RU2133545C1

RU2133545C1 - Ac generator

Info

Publication number: RU2133545C1
Application number: RU97117052A
Authority: RU
Inventors: Ю.Я. Хван; Д.В. Хван; А.Д. Хван; А.А. Горячев; А.Г. Баканов
Original assignee: Воронежский государственный технический университет; Воронежское отделение Российской инженерной академии
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 1999-07-20

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: hollow stator with magnetic core has two sections of cross closed slots to receive field windings; armature fixed on rod has magnetic core carrying two poles with field winding placed between them and connected to DC power supply. EFFECT: improved efficiency, simplified design, reduced cost of generated electricity. 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам двигатель-генератор, и может быть использовано при проектировании и производстве источников переменного тока. The invention relates to electrical engineering, in particular to engine-generator systems, and can be used in the design and manufacture of AC sources.

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. A known system is an alternator-motor generator [1], in which the armature rotates in order to excite the emf in the power windings of the stator. Often, if necessary, in this system, internal combustion engines are used as the engine. The disadvantage of this system is the difficulty of converting using the crank mechanism of the reciprocating movement of the engine pistons into the rotational movement of the crankshaft connected to the generator armature.

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. The invention is aimed at simplifying the engine-generator system, associated with the exclusion of the conversion of types of movement, and in this regard, allowing the use of an internal combustion engine with reciprocating pistons in the specified system as a drive for the generator armature.

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. This is achieved by the fact that the hollow stator with the magnetic circuit is made with two sections of transverse closed grooves for placement of power windings in them, and the armature rigidly mounted on the rod contains a magnetic circuit with two poles, between which a field winding connected to the direct current source is installed.

На фиг. 1 представлена конструктивная, а на фиг. 2 - электрическая схемы предлагаемого генератора. In FIG. 1 presents a constructive, and in FIG. 2 - electrical diagram of the proposed generator.

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. The stator 1 is a hollow magnetic circuit, on the inner surface of which in its end parts transverse closed grooves are made for placement of power windings 2 and 3 in them.

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.The armature 4 is rigidly mounted on the rod 5 moving in the respective supports in the stator (not shown in FIG. 1), and contains a magnetic circuit 6 with poles 7 and 8, between which a field coil 9 is wound. The cross-sectional shapes of the magnetic circuit 6 and the inner contour of the surface of the magnetic circuit stator 1 must match each other. A direct excitation current I _B (see Fig. 2) is supplied to magnetize the magnetic circuit 6 to the windings of the latter through sliding contacts 10.

Генератор работает следующим образом. The generator operates as follows.

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.Let the armature 4 connected to the direct current I _B be in the left extreme position 1 relative to the stator 1 (see Fig. 1). Then the magnetic fluxes Φ arising in the magnetic circuit 6, closing through the magnetic circuit of the stator 1, will tend to move the armature 4 to the right to occupy a central neutral position inside the stator 1 strictly between its windings 2 and 3, which in this case are a solenoid. However, due to the action of inertial forces due to the mass of the armature 4, the latter moves further to the right to the extreme position II (see Fig. 1). In this case, the forces of the magnetic flux Φ act in the opposite direction to the movement of the armature 4, thereby causing the slow movement of the latter to a complete stop in position II, after which the armature under the action of magnetic forces begins to move to the left to the extreme position 1, etc. In connection with the noted anchor 4 with the rod 5 in the absence of resistance forces (friction in the rod supports, air resistance, etc.) will make an endless reciprocating motion with a frequency f and amplitude A, depending on the design and electro-technical parameters of the generator .

Таким образом, благодаря взаимодействию магнитных и инерционных сил каждый генератор будет обладать соответственными частотой f и амплитудой A. Thus, due to the interaction of magnetic and inertial forces, each generator will have a corresponding frequency f and amplitude 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. To generate AC electricity, it is necessary to connect the armature rod 5 to the engine, which allows the armature 4 to reciprocate with the indicated frequency f and amplitude A. In this case, the inertial resistance of the generator will be zero.

Применение предлагаемого генератора в технике позволит значительное повысить КПД системы двигатель-генератор и упростить ее. The use of the proposed generator in technology will significantly increase the efficiency of the engine-generator system and simplify it.

Источники информации
1. Пиэтровский Л.М. Электрические машины. Москва. 1958. 510 с.Sources of information
1. Pietrovsky L.M. Electric cars. Moscow. 1958. 510 p.

Claims

An alternating current generator comprising a stator and an armature, characterized in that the hollow stator with a magnetic circuit is made with two sections of transverse closed grooves in which the power windings are located, and the anchor rigidly fixed to the rod includes a magnetic circuit with two poles between which an excitation winding is installed connected to a direct current source.