источник электропитания

Формула изобретения

Источник электропитания, содержащий синхронный генератор, магнитопровод статора которого имеет пазы с обмоткой якоря, ротор из постоянных магнитов, отличающийся тем, что в синхронном генераторе размещена вольтодобавочная машина, в пазах магнитопровода статора которой размещены трехфазная обмотка, включенная последовательно с обмоткой якоря, обмотка подмагничивания, питающаяся от блока регулирования напряжения, ротор вольтодобавочной машины выполнен в виде постоянных магнитов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах регулирования напряжения магнитоэлектрического генератора.

Известно устройство [1], содержащее магнитопровод, который имеет пазы с обмоткой якоря, ротор с постоянными магнитами, в межполюсном пространстве которых установлены шунты из магнитомягкого материала.

Недостатками устройства являются:

- невысокая точность стабилизации напряжения вследствие отсутствия регулятора напряжения;

- увеличение объема магнита за счет ответвления части магнитного потока в шунты.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению (прототип) является устройство [2], содержащее ротор из постоянных магнитов, магнитопровод статора и кольцевой зубчатый магнитопровод (магнитный шунт). В пазах магнитопровода статора и кольцевого зубчатого магнитопровода (шунта) размещены якорная обмотка и тороидальная обмотка регулирования.

Недостатками устройства являются:

- невысокая точность стабилизации напряжения;

- завышенные линейные размеры ротора, т.е. объема постоянных магнитов.

Задачей изобретения является повышение точности стабилизации напряжения и более полное использование энергии магнитов.

Задача решается размещением в генераторе вольтодобавочной машины, магнитно не связанной с синхронным генератором, трехфазная обмотка якоря которого включается последовательно с обмоткой якоря основного генератора, и размещением в вольтодобавочной машине обмотки подмагничивания, питающейся от блока регулирования напряжения, ротор выполнен в виде постоянных магнитов.

На чертеже представлена электрическая схема источника электропитания.

Источник электропитания содержит синхронный генератор (1) и вольтдобавочную машину (4). Магнитопровод статора синхронного генератора имеет пазы с обмоткой якоря (2). Ротор выполнен в виде постоянных магнитов типа составной звездочки [2]. Магнитопровод статора вольтободавочной машины (4) имеет пазы, в которых размещены трехфазная обмотка (5) и тороидальная обмотка подмагничивания (7), отхватывающая спинку статора. Ротор (6) вольтодобавочной машины (4) выполнен в виде постоянных магнитов типа составной звездочки [2].

Обмотка (5) вольтодобавочной машины (4) включена последовательно с обмоткой (2) синхронного генератора (1) таким образом, что векторы их ЭДС образуют угол, близкий к 180^o. Это обеспечивается размещением обмотки (5) в пазах статора вольтодобавочной машины со сдвигом в пространстве на определенный угол по отношению к обмотке (2). Данный сдвиг реализуется при изготовлении агрегата на заводе. Обмотка подмагничивания включена на блок регулирования напряжения стандартной структуры, который получает питание и сигнал о рассогласовании с выхода генераторной установки.

Источник электропитания работает следующим образом.

В режиме холостого хода ток в обмотке подмагничивания максимальный, поэтому магнитное сопротивление спинки якоря вольтодобавочной машины минимально. В результате ЭДС якоря машины максимальна.

Т. к. ЭДС якоря синхронного генератора и ЭДС вольтодобавочной машины находятся близко к противофазе, то выходное напряжение равно минимальному.

При подключении нагрузки вследствие размагничивающего действия реакции якоря и наличия падения напряжения на трехфазной обмотке (2) выходное напряжение синхронного генератора (1) падает.

Увеличение тока в обмотке (2), а значит, и в обмотке (5) ведет к появлению размагничивающего действия реакции якоря в вольтодобавочной машине (4). Результирующая ЭДС в обмотке (5) уменьшается. Таким образом, учитывая нахождение ЭДС в обмотках 2 и 5 в противофазах, уменьшение выходного напряжения (2) компенсируется уменьшением в обмотке (5). Значит, выходное напряжение источника электропитания остается неизменным.

Если выходное напряжение источника электропитания не восстанавливается, то в результате работы блока регулирования напряжения (8) ток в обмотке подмагничивания (7) увеличивается, магнитное сопротивление ярма статора вольтодобавочной машины (4) возрастает, магнитный поток ее, а значит, и ЭДС в обмотке (5) уменьшаются и напряжение источника электропитания восстанавливается.

Таким образом, изобретение позволяет путем размещения вольтодобавочной машины с обмоткой подмагничивания, ток в которой регулируется блоком регулирования напряжения и нахождением ЭДС синхронного генератора и вольтодобавочной машины в противофазах, обеспечить стабилизацию выходного напряжения и полно использовать энергию магнита синхронного генератора в результате отсутствия на нем магнитного шунта.

Литература

1. Авторское свидетельство СССР N 1415345, 1988.

2. Балагуров В.А., Галтеев Р.Р. Электрические генераторы с постоянными магнитами. - 1988, с. 107.