Автономный источник электрической энергии
Владельцы патента RU 2332779:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кубанский государственный аграрный университет (RU)
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для питания ручного инструмента в полевых условиях сельскохозяйственного производства. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет подключения двигательной нагрузки соизмеримой мощности. Автономный источник электрической энергии содержит приводной двигатель, асинхронный генератор с обмоткой возбуждения и дополнительной рабочей обмоткой, расположенной под углом 90 эл. градусов по отношению к обмотке возбуждения, конденсаторы возбуждения. Нагрузка подключается к выводам дополнительной рабочей обмотки. Между одноименными фазными выводами обмоток включены конденсаторы регулирования. Количество витков и напряжение обмотки возбуждения равно количеству витков и напряжению дополнительной рабочей обмотки. Емкость конденсаторов регулирования выбрана с расчетом компенсации реактивной составляющей нагрузки и реакции ротора генератора под нагрузкой. Рабочая обмотка и конденсаторы регулирования образуют феррорезонансный стабилизатор напряжения, что обеспечивает стабилизацию напряжения. 1 ил.
Изобретение относится к устройствам для автоматического регулирования напряжения асинхронных генераторов и может быть использовано для питания ручного инструмента в полевых условиях сельскохозяйственного производства.
Известен автономный источник электрической энергии, содержащий асинхронный генератор с конденсаторным возбуждением, чувствительный элемент по напряжению, подключенный к выводам для подключения к нагрузке, регулирующий элемент и трехфазный выпрямитель (А.с. СССР №509970, МКИ Н02Р 9/30, 1973).
К недостаткам такого устройства относится низкий КПД и наличие высших гармоник.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является автономный источник электрической энергии, содержащий асинхронный генератор с конденсаторным возбуждением, чувствительный элемент по напряжению, подключенный к выводам для подключения к нагрузке, регулирующий элемент и трехфазный выпрямитель, снабжен двигателем постоянного тока и конденсаторной батареей, а регулирующий элемент выполнен в виде стабилитрона, причем двигатель постоянного тока установлен на одном валу с генератором, конденсаторная батарея подключена с одной стороны к зажимам статора генератора, а с другой - к трехфазному выпрямителю, соединенному с якорем двигателя постоянного тока, обмотка, возбуждения которого через регулирующий элемент подключена к чувствительному элементу по напряжению (А.с. №1022279 «Автономный источник электрической энергии». Опубл. 07.06.83. Бюл. №21).
К недостаткам этого устройств относится низкий КПД, сложность конструкции и малая перегрузочная способность источника.
Техническим решением поставленной задачи является расширение функциональных возможностей источника за счет подключения двигательной нагрузки, соизмеримой с мощностью генератора.
Задача достигается тем, что автономный источник электрической энергии, содержащий асинхронный генератор с конденсаторами возбуждения в обмотке возбуждения статора и конденсаторы регулирования, имеет дополнительную рабочую обмотку, расположенную на 90 эл. градусов относительно обмотки возбуждения, а конденсаторы регулирования включены между одноименными фазными выводами этих обмоток.
Новизна заявляемого технического решения достигается за счет того, что автономный источник электрической энергии, содержащий асинхронный генератор с конденсаторами возбуждения в обмотке возбуждения статора и конденсаторы регулирования, имеет дополнительную рабочую обмотку, расположенную на 90 эл. градусов относительно обмотки возбуждения, а конденсаторы регулирования включены между одноименными фазными выводами этих обмоток.
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.
Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, поскольку оно работоспособно, и предлагается его использование в промышленности.
Принципиальная схема автономного источника электрической энергии дана на чертеже.
Автономный источник электрической энергии содержит приводной двигатель, соединенный с валом ротора 1 асинхронного генератора, на статоре расположена обмотка возбуждения 2 с фазными выводами А, В, С, к которым присоединены конденсаторы возбуждения 4, под углом 90 эл. градусов расположена дополнительная рабочая обмотка 3 с фазными выводами А, В, С, соединенными с нагрузкой 6, конденсаторы регулирования 5 включены между одноименными фазными выводами обмоток 2 и 4.
Количество витков и напряжение обмоток 2 и 3 равны между собой. Емкость конденсаторов регулирования 5 выбрана с расчетом компенсации реактивной составляющей нагрузки и реакции ротора 1 генератора под нагрузкой.
Автономный источник электрической энергии работает следующим образом.
При вращении приводным двигателем вала ротора 1 асинхронного генератора он возбуждается за счет обмотки возбуждения 2 с фазными выводами А, В, С и конденсаторов возбуждения 4. В этом случае наблюдается резонанс токов. За счет магнитодвижущей силы статора и ротора, а также через конденсаторы регулирования 5 возникает напряжение и на дополнительной рабочей обмотке 3 с фазными выводами А, В, С.
Рабочая обмотка 3 с фазными выводами А, В, С и конденсаторы регулирования 5 представляют собой феррорезонансный стабилизатор напряжения. Поэтому при подключении нагрузки происходит стабилизация напряжения.
Предлагаемый автономный источник электрической энергии имеет следующие преимущества:
1. Простота конструкции без дополнительных элементов автоматики.
2. Высокий КПД и энергетические показатели.
Автономный источник электрической энергии, содержащий асинхронный генератор с конденсаторами возбуждения в обмотке возбуждения статора и конденсаторы регулирования, отличающийся тем, что статор имеет дополнительную рабочую обмотку расположенную на 90 эл. градусов относительно обмотки возбуждения, а конденсаторы регулирования включены между одноименными фазными выводами этих обмоток.
