Электромеханический преобразователь тока

Авторы патента:

H02K47/02 - преобразователи переменного тока в постоянный или наоборот

О П И С А Н И Е, iö 53567 9

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Cons Советских социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 11.06.73 (21) 1928454/07 (51) М. Кл. H 02К 47/02 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

Сосета Министров СССР (23) Приоритет оо делам ивобретеиии ОпУоликовано 15.11.76. Бюллетень ¹ 42 (53) УДК 621.314.2 (088.8) и открытий

Дата опубликования описания 11.04.77 (72) Авторы изобретения

А. Б. Релин и H. Е. Кузнецов

Тольяттинский политехнический институт (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ ТОКА

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к электромеханическим коллекторным преобразователям тока с вращающимися щетками.

Известны электромеханические преобразователи тока, содержащие механически соединенные генератор и электродвигатель (1).

Однако такие преобразователи имеют большие габариты, вес и стоимость.

Известны также электромеханическне преобразователи тока, содержащие статор с многофазной обмоткой, неподвижный цилиндрический сердечник, размещенный внутри статора и снабженный обмоткой, которая присоединена к коллектору, щетки и щеткодержатель, механически связанный с ротором приводного синхронного двигателя (2). Недостатками этих преобразователей тока являются большие габариты и сложность устройства из-за наличия вынесенного приводного синхронного двигателя с механической передачей, а также мягкость рабочих характеристик при изменении нагрузки.

Целью изобретения является уменьшение габаритов, упрощение устройства и улучшение характеристик электромеханического преобразователя тока. Это достигается тем, что в предлагаемом преобразователе ротор приводного синхронного двигателя расположен на подшипниках в расточке статора рядом с сердечником.

На чертеже дана конструктивная схема описываемого преобразователя тока.

Преобразователь тока содержит статор 1 с многофазной обмоткой 2 и неподвижно закрепленный цилиндрический сердечник 3 с обмоткой 4, присоединенной к неподвижному коллектору 5. Вторичная обмотка 4 преобра10 зователя может быть выполнена в зависимости от его назначения либо как якорная- обмотка генератора постоянного тока (для слаботочных преобразователей высокого напряжения), либо в виде проводников, с одной

15 стороны соединенных между собой, а с другой подсоединенных к коллектору (для сильноточных преобразователей низкого напряжения с малым коэффициентом пульсации) .

Токосъемные коллекторные щетки б закреп20 лены в щеткодержателе 7. Количество щеток и их соединение между собой при использовании обмотки сердечника, аналогичной якорной обмотке машин постоянного тока, такое же, как в этих машинах. При исполь25 зовании разомкнутой обмотки сердечника расстояние между щетками равно полюсному делению, число вЂ” количеству полюсов статора, а соединены они между собой попарнопоследовательно, причем крайние из них

30 электрически соединены с токосьемными

535679 кольцами 8. Ротор 9 приводного синхронного двигателя, с которым механически связан щеткодержатель 7, располо>кен в расточке статора 1 преобразователя рядом с сердечником 3 на подшипниках 10, посаженных на неподвижной вал 11. С токосъемными кольцами 8 контактируют неподви>кные щетки 12.

Электромеханический преобразователь переменного тока в постоянный работает следующим образом.

При подключении обмотки 2 статора 1 к многофазной системе переменного тока создается круговое поле. При этом в активной части обмотки 4 неподвижного сердечника 3 наводится э.д.с., максимум которой будет на оси поля. Ротор 9 вспомогательного приводного синхронного двигателя, вращаясь синхронно с результирующим вектором поля статора 1, вращает синхронно с ним и щеткодеряатель 7 с токосъемными щетками 6, поддерживая тем самым постоянный угол между осью результирующего вектора поля статора преобразователя и положением щеток 6.

Таким образом, щетки б контактируют с пластинами коллектора 5, имеющими один и тот же потенциал. При помощ и неподвижных щеток 12, контактирующих с кольцами 8, электрически соединенными с подвижными щетками 6, с преобразователя снимается постоянное напряяение. Фиксированное положение угла между геометрической осью щеток,и продольной магнитной осью ротора приводного синхронного двигателя обеспечивает определенную величину вырабатываемого преобразователем постоянного напряжения и позволяет получать внешние характеристики требуемой формы. Плавное регулирование величины постоянного напря>кения на выходе преобразователя можно осуществлять путем измерения тока в обмотке возбуждения, которой может быть снабжен ротор 9 приводного синхронного двигателя.

Пределы регулирования величины постоянного напряжения на выходе преобразователя тока определяются допустимо возмо>кным изменением угла нагрузки синхронного двигателя, меняющимся в результате изменения тока в его обмотке возбуждения.

Так как изменение сигнала малой мощности со стороны цепи возбуждения синхронного приводного двигателя щеток приводит к изменению больших по величине напряжения и тока в нагрузке преобразователя, то данный преобразователь может быть использован в качестве электромеханического усил и тел я м ощн о сти.

Расположение ротора приводного синхронного двигателя на подшипниках в расточке статора преобразователя рядом с сердечником позволяет уменьшить габариты и упростить устройство преобразователя, а также осуществлять конструктивно обусловленную гибкую отрицательную обратную магнитную связь по току нагрузки преобразователя и электрическим параметрам питающей его сети, что приводит к улучшению выходных характеристик преобразователя.

Действительно, например, при увеличении тока нагрузки преобразователя возрастает поперечная составляющая реакции якоря.

При этом поле статора 1 искажается вЂ” его ось смещается против направления его вращения. Это вызывает смещение магнитной оси ротора 9 приводного синхронного двигателя в ту же сторону, что приводит к перемещению оси токосъемных щеток 6 в сторону перемещения оси поля статора 1, т. е. к поддержанию угла между ними, а значит, и к постоянству величины вырабатываемого преобразователем постоянного напряжения.

3О

Формула изобретения

Электромеханический преобразователь тока, содержащий статор с многофазной обмоткой, неподвижный цилиндрический сердечник, размещенный внутри статора и снабженный обмоткой, которая присоединена к коллектору, щетки и щеткодержатель, механически связанный с ротором приводного синхронного двигателя, отличающийся

40 тем, что, с целью уменьшения габаритов, упрощения устройства и улучшения характеристик преобразователя, ротор приводного синхронного двигателя расположен на подшипниках в расточке статора рядом с сер4".> дечником.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Л. М. Пиотровский «Электрические машины», ГЭИ, Л.вЂ” М., 1949, стр. 378 вЂ” 379.

50 2, Авт. св, СССР № 69360, кл. Н 02К 47/28, 1945, 535679

12 Я 11 1

Составитель В. Никаноров

Техред И. Карандашова

Корректор Н. Аук

Редактор А. Пейсоченко

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1175/2 Изд. М 296 Тираж 899 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, PI(-35, Раушская паб., д. 4/5

Электромеханический преобразователь тока

Патент 200657 // 200657

Преобразователь переменного тока в постоянный // 176323

Преобразователь переменного тока в постоянный // 124513

Одноякорный преобразователь переменного тока в постоянный // 37180

Устройство для преобразования постоянного тока в трехфазный переменный ток // 29540

Преобразователь постоянного тока в переменный // 2159005

Изобретение относится к энергетике, в частности к преобразовательной технике, предназначенной для преобразования постоянного тока в переменный (инвертирования), в том числе при утяжеленных условиях эксплуатации (вакуумная среда, повышенная температура, радиация и т.п.) и повышенных требованиях к надежности эксплуатации, например, в высокотемпературных космических ядерно-энергетических установках (ЯЭУ)

Двухмерная аксиальная электрическая машина-генератор // 2349014

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве электромеханического преобразователя механической энергии, подаваемой на механический вход машины, и электрической энергии постоянного тока, одновременно подаваемой на другой ее электрический вход, в суммарную электрическую энергию переменного тока

Электромеханический преобразовательнапряжения // 847460

Электромашинный преобразователь постоянного тока в переменный // 1070663

Машинно-вентильный генератор постоянного тока // 2551904

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат изобретения заключается в снижении массы и габаритов системы. Машинно-вентильный генератор постоянного тока (МВГПТ) содержит электрическую машину переменного тока с двумя группами гальванически развязанных трехфазных якорных обмоток, два трехфазных выпрямителя, выполненных по мостовой схеме, трансформатор тока. Трансформатор тока выполнен однофазным с двумя согласно последовательно включенными обмотками, точка соединения которых образует первый выходной вывод машинно-вентильного генератора. Одни выходные выводы трехфазных выпрямителей, имеющие одинаковую полярность, подключены к концам обмоток однофазного трансформатора тока, а другие однополярные выводы трехфазных выпрямителей соединены и образуют второй выходной вывод машинно-вентильного генератора. Каждая из трехфазных якорных обмоток подключена ко входам одного из трехфазных выпрямителей. Группы гальванически развязанных трехфазных якорных обмоток имеют пространственный сдвиг относительно друг друга на угол π/6. 2 ил.

Стабилизированный радиально-аксиальный бесконтактный электрический генератор // 2643514

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в расширении эксплуатационных возможностей. Стабилизированный радиально-аксиальный бесконтактный электрический генератор содержит корпус. В нижней части корпуса установлен стабилизатор напряжения, содержащий блок питания для подключения к аккумуляторной батарее, реактор, блок сравнения, блок формирования пилообразного сигнала, выход которого подключен к инвертирующему входу блока сравнения, блок формирования управляющего сигнала, выход которого подкючен к неинвертирующему входу блока сравнения, полевой транзистор, база которого подключена к выходу блока сравнения, а эмиттер подключен к положительному выходу многофазного двухполупериодного выпрямителя. Коллектор полевого транзистора подключен к первой клемме реактора, ко второй клемме которого подключен сглаживающий конденсатор. Блок сравнения выполнен на первом операционном усилителе. Блок формирования пилообразного сигнала содержит генератор прямоугольных импульсов, состоящий из второго операционного усилителя, первого резистора положительной обратной связи, подключенного к выходу и неинвертирующему входу второго операционного усилителя. Генератор пилообразного сигнала состоит из третьего операционного усилителя, второго резистора положительной обратной связи, подключенного к выходу третьего операционного усилителя и неинвертирующему входу второго операционного усилителя, интегрирующего конденсатора отрицательной обратной связи, подключенного к выходу и инвертирующему входу третьего операционного усилителя. Подключенный к блоку питания делитель напряжения состоит из первого и второго резисторов, выход которого подключен к инвертирующему входу второго операционного усилителя и к неинвертирующему входу третьего операционного усилителя. Резистор подключен к выходу второго операционного усилителя и инвертирующему входу третьего операционного усилителя. Блок формирования управляющего сигнала генератора содержит четвертый операционный усилитель, регулировочный резистор, подключенный к блоку питания, первый понижающий резистор, подключенный к положительному выходу выпрямителя и инвертирующему входу четвертого операционного усилителя. Второй понижающий резистор подключен к регулировочному резистору и неинвертирующему входу четвертого операционного усилителя. Резистор отрицательной обратной связи подключен к выходу и инвертирующему входу четвертого операционного усилителя. Резистор смещения подключен к неинвертирующему входу четвертого операционного усилителя, определяющий величину смещения напряжения на неинвертирующем входе четвертого операционного усилителя. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.