ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР


RU (11) 2091970 (13) C1

(51) 6 H02K35/00, H02P9/30 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 94039448/07 
(22) Дата подачи заявки: 1994.10.04 
(45) Опубликовано: 1997.09.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU, авторское свидетельство, 1066469, кл. Н 02 K 33/00, 1984. 
(71) Заявитель(и): Запольских Сергей Николаевич; Караваев Виктор Терентьевич; Перимов Юрий Александрович; Попов Лев Михайлович 
(72) Автор(ы): Запольских Сергей Николаевич; Караваев Виктор Терентьевич; Перимов Юрий Александрович; Попов Лев Михайлович 
(73) Патентообладатель(и): Запольских Сергей Николаевич; Караваев Виктор Терентьевич; Перимов Юрий Александрович; Попов Лев Михайлович 

(54) ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР 

Использование: для получения электрической энергии в автономных энергетических установках. Сущность: электрический генератор содержит магнитопровод статора с полюсами, вдоль которых помещается ферромагнитный ротор, обмотку, соединенную через регулятор электрического тока с нагрузкой, источник возбуждения магнитного потока, датчик нейтрального положения ротора, соединенный с входом управления регулятора тока, датчик скорости изменения электрического тока, подключенный к обмотке, выход которого соединен с вторым входом управления регулятора тока через пороговое устройство. При достижении максимального тока в обмотке подключается нагрузка, благодаря чему обеспечивается оптимальная отдача энергии для любой амплитуды, частоты и закона движения ротора. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для получения электрической энергии в автономных энергетических установках с тепловым двигателем или с использованием энергии колебательного движения морской волны.

Наиболее близким по технической сущности заявленному техническому решению является электрический генератор, содержащий магнитопровод статора с полюсами, ферромагнитный ротор, выполненный с возможностью перемещения вдоль полюсов, обмотку, сцепленную с магнитной цепью, источник возбуждения магнитного потока, выходом соединенный со входом регулятора тока, выход которого соединен с обмоткой и нагрузкой, датчик нейтрального положения ротора, расположенный на статоре, выход которого соединен с первым входом управления регулятора тока, и датчик положения ротора [1]

В указанном электрическом генераторе по сигналу датчика положения ротора в определенном положении ротора происходит подключение нагрузки и отдача электрической энергии потребителю. Однако, положение ротора, в котором происходит оптимальная отдача энергии зависит от амплитуды колебания ротора и отдача энергии резко падает при отклонении амплитуды от заданного значения или окончательно прекращается, когда ротор не доходит до того положения, в котором происходит подключение нагрузки. В этом случае возникает необходимость в подстройке положения срабатывания датчика, что трудно выполнимо в автономных энергетических установках из-за сложности с доступом и практически не осуществимо в энергетических установках с использованием энергии колебательного движения морской волны, поскольку амплитуда здесь все время меняется.

Техническая задача изобретения создание электрического генератора с повышенными энергетическими показателями, в частности увеличение удельной выходной мощности с автоматическим регулированием режима работы генератора.

Задача решается тем, что в электрический генератор, содержащий магнитопровод статора с полюсами, ферромагнитный ротор, выполненный с возможностью перемещения вдоль полюсов, обмотку, сцепленную с магнитной цепью, источник возбуждения магнитного потока, выходом соединенный с входом регулятора тока, выход которого соединен с обмоткой и нагрузкой, датчик нейтрального положения ротора, расположенный на статоре, выход которого соединен с первым входом управления регулятора тока, и датчик положения ротора, введено пороговое устройство, вход которого соединен с выходом датчика положения ротора, а выход с вторым входом управления регулятора тока, а датчик положения ротора выполнен в виде датчика скорости изменения электрического тока, который включен в цепь обмотки.

Сущность технического решения поясняется следующим.

Благодаря введению датчика скорости изменения электрического тока в электрическую цепь обмотки и порогового устройства, вход которого соединен с выходом датчика скорости изменения электрического тока, а выход с вторым входом управления регулятора тока, происходит автоматическая регулировка режима работы электрического генератора и тем самым обеспечивается оптимальная отдача электрической энергии для любой амплитуды колебания ротора.

Указанные особенности изобретения представляют его отличия от прототипа и обуславливают новизну предложения, эти отличия являются существенными, поскольку именно они обеспечивают достижение технического результата, отраженного в технической задаче и отсутствуют в известных технических решениях с тем же эффектом.

На фиг. 1 приведена конструктивная и электрическая схема; на фиг. 2 - временные диаграммы электрического генератора.

Электрический генератор содержит магнитопровод статора 1 с полюсами 2, ферромагнитный ротор 3, выполненный с возможностью перемещения вдоль полюсов 2 и отделенный от магнитопровода статора воздушным зазором 4, обмотку 5, сцепленную с магнитной цепью генератора, регулятор электрического тока 6, нагрузку 7 с диодом 8, датчик нейтрального положения ротора 9, датчик скорости изменения электрического тока 10, пороговое устройство 11. Регулятор электрического тока 6 выполнен в виде однофазного двухполупериодного выпрямительного моста, два противоположных плеча которого выполнены на управляемых ключах 12 и 13, а два других на диодах 14 и 15, при этом к выходу постоянного тока выпрямительного моста подключена обмотка 5 и нагрузка 7 с диодом 8, а к входу переменного тока подсоединен источник возбуждения магнитного потока 16. К входу переменного тока может быть также подсоединена нагрузка. Входами управления регулятора тока 6 являются входы управления управляемых ключей 12 и 13. Датчик нейтрального положения ротора 9 расположен на магнитопроводе статора 1, выход которого соединен с первыми входами управляемых ключей 12 и 13. Датчик скорости изменения электрического тока 10 представляет собой маломощный трансформатор 17, первичная обмотка которого включена в цепь обмотки 5, а вторичная нагружена на резистор 18 с большим активным сопротивлением. В таком трансформаторе магнитный поток в сердечнике будет создаваться только электрическим током первичной обмотки и напряжение на резисторе 18, пропорциональное скорости изменения магнитного потока в сердечнике, будет однозначно связано со скоростью изменения электрического тока в первичной обмотке, а следовательно, со скоростью изменения электрического тока в обмотке 5 электрического генератора. К резистору 18 подсоединен вход порогового устройства 11, выход которого соединен с вторыми входами управления управляемых ключей 12 и 13.

Электрический генератор работает следующим образом.

В нейтральном положении ротора 3 с датчика нейтрального положения 9 на первые входы управления управляемых ключей 12 и 13 подается сигнал С1 и ключи открываются. Электрический ток IB от источника возбуждения магнитного потока 16 через ключи 12 и 13 поступает в обмотку 5 и создает магнитный поток в магнитной цепи генератора. При этом диоды 14 и 15 заперты обратным напряжением.

При перемещении ротора 3 из нейтрального положения магнитное сопротивление в воздушных зазорах 4 возрастает и магнитный поток в магнитной цепи убывает, в результате чего в обмотке 5 наводится Э.Д.С. Когда возникшая Э.Д. С. превысит напряжение источника возбуждения 16 диоды 14 и 15 открываются и электрический ток Iк, создаваемый обмоткой 5, накоротко замыкается по двум ветвям, одна из которых образована управляемым ключом 12 и диодом 14, а другая диодом 15 и управляемым ключом 13.

При дальнейшем перемещении ротора 3 магнитное сопротивление в воздушных зазорах 4 продолжает возрастать. Однако, при отсутствии практически активного сопротивления в цепи обмотки в соответствии с законом электромагнитной индукции магнитный поток будет сохраняться, проведение которого по все возрастающему магнитному сопротивлению в воздушных зазорах 4 приведет к резкому нарастанию электрического тока в обмотке 5.

В этот промежуток времени в рабочих воздушных зазорах 4 происходит "сжатие" и "растяжение" линий магнитной индукции и в результате этого - преобразование механической энергии в магнитную в соответствии с известной формулой



где Iк электрический ток в обмотке;

L -индуктивность обмотки.

Когда электрический ток в обмотке 5 будет приближаться к максимальному значению, его скорость изменения и напряжение на резисторе 18 будут снижаться. Как только напряжение на резисторе 18 станет меньше порогового значения Un, на выходе порогового устройства 11 возникнет сигнал С2, который закроет ключи 12 и 13. Электрический ток Ip, создаваемый обмоткой 5 за счет запасенной магнитной энергии Wм будет теперь запитывать нагрузку 7 и через диоды 14 и 15 подзаряжать источник возбуждения магнитного потока 16.

Таким образом, подключение нагрузки к обмотке генератора при максимальном токе путем использования датчика скорости изменения электрического тока и порогового устройства, подключенного между выходом этого датчика и входом управления регулятора тока, позволяет повысить отдачу электрической энергии для любой амплитуды, частоты и закона движения ротора без дополнительной подстройки датчика и тем самым повысить энергетические показатели и упростить обслуживание электрического генератора.

Кроме того, опережающее подключение нагрузки по отношению к моменту достижения электрическим током максимального значения позволяет учесть смещение максимумов магнитной энергии и электрического тока, вызванное спаданием индуктивности, как функции положения ротора, и тем самым дополнительно повысить энергетические показатели электрического генератора.

Источники информации.

1. Патент СССР, N 1066469, кл. Н О2 К 33/00. Генератор возвратно-поступательного движения (Жак Анри Жарре, Жан Мари Батист Жарре (Франция) заявл. 09.06.75; опубл. 07.01.84. (прототип). 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Электрический генератор, содержащий магнитопровод статора с полюсами, ферромагнитный ротор, выполненный с возможностью перемещения вдоль полюсов, обмотку, сцепленную с магнитной цепью, источник возбуждения магнитного потока, выходом соединенный с входом регулятора тока, выходы которого соединены с обмоткой и нагрузкой, датчик нейтрального положения ротора, расположенный на статоре, выход которого соединен с первым входом управления регулятора тока, и датчик положения ротора, отличающийся тем, что введено пороговое устройство, вход которого соединен с выходом датчика положения ротора, а выход с вторым входом управления регулятора тока, а датчик положения ротора выполнен в виде датчика скорости изменения электрического тока, который включен в цепь обмотки.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru