генератор переменного тока

Формула изобретения

Генератор переменного тока, содержащий статор и якорь, отличающийся тем, что полый статор с магнитопроводом выполнен с двумя секциями поперечных замкнутых пазов, в которых размещены силовые обмотки, а жестко закрепленный на штоке якорь включает в себя магнитопровод с двумя полюсами, между которыми установлена обмотка возбуждения, подключенная к источнику постоянного тока.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам двигатель-генератор, и может быть использовано при проектировании и производстве источников переменного тока.

Известна система двигатель-генератор переменного тока [1], в которой для возбуждения ЭДС в силовых обмотках статора якорь совершает вращательное движение. Нередко, по необходимости, в этой системе в качестве двигателя применяют двигатели внутреннего сгорания. Недостатком такой системы является сложность преобразования с помощью кривошипно-шатунного механизма возвратно-поступательного движения поршней двигателя во вращательное движение коленчатого вала, подсоединенного к якорю генератора.

Изобретение направлено на упрощение системы двигатель-генератор, связанное с исключением преобразования видов движения, и в связи с этим позволяющее применять в указанной системе в качестве привода якоря генератора двигатель внутреннего сгорания только с возвратно-поступательным движением поршней.

Это достигается тем, что полый статор с магнитопроводом выполнен с двумя секциями поперечных замкнутых пазов для размещения в них силовых обмоток, а жестко установленный на штоке якорь содержит магнитопровод с двумя полюсами, между которыми устанавливается подключаемая к источнику постоянного тока обмотка возбуждения.

На фиг. 1 представлена конструктивная, а на фиг. 2 - электрическая схемы предлагаемого генератора.

Статор 1 представляет собой полый магнитопровод, на внутренней поверхности которого в концевых его частях выполнены поперечные замкнутые пазы для размещения в них силовых обмоток 2 и 3.

Якорь 4 жестко установлен на перемещающихся в соответствующих опорах в статоре (на фиг. 1 они не показаны) штоке 5, и содержит магнитопровод 6 с полюсами 7 и 8, между которыми наматывается обмотка возбуждения 9. Формы поперечного сечения магнитопровода 6 и внутреннего контура поверхности магнитопровода статора 1 должны соответствовать друг другу. Постоянный ток возбуждения I_B (см. фиг. 2) подается для намагничивания магнитопровода 6 на обмотки последнего через скользящие контакты 10.

Генератор работает следующим образом.

Пусть якорь 4, подключенный к постоянному току I_B, находится в левом крайнем положении 1 относительно статора 1 (см. фиг. 1). Тогда возникающие в магнитопроводе 6 магнитные потоки Ф, замыкаясь через магнитопровод статора 1, будут стремиться переместить якорь 4 вправо для занятия центрального нейтрального положения внутри статора 1 строго между его обмотками 2 и 3, представляющих собой в данном случае соленоид. Однако, в силу действия инерционных сил, обусловленных массой якоря 4, последний перемещается далее вправо до крайнего положения II (см. фиг. 1). При этом силы магнитного потока Ф действуют в противоположном направлении движению якоря 4, вызывая тем самым замедленное движение последнего до полной остановки в положении II, после чего якорь под действием магнитных сил начинает перемещаться влево до крайнего положения 1 и т.д. В связи с отмеченным якорь 4 со штоком 5 при отсутствии сил сопротивления (трение в опорах штока, сопротивление воздуха и т. д. ) будет совершать бесконечное возвратно-поступательное движение с частотой f и амплитудой A, зависящих от конструктивных и электро-технических параметров генератора.

Таким образом, благодаря взаимодействию магнитных и инерционных сил каждый генератор будет обладать соответственными частотой f и амплитудой A.

Для выработки электроэнергии переменного тока необходимо шток 5 якоря подсоединить к двигателю, позволяющего совершать якорю 4 возвратно-поступательное движение с указанными частотой f и амплитудой A. При этом инерционное сопротивление генератора будет равно нулю.

Применение предлагаемого генератора в технике позволит значительное повысить КПД системы двигатель-генератор и упростить ее.

Источники информации

1. Пиэтровский Л.М. Электрические машины. Москва. 1958. 510 с.