Генератор переменного и постоянного тока

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для проектирования синхронных машин малой и средней мощности, преимущественно генераторов для автономных электростанций. Техническим результатом является уменьшение массогабаритных показателей и обеспечение возможности питания нагрузки постоянным током. Генератор переменного и постоянного тока содержит статорную обмотку, соединенную с одной стороны в "звезду", а с другой стороны - с выходными зажимами трехфазного тока и с трехфазным выпрямителем, а последний соединен с выходными зажимами постоянного тока и непосредственно с обмоткой возбуждения ротора. Дополнительная размагничивающая обмотка соединена с трехфазным выпрямителем через нелинейный элемент, например стабилитрон. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для проектирования синхронных машин малой и средней мощности, преимущественно генераторов для автономных электростанций.

Известен синхронный генератор с двумя обмотками на статоре и роторе, системой стабилизации напряжения (патент РФ 2107378, H 02 К 19/30, 20.03.98 г. ). Недостатком известного генератора является сложность конструкций и схемы управления.

Наиболее близким по техническому решению является генератор переменного тока с комбинированным возбуждением по патенту РФ 2145763, Н 02 К 19/36, содержащий трехфазную обмотку на статоре, трехфазный выпрямитель, обмотку возбуждения на роторе. Стабилизация напряжения осуществляется за счет шунтирования обмотки возбуждения регулирующим элементом.

Недостатком известного генератора являются большие массогабаритные показатели за счет наличия конденсаторов и большой ток в обмотке возбуждения.

Техническим решением предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков и возможность питать нагрузку на постоянном токе.

Поставленная задача достигается тем, что генератор переменного и постоянного тока, содержащий трехфазную обмотку на статоре, трехфазный выпрямитель, обмотку возбуждения на роторе, дополнительно имеет размагничивающую обмотку на роторе и нелинейный элемент, например стабилитрон, причем статорная обмотка соединена с одной стороны в "звезду", а с другой стороны с выходными зажимами трехфазного тока и с трехфазным выпрямителем, а последний соединен с выходными зажимами постоянного тока "+"-"-" и с обмоткой возбуждения ротора, дополнительная размагничивающая обмотка соединена с выходом выпрямителя через нелинейный элемент.

Новизна технического решения обусловлена тем, что за счет дополнительных конструктивных элементов снижаются массогабаритные показатели и обеспечивается возможность питания нагрузки на постоянном токе.

По данным научно-технической и патентной литературы авторам неизвестна заявляемая совокупность признаков, направленная на достижение поставленной задачи, и это решение не вытекает с очевидностью из известного уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии решения уровню изобретения.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлена принципиальная схема генератора переменного и постоянного тока.

Генератор содержит статорную обмотку 1, соединенную с одной стороны в "звезду", а с другой стороны - с выходными зажимами трехфазного тока 2 и с трехфазным выпрямителем 3, а последний соединен с выходными зажимами постоянного тока "+", "-" и непосредственно с обмоткой возбуждения 4 ротора 5, а дополнительная размагничивающая обмотка 6 соединена с трехфазным выпрямителем 3 через нелинейный элемент 7, например стабилитрон.

Генератор переменного и постоянного тока работает следующим образом. За счет остаточного намагничивания ротора 5 в трехфазной обмотке 1 появляется ЭДС, которая выпрямляется трехфазным выпрямителем 3 и подается на обмотку возбуждения 4, при этом увеличивается магнитный поток и ЭДС обмотки 1. Происходит процесс возбуждения. Напряжение на выходе 2 (А, В, С) и на выходе "+"-"-" растет. При некотором значении постоянного напряжения открывается нелинейный элемент (стабилитрон) 7 и по обмотке 6 проходит ток. Магнитный поток обмотки 6 направлен встречно магнитному потоку обмотки 4 и происходит процесс размагничивания. При некотором значении напряжения, магнитная система генератора на холостом ходу достигает равновесного состояния. Это зависит от параметров обмоток 6, 4 и стабилитрона 7. Коэффициент насыщения магнитной системы также зависит от марки электротехнической стали.

При подключении нагрузки к зажимам "+"-"-" или к зажимам А, В, С происходит снижение напряжения, стабилитрон 7 закрывается, уменьшается ток в обмотке 6, снижается размагничивающее действие этой обмотки и происходит стабилизация напряжения.

Достоинством предлагаемого генератора переменного и постоянного тока заключается в следующем.

1. Для стабилизации напряжения и питания нагрузки используется один выпрямитель, что упрощает конструкцию.

2. Изменяя соотношение витков обмоток возбуждения 4 и 6, можно задавать генератору различные внешние характеристики.

3. Простой способ стабилизации напряжения позволяет изменять в больших пределах скорость вращения ротора.

Формула изобретения

Генератор переменного и постоянного тока, содержащий трехфазную обмотку на статоре, трехфазный выпрямитель, обмотку возбуждения на роторе, отличающийся тем, что дополнительно имеет размагничивающую обмотку на роторе и нелинейный элемент, например стабилитрон, причем статорная обмотка соединена с одной стороны в "звезду", а с другой стороны - с выходными зажимами трехфазного тока и с трехфазным выпрямителем, а последний соединен с выходными зажимами постоянного тока "+" и "-" и с обмоткой возбуждения ротора, дополнительная размагничивающая обмотка соединена с выходом выпрямителя через нелинейный элемент.

РИСУНКИ

Рисунок 1