×
25.09.2018
218.016.8ab9

Результат интеллектуальной деятельности: Синус-косинусный двухфазный генератор

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к электротехнике, к электрическим машинам. Технический результат состоит в упрощении конструкции. Двухфазный генератор переменного напряжения содержит ротор с постоянными магнитами и статор с обмотками. Ротор выполнен принудительно вращающимся внешним источником механической энергии для наведения в обмотках статора переменного напряжения. Количество обмоток возбуждения на статоре четное и в четыре раза больше, чем количество пар полюсов на роторе. Диаметрально противоположные обмотки соединены между собой последовательно встречно или параллельно сонаправленно. Обеспечивается одновременная генерации однофазного переменного напряжения в виде синусоиды и косинусоиды. 6 ил.

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно, к двухфазным генераторам переменного напряжения с повышенной генерируемой мощностью.

Известен трехфазный синхронный генератор, содержащий ротор, на валу которого расположены полюсы с прикрепленными к ним катушками возбуждения, к которым подключен источник постоянного напряжения, и статор, в пазах которого уложены обмотки переменного тока. Источник постоянного напряжения, необходимый для питания катушек возбуждения полюсов ротора, подключен к последним через два кольца на роторе и подвижные щеточные контакты (Кузнецов М.И. Основы электротехники / М.И. Кузнецов. - М.: Высшая школа, 1964. - С. 332-333).

Однако описанный трехфазный синхронный генератор имеет следующие недостатки; дополнительный расход электрической энергии на источник постоянного напряжения, необходимый для питания катушек возбуждения полюсов ротора; низкая надежность вследствие наличия подвижных щеточных контактов для подачи питающего постоянного напряжения.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является вентильный двигатель постоянного тока, содержащий ротор, на котором расположены постоянные магниты, выполняющие функцию полюсов, и статор, на котором расположены три катушки возбуждения. Каждая катушка подключена к выпрямительному тиристорному мосту от дополнительного источника питания постоянного тока (Прохоров С.Г. Электрические машины: учебное пособие. - Ростов н/Д: Феникс, 2012 - с. 230-231).

Основными недостатками этого устройства являются отсутствие генерации однофазного переменного напряжения ввиду обеспечения движения ротора только при поступлении извне постоянного напряжения от изолированного источника на обмотки статора в определенной последовательности, что связано с дополнительным расходом электроэнергии, и пониженная надежность вследствие сложности конструкции.

В основе изобретения лежит техническая проблема обеспечения одновременной генерации однофазного переменного напряжения в виде синусоиды и косинусоиды с повышенным значением мощности без использования дополнительного источника питания и выпрямительного тиристорного моста при повышении надежности за счет упрощения конструкции устройства.

Решение данной технической проблемы достигается тем, что в синус-косинусном двухфазном генераторе, содержащем ротор, на котором расположены постоянные магниты, выполняющие функцию полюсов, и статор, на котором расположены обмотки статора, ротор выполнен принудительно вращающимся внешним источником механической энергии для наведения в обмотках статора переменного напряжения. Количество обмоток на статоре четное и в четыре раза больше, чем количество пар полюсов на роторе, а диаметрально противоположные обмотки статора соединены между собой последовательно встречно или параллельно сонаправленно.

Обеспечение одновременной генерации однофазного переменного напряжения в виде синусоиды и косинусоиды с повышенным значением мощности без использования дополнительного источника питания постоянного напряжения и выпрямительного тиристорного моста при повышении надежности устройства без значительного усложнения конструкции обусловлено группировкой обмотки статора между собой в пары и соединением их последовательно встречно или параллельно сонаправленно, которое позволяет суммировать созданные на них напряжение или ток. При этом наведение на обмотках статора переменное напряжение в генераторном режиме от вращения постоянных магнитов, находящихся на роторе, снимается с обмоток статора прямо на нагрузку, позволяет исключить дополнительный источник питания для обмоток статора.

Количество катушек возбуждения на cтаторе четное и в четыре раза большее, чем количество пар полюсов на роторе, что позволяет повысить мощность генератора.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 приведена схема расположения постоянных магнитов на роторе и обмоток на статоре синус-косинусного двухфазного генератора; на фиг. 2 изображено последовательное соединение обмоток статора; на фиг. 3 представлено параллельное соединение обмоток статора; на фиг. 4 показаны графики зависимости генерируемого напряжения на обмотках статора от времени; на фиг. 5 показаны синусоида и косинусоида генерируемого напряжения между входом и выходом последовательно соединенных обмоток статора; на фиг. 6 показаны синусоида и косинусоида генерируемого напряжения между входом и выходом параллельного соединенных обмоток статора.

Кроме того, на чертеже использованы следующие обозначения:

- L1 - L4 - обмотки статора;

- N - северный полюс постоянного магнита;

- S - южный полюс постоянного магнита;

- • - начало обмотки;

- Р - ротор;

- С - статор;

- u - создаваемое переменное напряжение;

- t - время.

Синус-косинусный двухфазный генератор содержит ротор, на котором расположены постоянные магниты, выполняющие функцию полюсов, и статор, на котором расположены обмотки статора. Ротор выполнен принудительно вращающимся внешним источником механической энергии для наведения в обмотках статора переменного напряжения. Количество обмоток статора на статоре четное и в четыре раза больше, чем количество пар полюсов на роторе. Диаметрально противоположные обмотки статора соединены между собой последовательно встречно или параллельно сонаправленно.

Пример выполнения синус-косинусного двухфазного генератора с последовательно встречным соединением диаметрально противоположных обмоток статора, причем количество обмоток статора - две пары, а количество пар полюсов - одна (фиг. 1, 2).

Синус-косинусный двухфазный генератор с последовательно встречным соединением диаметрально противоположных обмоток статора содержит ротор 1 (Р), на валу которого расположен постоянный магнит 2, выполняющий функцию северного и южного полюсов, и статор 3 (С), на котором расположены первая 4 (L1), вторая 5 (L2), третья 6 (L3), четвертая 7 (L4) обмоток статора. Ротор 1 выполнен принудительно вращающимся внешним источником механической энергии (на чертеже не показан) для наведения в обмотках статора переменного напряжения. Количество обмоток статора на статоре 3 (С) четное, то есть их четыре, и в четыре раза больше, чем количество пар полюсов на роторе 1 (Р), где одна пара полюсов. Конец первой обмотки 4 (L1) соединен с концом третей обмотки 6 (L3). Начало первой обмотки 4 (L1) выведено на контакт 8. Начало третей обмотки 6 (L3) выведено на контакт 9. Конец второй обмотки 5 (L2) соединен с концом четвертой обмотки 7 (L4). Начало второй обмотки 5 (L2) выведено на контакт 10. Начало четвертой обмотки 7 (L4) выведено на контакт 11.

Пример выполнения синус-косинусного двухфазного генератора с параллельно сонаправленным соединением диаметрально противоположных обмоток статора, причем количество обмоток статора - две пары, а количество пар полюсов - одна (фиг. 1, 3).

Синус-косинусный двухфазный генератор с параллельно сонаправленным соединением диаметрально противоположных обмоток статора, причем количество обмоток статора - две пары, а количество пар полюсов - одна.

Синус-косинусный двухфазный генератор с параллельно сонаправленным соединением диаметрально противоположных обмоток статора содержит ротор 1 (Р), на валу которого расположен постоянный магнит 2, выполняющий функцию северного и южного полюсов, и статор 3 (С), на котором расположены первая 4 (L1), вторая 5 (L2), третья 6 (L3), четвертая 7 (L4) обмоток статора. Ротор 1 выполнен принудительно вращающимся внешним источником механической энергии (на чертеже не показан) для наведения в обмотках статора переменного напряжения. Количество обмоток на статоре 3 (С) четное, то есть их четыре, и в четыре раза больше, чем количество пар полюсов на роторе 1 (Р), где одна пара полюсов. Начало первой обмотки 4 (L1) и конец третей обмотки 6 (L3) объединены между собой и соединены с контактом 8. Конец первой обмотки 4 (L1) и начало третей обмотки 6 (L3) объединены между собой и соединены с контактом 9. Начало второй обмотки 5 (L2) и конец четвертой обмотки 7 (L4) объединены между собой и соединены с контактом 10. Конец второй обмотки 5 (L2) и начало четвертой обмотки 7 (L4) объединены между собой и соединены с контактом 11.

Синус-косинусный двухфазный генератор с параллельным сонаправленным соединением диаметрально противоположных обмоток статора работает следующим образом.

При вращении ротора 1 (Р) находящиеся на нем постоянный магнит 2 с одной парой полюсов наводит в обмотках статора 4 (L1), 5 (L2), 6 (L3), 7 (L4) переменное напряжение (фиг. 4). Между контактами 9, 8, и 11, 10 создается переменное напряжение, причем на контактах 9, 8 - синусоида с повышенным значением тока (мощности), а на контактах 11, 10 - косинусоида с повышенным значением тока (мощности) (фиг. 5).

Синус-косинусный двухфазный генератор с параллельно сонаправленным соединением диаметрально противоположных катушек возбуждения работает следующим образом.

При вращении ротора 1 (Р) находящиеся на нем постоянный магнит 2 с одной парой полюсов наводит в обмотках статора 4 (L1), 5 (L2), 6 (L3), 7 (L4) переменное напряжение (фиг. 4). Между контактами 9, 8, и 11, 10 создается переменное и согласно ориентированное напряжение (фиг. 6), причем на контактах 9, 8 - синусоида с повышенным значением тока (мощности), а на контактах 11, 10 - косинусоида с повышенным значением тока (мощности).

Таким образом, предложенное устройство способно генерировать двухфазное переменное напряжение с удвоенной величиной напряжения или тока в виде синусоиды и косинусоиды без использования дополнительных источников питания постоянного тока для обмоток возбуждения и вентильного моста, что значительно снижает стоимость предлагаемого устройства.

Синус-косинусный двухфазный генератор, содержащий ротор, на котором расположены постоянные магниты, выполняющие функцию полюсов, и статор, на котором расположены обмотки статора, отличающийся тем, что ротор выполнен принудительно вращающимся внешним источником механической энергии для наведения в обмотках статора переменного напряжения, при этом количество обмоток статора на статоре четное и в четыре раза больше, чем количество пар полюсов на роторе, а диаметрально противоположные обмотки соединены между собой последовательно встречно или параллельно сонаправленно.
Синус-косинусный двухфазный генератор
Синус-косинусный двухфазный генератор
Синус-косинусный двухфазный генератор
Синус-косинусный двухфазный генератор
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 71-80 of 140 items.
09.09.2018
№218.016.854f

Способ выдавливания тонкостенных полых изделий

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении тонкостенных полых изделий. Заготовку размещают на торцевой поверхности выталкивателя, имеющей спиралевидные впадины глубиной, уменьшающейся к центру. Внешние концы ветвей впадин выходят на кромку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002666394
Дата охранного документа: 07.09.2018
12.09.2018
№218.016.86bd

Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания

Изобретение относится к двигателестроению. Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя за счет улучшения герметизации рабочих объемов. Сущность изобретения заключается в том, что двигатель содержит корпус с рабочим кольцом, рабочие камеры, в полостях которых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002666716
Дата охранного документа: 11.09.2018
13.09.2018
№218.016.86cf

Внутренний парниковый узел

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к конструкциям элементов парников, и может быть использовано на садовых и приусадебных участках для закрепления укрывного полотна на каркасе парника. Внутренний парниковый узел содержит основной держатель 1 трубчатой формы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002666756
Дата охранного документа: 12.09.2018
13.09.2018
№218.016.872c

Глушитель выпускной системы двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к глушителям шума выпускной системы двигателя внутреннего сгорания, предназначено для использования в транспортных средствах, транспортабельных и стационарных силовых установках. Устройство содержит корпус в виде кругового цилиндра с торцовыми стенками. В корпусе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002666832
Дата охранного документа: 12.09.2018
13.09.2018
№218.016.8753

Способ измельчения зерновых материалов колеблющимися поверхностями

Способ может найти применение в агропромышленном комплексе зерноперерабатывающей и пищевой промышленности. Осуществляют управляемую подачу зерна к поверхностям движущегося верхнего 4 и нижнего 6 рабочих элементов с изменяемыми кривизной и состоянием поверхностей. Верхнему 4 рабочему элементу...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002666755
Дата охранного документа: 12.09.2018
25.09.2018
№218.016.8b60

Двигатель внутреннего сгорания

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, оборудованным турбокомпрессорами и имеющими лопатки для завихривания проходящего через них воздуха во впускных каналах головки цилиндров. Двигатель внутреннего сгорания содержит головку цилиндров с впускными каналами, в которых размещены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002667828
Дата охранного документа: 24.09.2018
11.10.2018
№218.016.907f

Индукционная индукторная тигельная печь с проволочным индуктором

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для выплавки различных сплавов, доведения расплава до необходимых свойств и выдержки его для порционной разливки. Печь содержит скрепленные вместе каркас с верхней и нижней плитами, футерованный тигель, охлаждаемый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002669030
Дата охранного документа: 05.10.2018
25.10.2018
№218.016.957e

Состав теста для производства хлеба пшеничного с грибами

Изобретение относится к пищевой промышленности. Состав теста для производства хлеба пшеничного с грибами содержит муку пшеничную хлебопекарную, дрожжи хлебопекарные прессованные, соль поваренную пищевую, гриб Чага, высушенный при температуре 80-85°С до влажности 10-12% и измельченный до размера...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002670515
Дата охранного документа: 23.10.2018
01.11.2018
№218.016.982d

Сошник

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к орудиям для посева. Сошник содержит полую трубчатую стойку-семяпровод (1), в которой жестко закреплены по направлению движения сошника две параллельные продольные перегородки, разделяющие поперечное проходное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002671164
Дата охранного документа: 29.10.2018
15.11.2018
№218.016.9dde

Штанговая приставка

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к почвообрабатывающим орудиям, а именно для использования в паровых культиваторах. Штанговая приставка содержит раму (1), связанную со стойками (2), снабженными лапами (3). К стойкам (2) шарнирно прикреплены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002672398
Дата охранного документа: 14.11.2018
Showing 1-7 of 7 items.
10.09.2015
№216.013.79d5

Реверсивный полупроводниковый коммутатор, работающий на индуктивную нагрузку

Изобретение относится к реверсивным полупроводниковым коммутаторам, работающим на индуктивную нагрузку. Технический результат заключается в повышении надежности устройства и уменьшении расхода электрической энергии. Устройство содержит четыре ключа, источник постоянного напряжения и индуктивную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562778
Дата охранного документа: 10.09.2015
25.08.2017
№217.015.b0cd

Полупроводниковое устройство регулирования скорости однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя с явно выраженным звеном постоянного тока

Полупроводниковое устройство регулирования скорости однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя с явно выраженным звеном постоянного тока относится к регулируемым полупроводниковым преобразователям для однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя и может быть...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613345
Дата охранного документа: 16.03.2017
26.08.2017
№217.015.d3ef

Реверсивное полупроводниковое устройство регулирования скорости трехфазного асинхронного электродвигателя

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для регулирования скорости вращения асинхронного электродвигателя. Техническим результатом является обеспечение нейтрализации отрицательного действия ЭДС самоиндукции на обмотках статора электродвигателя, уменьшение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002622394
Дата охранного документа: 15.06.2017
13.12.2018
№218.016.a5be

Источник постоянного тока, выполненный на синхронном шаговом двигателе, с повышенным напряжением

Изобретение относится к электротехнике, к электрическим машинам и может быть использовано в качестве источника постоянного тока. Технический результат состоит в выработке повышенного значения напряжения при отсутствии дополнительного источника постоянного напряжения и системы управления,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002674466
Дата охранного документа: 11.12.2018
13.12.2018
№218.016.a5ce

Источник постоянного тока, выполненный на синхронном шаговом двигателе, с повышенной выходной мощностью

Изобретение относится к электротехнике, к электрическим машинам и может быть использовано как источник постоянного тока. Технический результат состоит в выработке постоянного напряжения при повышении мощности и отсутствии дополнительного источника постоянного напряжения и системы управления,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002674465
Дата охранного документа: 11.12.2018
08.04.2019
№219.016.fe4b

Источник постоянного напряжения повышенной мощности с малым коэффициентом пульсации

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в источнике постоянного напряжения повышенной мощности с малым коэффициентом пульсации для выработки постоянного напряжения. В источнике постоянного напряжения повышенной мощности с малым коэффициентом пульсации на роторе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002684167
Дата охранного документа: 04.04.2019
10.11.2019
№219.017.e06f

Универсальный транзисторный регулируемый реверсивный электропривод с коллекторным двигателем

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат заключается в обеспечении питания коллекторного двигателя, как от однофазной сети переменного напряжения, так и от сети постоянного напряжения с возможностью реверса путем изменения полярности питающего напряжения на якоре...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002705566
Дата охранного документа: 08.11.2019
+ добавить свой РИД