вентильно-индукторный генератор

Формула изобретения

Вентильно-индукторный генератор, содержащий один силовой ключ (СК) на одну фазу, замкнутое состояние СК приходится на строго определенную область углового положения ротора относительно статора - область генераторного режима, эта область определяется датчиком положения ротора, входящим в состав системы управления, энергия, вырабатываемая генератором, дозируется потребителю с помощью системы управления путем соответствующего выбора соотношения времени открытого и закрытого состояния СК, отличающийся тем, что обмотка выполнена в виде двух полуобмоток, начало первой полуобмотки соединено с плюсом конденсатора и катодом первого диода, конец первой полуобмотки соединен с плюсом аккумуляторной батареи (АБ) и первым выводом СК, второй вывод СК соединен с анодом второго диода и минусом конденсатора, катод второго диода соединен с началом второй полуобмотки, конец второй полуобмотки соединен с минусом АБ и анодом первого диода.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к управляемым электрогенераторам и может быть использовано на транспорте, в промышленности, в ветро- и гидроэнергетике.

Известна силовая схема соединения вентильно-индукторной электрической машины с потребителем, получившая наиболее широкое распространение, приведенная, например, в публикации: Коломейцев Л. Ф. , Пахомин С. А. , Крайнев Д. В. , Коломейцев В. Л. , Слепков Е. А. Математическая модель для расчета электромагнитных процессов в многофазном управляемом реактивном индукторном двигателе // Изв. вузов. Электромеханика. 1998. 1. с. 49-53. Здесь на 49 странице описана схема управления вентильно-индукторной машиной, используемая для двигательного и генераторного режима работы. На схеме изображены два транзисторных ключа и два возвратных диода для обеспечения управления вентильно-индукторной электрической машиной. Однако схема содержит два ключевых элемента на одну фазу генератора.

Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому электрогенератору (прототипом) является вентильно-индукторный генератор, описанный в книге: Miller Т. Switched Reluctance Motors and Their Control. Magna Physics Publishing and Oxford University Press. 1993. Здесь на странице 94 описана схема управления вентильно-индукторным генератором, содержащая один ключевой элемент, обмотку генератора и возвратный диод. Однако этот генератор может обеспечить работу потребителей только на одном фиксированном напряжении.

Изобретением решается задача разработки схемы соединения вентильно-индукторного генератора и потребителей, при которой, имея один силовой ключ на одну фазу генератора, можно получить два напряжения питания в общем случае разной величины.

Это достигается тем, что вентильно-индукторный генератор, содержащий один силовой ключ СК на одну фазу, согласно изобретению имеет обмотку, выполненную в виде двух полуобмоток W1 и W2, соединенных со следующими элементами: конденсатором С, двумя диодами VD1 и VD2, аккумуляторной батареей АБ и полупроводниковым ключом СК по схеме, в которой плюс конденсатора С соединен с катодом диода VD1 и началом первой полуобмотки W1, конец полуобмотки W1 соединен с плюсом АБ и первым силовым выводом СК, второй силовой вывод СК соединен с анодом диода VD2 и минусом конденсатора С, катод диода VD2 соединен с началом второй полуобмотки W2, конец второй полуобмотки W2 соединен с минусом АБ и анодом диода VD1.

Изобретение поясняется чертежом.

Вентильно-индукторный генератор работает следующим образом.

В исходном состоянии вал генератора вращается от постороннего движителя, СК разомкнут и ток в обмотках не протекает. При замыкании СК начинает нарастать ток в W2 по цепи: AБ-CK-VD2-W2-AБ. После размыкания СК энергия, накопленная в W2 в результате электромеханического преобразования энергии, заряжает конденсатор С. При втором замыкании СК, помимо контура AБ-CK-VD2-W2-AБ, образуется второй контур для протекания электрического тока: C-W1-CK-C. После размыкания СК энергия, накопленная в W2, также заряжает конденсатор С, а энергия, накопленная в W1, заряжает АБ по цепи W1-AБ-VD1-W1. Далее процесс повторяется, начиная со второго замыкания ключа до тех пор, пока напряжение на конденсаторе С, подаваемое потребителю, не достигнет заранее заданного значения. Затем, в зависимости от режима работы потребителя, энергия ему дозируется с помощью системы управления путем соответствующего выбора соотношения времени открытого и закрытого состояния ПК.

Замкнутое состояние СК приходится на строго определенную область углового положения ротора относительно статора - область генераторного режима. Эта область определяется датчиком положения ротора, входящим в состав системы управления.

По сравнению с прототипом заявляемый вентильно-индукторный генератор позволяет получать два напряжения питания. Первый - от конденсатора С, а второй - от АБ.