Стабилизированная двухвходовая ветро-солнечная аксиально-радиальная электрическая машина-генератор

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в преобразователях кинетической энергии ветра и световой энергии Солнца в суммарную электрическую энергию переменного тока. Технический результат - обеспечение возможности суммирования механической энергии и световой энергии в электрическую энергию постоянного тока с одновременным преобразованием полученной суммарной энергии в электрическую энергию постоянного тока при одновременном сохранении магнитных свойств индуктора электрической машины, высокой стабильности выходного напряжения по величине, улучшении энергетических и массогабаритных показателей электрической машины-генератора. В стабилизированной двухвходовой ветро-солнечной аксиально-радиальной электрической машине-генераторе, выполненной так, как указано в формуле изобретения, в верхней части корпуса установлен фотоэлектрический преобразователь, а индуктор возбудителя содержит боковой аксиальный магнитопровод индуктора возбудителя, в пазы которого со стороны встроенного аксиального магнитопровода уложены основная однофазная обмотка возбуждения возбудителя, подключенная к выходу выходного многофазного двухполупериодного выпрямителя, и дополнительная однофазная обмотка возбуждения возбудителя, подключенная к выходу фотоэлектрического преобразователя. 2 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электромеханическим преобразователям энергии, и может быть использовано, например, в качестве преобразователя кинетической энергии ветра, преобразованной ветроколесом в механическую энергию вращения, подаваемой на механический вход машины, и световой энергии Солнца, преобразованной фотоэлектрическими преобразователем в электроэнергию постоянного тока, одновременно подаваемой на ее электрический вход, в суммарную электрическую энергию переменного тока.

Известен аксиальный двухвходовый бесконтактный ветро-солнечный генератор (пат. РФ №2561504, авторы Гайтов Б.Х., Кашин Я.М., Кашин А.Я., Копелевич Л.Е., Самородов А.Б.), содержащий корпус, возбудитель и основной генератор, установленные на одном валу, при этом возбудитель состоит из индуктора возбудителя и аксиального магнитопровода с обмоткой якоря возбудителя, основной генератор состоит из бокового аксиального магнитопровода с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого уложена обмотка якоря основного генератора, и внутреннего аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями, в пазы которого со стороны бокового аксиального магнитопровода уложена обмотка возбуждения основного генератора, причем боковой аксиальный магнитопровод с одной активной торцовой поверхностью жестко установлен в корпусе, а внутренний аксиальный магнитопровод с двумя активными торцовыми поверхностями установлен на валу с возможностью вращения относительно бокового аксиального магнитопровода с одной активной торцовой поверхностью. Индуктор возбудителя выполнен из постоянного многополюсного магнита и дополнительной обмотки возбуждения возбудителя, причем постоянный многополюсный магнит индуктора возбудителя выполнен с пазами, многосекционным, неподвижным и жестко установлен в корпусе, а дополнительная обмотка возбуждения возбудителя уложена в пазы, между секциями постоянного многополюсного магнита индуктора возбудителя и подключена к источнику постоянного тока, при этом внутренний аксиальный магнитопровод с двумя активными торцовыми поверхностями с пазами установлен в корпусе между постоянным многополюсным магнитом индуктора возбудителя с дополнительной обмоткой возбуждения возбудителя и боковым аксиальным магнитопроводом с одной активной торцовой поверхностью с возможностью вращения относительно постоянного многополюсного магнита индуктора возбудителя с дополнительной обмоткой возбуждения возбудителя.

Однако, постоянный многополюсный магнит индуктора возбудителя такого генератора из-за выделения тепла в дополнительной обмотке возбуждения возбудителя, уложенной в пазы между секциями постоянного многополюсного магнита индуктора возбудителя, при протекании в ней тока, подвергается нагреву, что, как известно, приводит, к ухудшению его магнитных свойств (коэрцитивной силы) [https://magnet-prof.ru/index.php/krivie-razmagnichivanija-ndfeb.html, доступ 13.05.18 г. http://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293832/4293832590.htm доступ 13.05.18 г.]. Высокая температура является критичной для практического применения наиболее перспективных магнитов Nd-Fe-B (неодим-железо-бор), для которых характерны высокие значения магнитных параметров. Эти перспективные магниты в отличие от термостабильных магнитов из редкозмельных металлов позволяют получить индукцию в воздушном зазоре около 0,8 Тл (термостабильные магниты - только 0,5 Тл.). Ухудшение магнитных свойств постоянного многополюсного магнита индуктора возбудителя, а, соответственно, индуктора возбудителя в целом, приводит к ухудшению энергетических и массогабаритных показателей известного ветро-солнечного генератора.

Кроме того, выходное напряжение U такого генератора зависит от частоты вращения внутреннего аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями, в пазы которого уложены обмотка якоря возбудителя и обмотка возбуждения основного генератора, относительно бокового аксиального магнитопровода с обмоткой якоря основного генератора и постоянного многосекционного магнита индуктора возбудителя, между секциями которого уложена дополнительная обмотка возбуждения возбудителя:

где С - конструктивный коэффициент, n - частота вращения, Ф - магнитный поток возбуждения основного генератора.

Возможная установка привода постоянной частоты вращения ухудшает массогабаритные показатели генератора, а также снижает надежность его работы.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и принятым авторами за прототип является стабилизированный аксиально-радиальный генератор постоянного тока (пат. РФ №2649913, авторы Кашин Я.М., Кашин А.Я., Князев А.С.), содержащий корпус, внутренний аксиальный магнитопровод с двумя активными торцовыми поверхностями, вал, закрепленный в подшипниковых узлах, возбудитель, основной генератор и регулятор напряжения, при этом возбудитель состоит из жестко закрепленного в корпусе индуктора и многофазной обмотки якоря возбудителя, уложенной в пазы внутреннего аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями, основной генератор состоит из однофазной обмотки возбуждения основного генератора, уложенной в пазы внутреннего аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями и подключенной через многофазный двухполупериодный выпрямитель к многофазной обмотке якоря возбудителя, и жестко закрепленного в корпусе бокового аксиального магнитопровода с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого уложена многофазная обмотка якоря основного генератора, подключенная к выходному многофазному двухполупериодному выпрямителю, причем внутренний аксиальный магнитопровод с двумя активными торцовыми поверхностями жестко связан с валом посредством диска, при этом однофазная обмотка возбуждения основного генератора уложена в пазы внутреннего аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями со стороны бокового аксиального магнитопровода с многофазной обмоткой якоря основного генератора, многофазная обмотка якоря возбудителя уложена в пазы внутреннего аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями со стороны индуктора возбудителя, а регулятор напряжения содержит измеритель отклонений напряжения, предварительный усилитель, блок усиления мощности и силовую часть, при этом измеритель отклонений напряжения включен на выходное напряжение генератора. Индуктор возбудителя содержит постоянный аксиальный многополюсный магнит, вал выполнен полым, а в корпусе установлена неподвижная ось, расположенная соосно с полым валом, имеющим возможность вращения вокруг неподвижной оси, при этом неподвижная ось закреплена в подшипниковых узлах, установленных в полом валу, и жестко связана с корпусом одним концом, расположенным со стороны корпуса, на которой закреплен боковой аксиальный магнитопровод с многофазной обмоткой якоря основного генератора, а измеритель отклонений напряжения, предварительный усилитель, блок усиления мощности и силовая часть образуют электронный блок регулятора напряжения, при этом регулятор напряжения дополнительно содержит электромеханический узел, состоящий из радиального магнитопровода индуктора регулятора напряжения, жестко закрепленного на неподвижной оси, в пазы которого уложена однофазная обмотка возбуждения регулятора напряжения, подключенная к силовой части электронного блока, радиального магнитопровода якоря регулятора напряжения, в пазы которого уложена многофазная обмотка якоря регулятора напряжения, и управляющей однофазной обмотки регулятора напряжения, подключенной через многофазный двухполупериодный выпрямитель к многофазной обмотке якоря регулятора напряжения и уложенной в пазы внутреннего аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями со стороны бокового аксиального магнитопровода с многофазной обмоткой якоря основного генератора.

Входом электронного блока регулятора напряжения является вход измерителя отклонений напряжения, подключенный к выходу основного генератора - к многофазной обмотке якоря основного генератора, с которой снимается выходное напряжение генератора, а его выходом - выход его силовой части.

Радиальный магнитопровод якоря регулятора напряжения установлен на внутренней поверхности полого вала таким образом, что создаваемый однофазной обмоткой возбуждения регулятора напряжения магнитный поток направлен вдоль радиуса радиального магнитопровода якоря регулятора напряжения с многофазной обмоткой якоря регулятора напряжения.

Однако, известная из пат. РФ №2649913 электрическая машина не может суммировать энергию разного вида (механическую и световую), поступающую от двух различных источников с одновременным преобразованием полученной суммарной энергии в электрическую энергию, так как имеет только один вход: механический вход - вал ротора. Это ограничивает область его применения: не позволяет получать дополнительную электроэнергию в районах, где интенсивность светового излучения высока.

Задачей изобретения является усовершенствование аксиально-радиальной электрической машины-генератора с целью расширения области ее применения.

Техническим результатом заявленного изобретения является обеспечение возможности суммирования механической энергии (например, кинетической энергии ветра, преобразованной ветроколесом в механическую энергию вращения) и световой энергии (например, энергии Солнца, преобразованной фотоэлектрическими преобразователями в электрическую энергию постоянного тока) с одновременным преобразованием полученной суммарной энергии в электрическую энергию постоянного тока при одновременном сохранении магнитных свойств индуктора электрической машины, высокой стабильности выходного напряжения по величине, улучшении энергетических и массогабаритных показателей электрической машины-генератора в целом.

Технический результат достигается тем, что в стабилизированной двухвходовой ветро-солнечной аксиально-радиальной электрической машине-генераторе, содержащей корпус, полый вал, закрепленный в корпусе в подшипниковых узлах, неподвижную ось, расположенную соосно с полым валом, имеющим возможность вращения вокруг неподвижной оси, внутренний аксиальный магнитопровод с двумя активными торцовыми поверхностями, жестко связанный с полым валом посредством диска, возбудитель, основной генератор и регулятор напряжения, при этом возбудитель состоит из жестко закрепленного в корпусе индуктора и многофазной обмотки якоря возбудителя, уложенной в пазы внутреннего аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями со стороны индуктора возбудителя, основной генератор состоит из жестко закрепленного в корпусе бокового аксиального магнитопровода якоря основного генератора с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого уложена многофазная обмотка якоря основного генератора, подключенная к выходному многофазному двухполупериодному выпрямителю, и однофазной обмотки возбуждения основного генератора, уложенной в пазы внутреннего аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями со стороны бокового аксиального магнитопровода с многофазной обмоткой якоря основного генератора, и подключенной через первый многофазный двухполупериодный выпрямитель к многофазной обмотке якоря возбудителя, при этом неподвижная ось закреплена в подшипниковых узлах, установленных в полом валу, и жестко связана с корпусом одним концом, расположенным со стороны корпуса, на которой закреплен боковой аксиальный магнитопровод с многофазной обмоткой якоря основного генератора, а регулятор напряжения содержит электронный блок, вход которого включен на выходное напряжение машины-генератора, то есть подключен к выходу выходного многофазного двухполупериодного выпрямителя, и электромеханический узел, состоящий из радиального магнитопровода индуктора регулятора напряжения, жестко закрепленного на неподвижной оси, в пазы которого уложена однофазная обмотка возбуждения регулятора напряжения, подключенная к выходу электронного блока, радиального магнитопровода якоря регулятора напряжения, в пазы которого уложена многофазная обмотка якоря регулятора напряжения, и управляющей однофазной обмотки регулятора напряжения, подключенной через второй многофазный двухполупериодный выпрямитель к многофазной обмотке якоря регулятора напряжения и уложенной в пазы внутреннего аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями со стороны бокового аксиального магнитопровода с многофазной обмоткой якоря основного генератора, при этом радиальный магнитопровод якоря регулятора напряжения установлен на внутренней поверхности полого вала таким образом, что создаваемый однофазной обмоткой возбуждения регулятора напряжения магнитный поток направлен вдоль радиуса радиального магнитопровода якоря регулятора напряжения с многофазной обмоткой якоря регулятора напряжения, при этом в верхней части корпуса устанавливается фотоэлектрический преобразователь, а индуктор возбудителя содержит боковой аксиальный магнитопровод индуктора возбудителя с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого со стороны внутреннего аксиального магнитопровода укладывается основная однофазная обмотка возбуждения возбудителя, подключаемая к выходу выходного многофазного двухполупериодного выпрямителя, и дополнительная однофазная обмотка возбуждения возбудителя, подключаемая к выходу фотоэлектрического преобразователя.

Предлагаемое изобретение, выполняя функцию преобразования механической энергии (например, энергии ветра) в электрическую энергию, как и прототип, в тоже время в отличие от него позволяет расширить область его применения за счет суммирования механической энергии (например, энергии ветра) и световой энергии (например, энергии Солнца, преобразованной фотоэлектрическим преобразователем в электрическую энергию постоянного тока) с одновременным преобразованием полученной суммарной энергии в электрическую энергию постоянного тока при одновременном сохранении магнитных свойств индуктора электрической машины, улучшении энергетических и массогабаритных показателей электрической машины-генератора в целом.

Преобразование световой энергии Солнца в электрическую энергию достигается за счет того, что в верхней части корпуса установлен фотоэлектрический преобразователь, а индуктор возбудителя содержит боковой аксиальный магнитопровод индуктора возбудителя, в пазы которого уложена дополнительная однофазная обмотка возбуждения возбудителя, подключенная к фотоэлектрическому преобразователю.

Суммирование механической энергии (например, кинетической энергии ветра, преобразованной ветроколесом в механическую энергию вращения) и световой энергии (например, энергии Солнца, преобразованной фотоэлектрическими преобразователями в электрическую энергию постоянного тока) достигается за счет укладки в пазы бокового аксиального магнитопровода индуктора возбудителя основной однофазной обмотки, возбуждения возбудителя и подключения ее к выходу выходного многофазного двухполупериодного выпрямителя.

По принципу суперпозиции магнитных полей остаточный магнитный поток индуктора возбудителя, магнитный поток, созданный электрическим током, протекающим по основной однофазной обмотке возбуждения возбудителя, полученным за счет преобразования механической энергии вращения в электрическую энергию, суммируется с магнитным потоком, созданным электрическим током, протекающим по дополнительной однофазной обмотке возбуждения возбудителя, полученным за счет преобразования световой энергии в электрическую энергию постоянного тока.

Одновременное преобразование полученной суммарной энергии в электрическую энергию постоянного тока достигается тем, что суммарный магнитный поток, полученный путем суммирования остаточного магнитного потока индуктора возбудителя и магнитных потоков, созданных электрическим током, полученным за счет преобразования механической энергии вращения в электрическую энергию и протекающим по основной однофазной обмотке возбуждения основного генератора, и электрическим током, полученным за счет преобразования световой энергии в электрическую энергию постоянного тока и протекающим по дополнительной однофазной обмотке возбуждения возбудителя, пересекает многофазную обмотку якоря возбудителя, наводит в ней многофазную ЭДС. Эта ЭДС выпрямляется вторым многофазным двухполупериодным выпрямителем и подается на однофазную обмотку возбуждения основного генератора, по которой под действием ЭДС протекает электрический ток, создающий магнитный поток возбуждения основного генератора. Этот магнитный поток пересекает многофазную обмотку якоря основного генератора, наводит в ней многофазную ЭДС, которая выпрямляется выходным многофазным двухполупериодным выпрямителем и подается потребителям.

Сохранение магнитных свойств индуктора электрической машины-генератора, улучшение энергетических и массогабаритных показателей электрической машины-генератора в целом достигается за счет того, что дополнительная однофазная обмотка возбуждения укладывается не в пазы между секциями постоянного многополюсного много секционного магнита индуктора возбудителя, как в известном из пат. №2561504 ветро-солнечном генераторе, а в пазы бокового аксиального магнитопровода с индуктора возбудителя. При этом протекающий в дополнительной однофазной обмотке возбуждения ток, приводит, не к ухудшению магнитных свойств бокового аксиального магнитопровода индуктора возбудителя, а к его дополнительному намагничиванию и, как следствие, к увеличению остаточного магнитного потока индуктора возбудителя.

На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемой стабилизированной двухвходовой ветро-солнечной аксиально-радиальной электрической машины-генератора в разрезе, на фиг. 2 - ее электрическая схема.

Стабилизированная двухвходовая ветро-солнечная аксиально-радиальная электрическая машина-генератор, содержит: корпус 1, полый вал 22, закрепленный в корпусе в подшипниковых узлах 12 и 19, неподвижную ось 21, расположенную соосно с полым валом 22, имеющим возможность вращения вокруг неподвижной оси 21, внутренний аксиальный магнитопровод 3 с двумя активными торцовыми поверхностями, жестко связанный с полым валом 22 посредством диска 23, возбудитель, основной генератор и регулятор напряжения. Возбудитель состоит из жестко закрепленного в корпусе 1 индуктора и многофазной обмотки 4 якоря возбудителя, уложенной в пазы внутреннего аксиального магнитопровода 3 с двумя активными торцовыми поверхностями со стороны индуктора возбудителя. Основной генератор состоит из жестко закрепленного в корпусе 1 бокового аксиального магнитопровода 18 якоря основного генератора с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого уложена многофазная обмотка 17 якоря основного генератора, подключенная к выходному многофазному двухполупериодному выпрямителю 25, и однофазной обмотки 5 возбуждения основного генератора, уложенной в пазы внутреннего аксиального магнитопровода 3 с двумя активными торцовыми поверхностями со стороны бокового аксиального магнитопровода 18 с многофазной обмоткой 17 якоря основного генератора, и подключенной через первый многофазный двухполупериодный выпрямитель 13 к многофазной обмотке 4 якоря возбудителя. Неподвижная ось 21 закреплена в подшипниковых узлах 11 и 20, установленных в полом валу 22, и жестко связана с корпусом 1 одним концом, расположенным со стороны корпуса 1, на которой закреплен боковой аксиальный магнитопровод 18 с многофазной обмоткой 17 якоря основного генератора. Регулятор напряжения содержит электронный блок 26, вход которого подключен к выходу выходного многофазного двухполупериодного выпрямителя 25, и электромеханический узел, состоящий из радиального магнитопровода 10 индуктора регулятора напряжения, жестко закрепленного на неподвижной оси 21, в пазы которого уложена однофазная обмотка 9 возбуждения регулятора напряжения, подключенная к выходу электронного блока 26, радиального магнитопровода 7 якоря регулятора напряжения, в пазы которого уложена многофазная обмотка 8 якоря регулятора напряжения, и управляющей однофазной обмотки 6 регулятора напряжения, подключенной через второй многофазный двухполупериодный выпрямитель 24 к многофазной обмотке 8 якоря регулятора напряжения и уложенной в пазы внутреннего аксиального магнитопровода 3 с двумя активными торцовыми поверхностями со стороны бокового аксиального магнитопровода 18 с многофазной обмоткой 17 якоря основного генератора. Радиальный магнитопровод 7 якоря регулятора напряжения установлен на внутренней поверхности полого вала 22 таким образом, что создаваемый однофазной обмоткой 9 возбуждения регулятора напряжения магнитный поток направлен вдоль радиуса радиального магнитопровода 7 якоря регулятора напряжения с многофазной обмоткой 8 якоря регулятора напряжения.

В верхней части корпуса 1 установлен фотоэлектрический преобразователь 16. Индуктор возбудителя содержит боковой аксиальный магнитопровод 2 индуктора возбудителя с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого со стороны внутреннего аксиального магнитопровода 3 уложены основная однофазная обмотка 14 возбуждения возбудителя, подключенная к выходу выходного многофазного двухполупериодного выпрямителя 25, и дополнительная однофазная обмотка 15 возбуждения возбудителя, подключенная к выходу фотоэлектрического преобразователя 16.

Стабилизированная двухвходовая ветро-солнечная аксиально-радиальная электрическая машина-генератор работает следующим образом.

Механическая энергия вращения поступает в машину-генератор от внешнего источника (например, ветроколеса) через полый вал 22, закрепленный в корпусе 1 машины-генератора в подшипниковых узлах 12 и 19.

Одновременно напряжение постоянного тока, полученное путем преобразования световой энергии Солнца с фотоэлектрического преобразователя (ФЭП) 16 подается на дополнительную однофазную обмотку 15 возбуждения возбудителя, подключенную к ФЭП 16 и уложенную в пазы бокового аксиального магнитопровода 2 индуктора возбудителя с одной активной торцовой поверхностью. Под действием этого напряжения по дополнительной однофазной обмотке 15 возбуждения возбудителя протекает электрический ток, который создает магнитный поток.

По принципу суперпозиции магнитных полей магнитный поток, созданный током, протекающим дополнительной однофазной обмотке 15 возбуждения возбудителя, суммируется с остаточным магнитным потоком индуктора возбудителя.

При вращении полого вала 22, закрепленного в корпусе 1 в подшипниковых узлах 12 и 19, с установленным на его внутренней поверхности радиальным магнитопроводом 7 якоря регулятора напряжения, в пазы которого уложена однофазная обмотка 8 якоря регулятора напряжения, и жестко связанным с полым валом 22 посредством диска 23 внутренним аксиальным магнитопроводом 3 с двумя активными торцовыми поверхностями, в пазы которого уложена многофазная обмотка 4 якоря возбудителя, управляющей однофазной обмоткой 6 регулятора напряжения, однофазной обмоткой 5 возбуждения основного генератора, этот суммарный магнитный поток пересекает витки многофазной обмотки 4 якоря возбудителя и наводит в ней многофазную ЭДС. Эта ЭДС выпрямляется первым многофазным двухполупериодным выпрямителем 13 и подается на однофазную обмотку 5 возбуждения основного генератора, уложенную в пазы внутреннего аксиального магнитопровода 3 с двумя активными торцовыми поверхностями со стороны бокового аксиального магнитопровода 18 с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого уложена многофазная обмотка якоря 17 основного генератора,. При этом в однофазной обмотке 5 возбуждения основного генератора протекает электрический ток и создается магнитный поток. В результате этого взаимодействия в многофазной обмотке 17 якоря основного генератора наводится многофазная ЭДС, которая выпрямляется выходным многофазным двухполупериодным выпрямителем 25 и подается в сеть и на основную однофазную обмотку 14 возбуждения возбудителя.

В начальный момент времени ЭДС якоря основного генератора, а соответственно и напряжение на выходе основного генератора, являющееся выходным напряжением предлагаемой машины-генератора, создает ток в основной однофазной обмотке 14 возбуждения возбудителя, усиливающий остаточный магнитный поток индуктора возбудителя. Усиление этого магнитного потока приводит к увеличению суммарного магнитного потока индуктора возбудителя и, соответственно, к дальнейшему увеличению ЭДС, наводимой в многофазной обмотке 4 якоря возбудителя, а, соответственно, к увеличению тока в однофазной обмотке 5 возбуждения основного генератора, что приводит к увеличению ЭДС в многофазной обмотке 17 якоря основного генератора, т.е. напряжения на выходе машины-генератора. Таким образом, машина-генератор самовозбуждается и начинает устойчиво работать.

Рост ЭДС при увеличении токов возбуждения в основной 14 и дополнительной 15 однофазных обмотках возбуждения возбудителя замедляется при насыщении магнитных цепей возбудителя и основного генератора.

В результате описанных процессов происходит суммирование механической энергии вращения (например, кинетической энергии ветра, преобразованной ветроколесом в механическую энергию вращения) и световой энергии Солнца, преобразованной фотоэлектрическим преобразователем в электрическую энергию постоянного тока, и преобразование суммарной энергии в электрическую энергию постоянного тока.

Стабилизация выходного напряжения U машины-генератора осуществляется следующим образом. При отклонении выходного напряжения U машины-генератора от заданного значения (например, при изменении частоты вращения полого вала 22 или изменении нагрузки) электронный блок 26 регулятора напряжения, вход которого подключен на выходное напряжение U машины-генератора, то есть к выходу выходного многофазного двухполупериодного выпрямителя 25, обеспечивает протекание в однофазной обмотке 9 возбуждения регулятора напряжения, уложенной в пазы радиального магнитопровода 10 индуктора регулятора напряжения, жестко закрепленного на неподвижной оси 21, жестко закрепленной в подшипниковых узлах 11 и 20, электрического тока, соответствующего по величине и направлению отклонению выходного напряжения U машины-генератора от заданного значения. Под действием протекающего в однофазной обмотке 9 возбуждения регулятора электрического тока создается магнитный поток, направленный вдоль радиуса радиального магнитопровода 7 якоря регулятора напряжения. Этот магнитный поток взаимодействует с многофазной обмоткой 8 якоря регулятора напряжения и наводит в ней многофазную ЭДС, которая выпрямляется вторым многофазным двухполупериодным выпрямителем 24 и подается на управляющую обмотку 6 регулятора напряжения. При этом по ней протекает электрический ток, под действием которого создается дополнительный магнитный поток, направленный согласно (при уменьшении выходного напряжения по сравнению с заданным) или встречно (при увеличении выходного напряжения по сравнению с заданным) магнитному потоку, создаваемому однофазной обмоткой 5 возбуждения основного генератора. По принципу суперпозиции магнитных полей магнитные потоки, создаваемые однофазной обмоткой 5 возбуждения основного генератора и управляющей однофазной обмоткой 6 регулятора напряжения, суммируются. Следовательно, наводимая этим суммарным магнитным потоком в многофазной обмотке 17 якоря основного генератора ЭДС, увеличивается или уменьшается (в зависимости от отклонения выходного напряжения от заданного), а соответственно уменьшается (или увеличивается) и выходное напряжение U, стремясь к заданному значению.

Стабилизированная двухвходовая ветро-солнечная аксиально-радиальная электрическая машина-генератор, содержащая корпус, полый вал, закрепленный в корпусе в подшипниковых узлах, неподвижную ось, расположенную соосно с полым валом, имеющим возможность вращения вокруг неподвижной оси, внутренний аксиальный магнитопровод с двумя активными торцовыми поверхностями, жестко связанный с полым валом посредством диска, возбудитель, основной генератор и регулятор напряжения, при этом возбудитель состоит из жестко закрепленного в корпусе индуктора и многофазной обмотки якоря возбудителя, уложенной в пазы внутреннего аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями со стороны индуктора возбудителя, основной генератор состоит из жестко закрепленного в корпусе бокового аксиального магнитопровода якоря основного генератора с одной активной торцовой поверхностью, в пазы которого уложена многофазная обмотка якоря основного генератора, подключенная к выходному многофазному двухполупериодному выпрямителю, и однофазной обмотки возбуждения основного генератора, уложенной в пазы внутреннего аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями со стороны бокового аксиального магнитопровода с многофазной обмоткой якоря основного генератора, и подключенной через первый многофазный двухполупериодный выпрямитель к многофазной обмотке якоря возбудителя, при этом неподвижная ось закреплена в подшипниковых узлах, установленных в полом валу, и жестко связана с корпусом одним концом, расположенным со стороны корпуса, на которой закреплен боковой аксиальный магнитопровод с многофазной обмоткой якоря основного генератора, а регулятор напряжения содержит электронный блок, вход которого подключен к выходу выходного многофазного двухполупериодного выпрямителя, и электромеханический узел, состоящий из радиального магнитопровода индуктора регулятора напряжения, жестко закрепленного на неподвижной оси, в пазы которого уложена однофазная обмотка возбуждения регулятора напряжения, подключенная к выходу электронного блока, радиального магнитопровода якоря регулятора напряжения, в пазы которого уложена многофазная обмотка якоря регулятора напряжения, и управляющей однофазной обмотки регулятора напряжения, подключенной через второй многофазный двухполупериодный выпрямитель к многофазной обмотке якоря регулятора напряжения и уложенной в пазы внутреннего аксиального магнитопровода с двумя активными торцовыми поверхностями со стороны бокового аксиального магнитопровода с многофазной обмоткой якоря основного генератора, при этом радиальный магнитопровод якоря регулятора напряжения установлен на внутренней поверхности полого вала таким образом, что создаваемый однофазной обмоткой возбуждения регулятора напряжения магнитный поток направлен вдоль радиуса радиального магнитопровода якоря регулятора напряжения с многофазной обмоткой якоря регулятора напряжения, отличающаяся тем, что в верхней части корпуса установлен фотоэлектрический преобразователь, а индуктор возбудителя содержит боковой аксиальный магнитопровод индуктора возбудителя, в пазы которого со стороны внутреннего аксиального магнитопровода уложены основная однофазная обмотка возбуждения возбудителя, подключенная к выходу выходного многофазного двухполупериодного выпрямителя, и дополнительная однофазная обмотка возбуждения возбудителя, подключенная к выходу фотоэлектрического преобразователя.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройству связи и к модулю энергоснабжения для устройства связи. Технический результат – повышение технологичности.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройству связи и к модулю энергоснабжения для устройства связи. Технический результат – повышение технологичности.

Группа изобретений относится к комбинированной энергетической установке с роторными двигателями. Техническим результатом является повышение кпд, экономичности, надежности работы установки, уменьшение габаритов, удобство сборки и упрощение конструкции за счет обеспечения возможности изменения крутящего момента без использования устройства по изменению передаточного отношения на входном и выходном валу.

Изобретение относится к пневмоаккумуляторной станции. Пневмоаккумуляторная электростанция содержит электрический входной/выходной контур, компрессорные и расширительные средства и искусственно изготовленный пневмоаккумулятор.

Изобретение относится к пневмоаккумуляторной станции. Пневмоаккумуляторная электростанция содержит электрический входной/выходной контур, компрессорные и расширительные средства и искусственно изготовленный пневмоаккумулятор.

Устройство сбора энергии для клети с направляющими тросами содержит узел управления включением-выключением механической мощности, узел прижимной штанги, узел выработки электроэнергии, а также электрический узел.

Изобретение относится к энергомашиностроению. Технический результат состоит в обеспечении максимальной эффективности трансформации тепловой энергии в электроэнергию при неравномерном подводе тепла к теплообменнику.

Изобретение относится к энергомашиностроению. Технический результат состоит в обеспечении максимальной эффективности трансформации тепловой энергии в электроэнергию при неравномерном подводе тепла к теплообменнику.

Изобретение относится к электротехнике, к электромеханическим преобразователям энергии, и может быть использовано в качестве преобразователя механической энергии вращения, например энергии ветра, подаваемой на механический вход машины, и электрической энергии постоянного тока, например световой энергии Солнца, преобразованной фотоэлектрическими преобразователями в электроэнергию постоянного тока, одновременно подаваемой на ее электрический вход, в суммарную электрическую энергию переменного тока.

Изобретение относится к электротехнике, к электромеханическим преобразователям энергии, и может быть использовано в качестве преобразователя механической энергии вращения, например энергии ветра, подаваемой на механический вход машины, и электрической энергии постоянного тока, например световой энергии Солнца, преобразованной фотоэлектрическими преобразователями в электроэнергию постоянного тока, одновременно подаваемой на ее электрический вход, в суммарную электрическую энергию переменного тока.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам постоянного тока. Технический результат - улучшение массогабаритных показателей.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления электродвигателем воздушного кондиционера. Техническим результатом является повышение точности детектирования углового положения ротора синхронного двигателя.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в промышленных и бытовых изделиях и приборах. Технический результат - увеличение энергетической эффективности, увеличение надежности и долговечности.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к многофазным синхронным электрическим машинам с постоянными магнитами, и может быть использовано в автономных системах электрооборудования в качестве источника переменного или постоянного тока или в качестве электромеханической части бесконтактного двигателя постоянного или переменного тока.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании магнитоэлектрических генераторов тока для ветряных электростанций и микроГЭС.

Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей конструктивного выполнения вентильных электрических машин. Изобретение может быть использовано как электрический двигатель и как генератор.

Изобретение относится к области электротехники, в частности - к электрическим машинам с поперечным магнитным потоком. Предлагаемая электрическая машина с поперечным магнитным потоком содержит, по меньшей мере, три фазы, каждая из которых образована сердечником статора и обмотками.

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для использования в электроприводах различных механизмов и исполнительных устройствах автоматических систем.

Изобретение относится к области электротехники и машиностроения, в частности к модульным вентильным электродвигателям для погружных нефтедобывающих установок. .

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам постоянного тока. .

Изобретение относится к электротехнике, к электромеханическим преобразователям энергии, и может быть использовано в качестве преобразователя механической энергии вращения, например энергии ветра, подаваемой на механический вход машины, и электрической энергии постоянного тока, например световой энергии Солнца, преобразованной фотоэлектрическими преобразователями в электроэнергию постоянного тока, одновременно подаваемой на ее электрический вход, в суммарную электрическую энергию переменного тока.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в преобразователях кинетической энергии ветра и световой энергии Солнца в суммарную электрическую энергию переменного тока. Технический результат - обеспечение возможности суммирования механической энергии и световой энергии в электрическую энергию постоянного тока с одновременным преобразованием полученной суммарной энергии в электрическую энергию постоянного тока при одновременном сохранении магнитных свойств индуктора электрической машины, высокой стабильности выходного напряжения по величине, улучшении энергетических и массогабаритных показателей электрической машины-генератора. В стабилизированной двухвходовой ветро-солнечной аксиально-радиальной электрической машине-генераторе, выполненной так, как указано в формуле изобретения, в верхней части корпуса установлен фотоэлектрический преобразователь, а индуктор возбудителя содержит боковой аксиальный магнитопровод индуктора возбудителя, в пазы которого со стороны встроенного аксиального магнитопровода уложены основная однофазная обмотка возбуждения возбудителя, подключенная к выходу выходного многофазного двухполупериодного выпрямителя, и дополнительная однофазная обмотка возбуждения возбудителя, подключенная к выходу фотоэлектрического преобразователя. 2 ил.

Наверх