Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
DIRECT CURRENT GENERATOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/099502
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to electrical machines, and concerns the design of valved direct current generators. The essence of the invention is that working windings, connected in parallel to a load, form a closed circuit which can be fed from a power source, wherein a portion of the windings and the group of poles thereof operates in a generation mode, compensating, by means of the current thereof, for a decreasing magnetic flow, and a portion of the windings operates in a motor mode, turning the generator and generating a counter emf to the first group. Per revolution cycle, the total generation emf and total counter emf are equal but, because of active resistance, the circuit requires a small amount of feeding from a power source: an inverter, a microgenerator and an accumulator. A magnetic flow is inevitably produced upstream of the linking poles if a portion of the coils of the winding are connected at this time to one of the generator outlets, for which purpose the following can be used: a collector and a commutator powered by a shutter-type collector or by shaft rotation or velocity sensors. The presence of current generating windings that transmit excitation to the poles provides for excitation without a power source and commutator upon output to a rated mode after production of a first current pulse from an accumulator or residual magnetization. The proposed generator with current excitation is suitable for welding, wherein the winding will be phased in either direction, increasing or decreasing the magnetic flow depending on the welding conditions.

Inventors:
KARASEV JURIJ VLADIMIROVICH (RU)
KARASEV ALEKSANDR VLADIMIROVICH (RU)
AMONSKY ALEKSANDR DMITRIEVICH (RU)
Application Number:
PCT/RU2012/000012
Publication Date:
July 26, 2012
Filing Date:
January 18, 2012
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
KARASEV JURIJ VLADIMIROVICH (RU)
KARASEV ALEKSANDR VLADIMIROVICH (RU)
AMONSKY ALEKSANDR DMITRIEVICH (RU)
International Classes:
H02K29/06; H02K19/36
Foreign References:
US5705918A1998-01-06
RU2179779C22002-02-20
RU2277284C22006-05-27
EP1717946A22006-11-02
US5936386A1999-08-10
DE4314290A11994-11-03
Download PDF:
Claims:
ФОРМУЛА

1.Генератор постоянного тока вентильного типа содержащий

явнополюсные статор и ротор, рабочие обмотки, расположенные каждая на своей группе полюсов статора, силовые диоды, диоды возбуждения, источник питания цепи возбуждения, токовую обмотку возбуж:дения, коммутаторы возбуждения, от личающийся тем, что рабочие обмотки образуют цепь возбуждения и последовательно соединены между собой через диоды возбуждения, которые

соединяют конец одной обмотки с началом другой, к началу первой и к концу последней подключён источник питания цепи возбуждения, так что диод возбуждения последней обмотки включён встречно с напряжением питания источника возбуждения, а все остальные попутно, выходы на нагрузку подключены один к началу - другой к концу каждой обмотки через силовые диоды, включённые встречно к диодам возбуждения; 2. генератор постоянного тока вентильного типа по П.1

отличающийся тем что, рабочие обмотки имеют выводы

возбуждения, которые через управляемые вращением вала

коммутаторы возбуждения подключаются к выходу генератора - общей точке силовых диодов, подключённых к началам обмоток;

3. генератор постоянного тока вентильного типа по п.1,

отличающийся тем, что в цепях между выходами генератора

последовательно с каждой рабочей обмоткой соединена токовая обмотка возбуждения - располагается она на той группе полюсов, где соседняя по очереди работы рабочая обмотка.

4. генератор постоянного тока вентильного типа по п.1,

отличающийся тем, что на каждой группе полюсов находится обмотка питания возбуждения, включённая через выпрямительный блок в питание цепи возбуждения- выходы выпрямленного тока встречно с любым диодом цепи возбуждения.

Description:
Генератор постоянного тока

Известны генераторы вентильного типа где начальное магнитное поле возбуждения передаётся по цепи в обмотку, которой предстоит

генерация, с выхода через какой то буфер-накопитель,ёмкостно- индуктивного типа. Обмотка в момент сдвижения группы полюсов на которых она расположена, коммутаторами (транзисторами, щётками) соединяется с «+» и «-» выхода, получая импульс тока. В момент, когда полюса начнут размыкаться коммутаторы выключаются и обмотка генерирует.( Us patent 5705918, Кузнецов «Вентильноиндукторные двигатели» МЭИ 2003г. га 2179779. info@kaskod.ru )

Недостаток этих схем в том, что у обмоток нет общего контура

возбуждения для управляющего воздействия, отсутствие обратной связи и возбуждения по току.

Цель изобретения: уменьшить количество элементов коммутации, упростить управление, расширить область применения

Указанная цель достигается тем, что рабочие обмотки образуют цепь возбуждения и последовательно соединены между собой через диоды возбуждения, которые соединяют конец одной обмотки с началом другой, к началу первой и к концу последней подключён источник питания цепи возбуждения, так что диод возбуждения последней обмотки включён встречно с напряжением питания источника возбуждения, а все остальные попутно, выходы на нагрузку подключены один к началу- другой к концу каждой обмотки через силовые диоды, включённые встречно к диодам возбуждения. Появляется возможность по контуру из обмоток пустить ток, источником может быть запитанный с выхода генератора инвертор, микрогенератор, аккумулятор. При этом часть обмоток со своей группой полюсов работает в режиме генерации, компенсируя своим током

убывающий магнитный поток, другая часть в режиме двигателя

(пассивные обмотки) -подкручивая генератор и создавая противо Э.Д.с. первой группе. За цикл оборота сумма эдс генерации и противо Э.Д.с.

равны, но из за активного сопротивления контур нуждается в небольшой подпитке от источника питания: инвертора,

микрогенератора,аккумулятора.

Рабочие обмотки имеют выводы возбуждения, которые через управляемые вращением вала коммутаторы возбуждения подключаются к выходу генератора -общей точке силовых диодов, подключённых к началам обмоток- это увеличивает надёжность. В момент коммутации одной из пассивных обмоток образуется цепь из генерирующей и пассивной обмоток, при этом в пассивной вынужденно растет ток и магнитный поток так, что бы уравнять своей противоиндукцией Э.Д.с генерирующей обмотки. Число витков при этом в пассивной обмотке меньше чем в активной и равенство эдс по контуру будет при Фпасс. Фген. г де Фпасс. и Фген.- рост и падение магнитных потоков в

пассивной и генерирующей обмотках. В принципе генератор может работать с одним коммутатором, периодично возбуждающим цепь возбуждения. Для самоподпитки возбуждения, исключения из схемы возбуждения коммутаторов, источника питания- в генераторах для сварки, где

напряжение холостого хода может быть минимальным- вводится

возбуждение по току. Ток с генерирующей обмотки проходит по полюсам соседней обмотки в момент их смыкания и отдаёт им намагничивание. Для этого схема сделана так, что в цепях между выходами генератора

последовательно с каждой рабочей обмоткой соединена токовая обмотка возбуждения - располагается она на той группе полюсов, где соседняя по очереди работы рабочая обмотка. При больших выходных токах (сварка) одного -двух витков достаточно для начального намагничивания

сомкнутых полюсов.

При возможности на полюсах размещаются обмотки питания так, что на каждой группе полюсов находится эта обмотка, включённая через диоды подпитки в питание цепи возбуждения: выходы выпрямленного тока встречно с любым диодом цепи возбуждения. Любые колебания

магнитного потока в полюсах наводят Э.Д.с ,которое выпрямленным поступает в цепь возбуждения, Т.е. встречно к любому из диодов, запирая его и согласно с остальным контуром, наводя в нём ток возбуждения.

Все варианты возбуждения могут работать вместе или отдельно,

подпитывая замкнутый контур возбуждения

На фиг.1 дан вид генератора сбоку, где

В-статор, 7- ротор, Зиб- катушки обмотки 23,14-вал, 18- датчик поворота вала ,19-коллектор датчика поворота вала, 9 и 10- крышки с

подшипниками. Известная конструкция- 18- датчик поворота вала ,19- коллектор датчика поворота вала -отвечают за своевременное включение коммутаторов обмоток и индуцирован ия в них тока.

На фиг.2 изображён поперечный разрез генератора где: 1 -4; 2-5; 3-6 - надетые на полюса статора катушки, составляющие рабочие обмотки 21 ,22,23. 11,12,13 - токовые обмотки возбуждения. 7-ротор,8-статор.

обмотки питания возбуждения- 31,32,33-не показаны, (см. фиг.З) На фигуре 3 показана схема работы генератора. Здесь: 21 , 22, 23- рабочие обмотки VD1-VD6 - силовые диоды. VD7-VD9 - диоды

возбуждения, включённые встречно с силовыми диодами конца одной и начала соседней обмоток; 31,32,33- обмотки питания возбуждения, питают выпрямительный блок 9, который в свою очередь питает цепь возбуждения

К1- КЗ - коммутаторы рабочих обмоток, между выводами возбуждения и общей точкой схемы. Каждая обмотка может иметь свой коммутатор. При вращении открываются по очереди коммутаторы соседних к

генерирующим обмоток, которые в это время получают импульс

намагничивания. Наибольшая ЭДС - тогда, когда полюса почти разорваны и в тот же момент соседние полюса имеют наименьшую энергию

намагничивания. Включившись, коммутатор замкнёт цепь: выход соседней генерирующей обмотки - диод возбуждения - своя обмотка - вывод возбуждения - коммутатор - ОТ схемы. Возбуждение обмоток постоянным током или коммутаторами относятся к П.4 и п.2 формулы. Способов коммутации много и здесь они не рассматриваются.

На фиг.4 - электрическая -схема возбуждения по току, где : 1 1 ,12, 13- токовые обмотки возбуждения

21 ,22,23 - рабочие обмотки. VD1 +VD6 - силовые диоды.

VD7+VD 9- диоды возбуждения. При возрастании тока через нагрузку токовые обмотки намагнитят сомкнутые полюса на которых находятся. Применимо для сварки.