел;

11 - второй коллекторно-щеточный узел.

Устройство действует следующим образом: На обмотку статора 2, размещенную в магнитопроводе статора 1 подается внешнее напряжение через входные клеммы 7 и коммутатор входной цепи 9. В зазоре (не показан) между ротором и статором создается вращающееся магнитное поле, приводящее в движение ротор, закрепленный на валу 6, содержащий магнитопровод ротора 3 и обмотку ротора 4. В обмотке ротора 4 создается электродижущая сила, которая поступает на первый коллекторно-щеточный узел 10 и на второй коллекторно-щеточный узел 11. С первого коллекторно-щеточного узла напряжение подается на вход узла управления и регулирования 5. Выход узла управления и регулирования соединен с обмоткой статора 2. Второй коллекторно-щеточный узел соединен с выходными клеммами 8. В зависимости от режима работы - накопление электроэнергии или ее съем работает коммутатор входной цепи и узел управления и регулирования, подающий питание на обмотку статора.

Технический результат - повышение эффективности преобразования (коэффициента полезного действия) достигается снижением количества преобразований электрической энергии в механическую и наоборот.

Технический результат - повышение надежности достигается уменьшением количества функциональных узлов преобразователя, каждый из которых обладает ненулевой вероятностью отказа.

Технический результат - повышение технологичности изготовления достигается уменьшением количества сборочных единиц и механизмов крепления при производстве и сборке преобразователя.

Промышленное применение. Полезная модель может быть с успехом применена при изготовлении электромашинных преобразователей.

1. Электромашинный преобразователь, содержащий машину переменного тока с магнитопроводами на статорах и роторах с размещенными в магнитопроводах тороидальными обмотками переменного тока, узел регулирования и управления, вал с размещенным на нем ротором машины, входные клеммы установлены на тороидальной обмотке статора, отличающийся тем, что машина содержит дополнительно два щеточно-коллекторных узла, причем первый коллекторно-щеточный узел соединен с входом узла управления и регулирования, выход узла управления и регулирования соединен с тороидальной обмоткой статора, а второй коллекторно-щеточный узел соединен с выходными клеммами для потребителя электроэнергии.

2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно содержит коммутатор входной цепи.

3. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что тороидальная обмотка ротора выполнена секционной, коллекторно-щеточные узлы выполнены наборными из изолированных металлических пластин, и каждая секция тороидальной обмотки соединена с соответствующей пластиной коллектора.

4. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что коллекторно-щеточные узлы выполнены с совмещением коллекторной части.



 

Похожие патенты:
Наверх