Результат интеллектуальной деятельности: Устройство электромеханического управления

Изобретение относится к области электромеханики и может быть использовано для управления валом генератора. Известное устройство электромеханического управления входит в состав системы автономного электропитания, изложенного в патенте автора "2284644, бюл. №27 от 27.09.2006". В его состав входит двигатель или дизель с помощью которого может передаваться вращение вала в исполнительный механизм. Синхронный генератор выдает трехфазное напряжение в трехфазный выпрямитель, где выпрямляется. В состав устройства также входит стабилизатор и автоматический расцепитель, имеющие выходы, соединенные с входом бесконтактного электродвигателя постоянного тока. Однако для увеличения частоты вращения вала требуются громоздкие узлы.

Известно устройство электромеханического управления, представленное в патенте автора "№2602063, автор Часовской А.А.". В него в отличие от вышеупомянутого может входить ведомое колесное устройство, которое может представлять собой, например, ведомую колесную пару. Однако в нем для увеличения частоты вращения вала требуются громоздкие узлы. С помощью предлагаемого устройства частота вращения вала увеличивается без ведения громоздких узлов. Достигается это использованием синхронного генератора с регулировочным реостатом, жестко связанного ведомой с колесной парой, а также введением блока управления возбуждением, имеющего выход, соединенный с входом вышеупомянутого синхронного генератора.

На фиг. 1 и в тексте приняты следующие обозначения.

1 - Исполнительный механизм

2 - Бесконтактный электродвигатель постоянного тока

3 - Двигатель

4 - Ведомая колесная пара

5 - Синхронный генератор с регулировочным реостатом

6 - Блок управления возбуждением

7 - Трехфазный выпрямитель

8 - Стабилизатор

9 - Автоматический расцепитель.

При этом исполнительный механизм 1 жестко связан с бесконтактным электродвигателем постоянного тока 2, имеющим жесткую связь с двигателем и имеющим вход, соединенный с выходом стабилизатора 8 и первым выходом автоматического расцепителя 9, имеющего второй выход, соединенный с входом стабилизатора 8, и имеющего вход, соединенный с выходом трехфазного выпрямителя 7, первый, второй и третий входы которого соответственно соединены с первым, вторым и третьим выходами синхронного генератора с регулировочным реостатом, жестко связанным с ведомой колесной парой 4 и имеющим вход, соединенный с выходом блока управления возбуждением 6.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Двигатель 3, который может быть и внутреннего сгорания или дизель, обеспечивает вращение вала на разных частотах. В состав двигателя 3 могут входить узлы, обеспечивающие его запуск. Двигатель 3 жестко связан с валом бесконтактного электродвигателя постоянного тока 2, имеющим жесткую связь с исполнительным механизмом 1. В качестве последнего может быть применена, например, ведущая колесная пара. В бесконтактном электродвигателе 2 обеспечивается свободное безтормозное вращение вала, которое передается в вышеупомянутый исполнительный механизм. По мере вращения ведущей колесной пары вращается и ведомая колесная пара 4. В результате на обмотках статора, синхронного генератора с регулировочным реостатом 5, жестко связанного с этой ведомой колесной парой, появляются токи. При этом трехфазная обмотка статора генератора создает вращающееся магнитное поле. С помощью блока управления возбуждением 2 осуществляется регулировка питания в генераторе 5 и трехфазное напряжение с выхода генератора первоначально может отсутствовать при установке тока с помощью регулировочного реостата генератора 5, равного нулю. Реостат может быть управляемый. Далее после увеличения частоты вращения ведомой колесной пары осуществляется с помощью реостата увеличение тока, поступающего с блока управления возбуждением 6 в синхронный генератор, и появляется трехфазное напряжение, поступающее с синхронного генератора 5 в выпрямитель 7. Пример конкретного исполнения блока управления возбуждением 6 и синхронного генератора с регулировочным реостатом 4 представлен в книге М.М. Кацман "Справочник по электрическим машинам" 2005 г. М., стр. 231, 232 рис. 9.3,б. Генератор 5 выдает три фазы переменного напряжения в трехфазный выпрямитель 7, выдающий постоянное напряжение на вход автоматического расцепителя 9, и далее на вход бесконтактного электродвигателя постоянного тока 2. Фиксация увеличения частоты вращения вала происходит лавинообразно, так как по мере увеличения частоты увеличивается и напряжение на выходе генератора 5.

Для прекращения увеличения частоты срабатывает автоматический расщепитель 9 при достижении напряжения на его выходе выше допустимого. В результате отключается вход электродвигателя 2 и подключается вход стабилизатора 8, обеспечивая на выходе номинальное напряжение, так же поступающего на вход электродвигателя 2. Пример конкретного исполнения автоматического расцепителя представлен в книге Е.С. Траубе, В.Г. Миргородский "Электротехника и основы электротехники" 1985 г. стр. 142-145. Пример конкретного исполнения бесконтактного электродвигателя постоянного тока представлен в книге М.М. Кацман "Справочник по электрическим машинам М. Асадема" 2005 г. стр. 315-317, 321. Первоначально движение осуществляется с помощью двигателя 3. Далее после достижения определенной скорости генератор 5 начинает выдавать трехфазное напряжение.

Устройство можно использовать в автономных системах электропитания. Его можно применять в автомобилях и локомотивах. При этом обеспечивается экономия энергопотребления.