×
29.05.2018
218.016.542e

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ СТАРТЕР-ГЕНЕРАТОР С ВОЗМОЖНОСТЬЮ САМОДИАГНОСТИКИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для определения скорости вращения и положения ротора электрогенератора, входящего в состав стартер-генератора с возможностью самодиагностики. Технический результат заключается в повышении точности формирования непрерывной информации об угловом положении ротора относительно статора двигателей или генераторов с управляемой механической характеристикой, а также определение начального положения ротора электрических машин. В интеллектуальном стартер-генераторе с возможностью самодиагностики в качестве датчика положения ротора использован резонансный параллельный LC контур, изменение амплитуды выходного сигнала датчика фиксируется измерительной системой, самодиагностика осуществляется благодаря датчикам тока, установленным в каждую фазу интеллектуального стартер-генератора и контролирующим протекающий ток. В случае превышения тока выше допустимого значения автоматически включается генераторном режим, который обеспечивается индуктивными датчиками положения ротора. 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к стартер-генераторам с возможностью самодиагностики, в частности к электрогенераторам с бесконтактными датчиками скорости вращения и положения ротора, и может быть использовано для определения скорости вращения и положения ротора электрогенератора.

Известен вентильный электродвигатель с встроенными датчиками скорости и углового положения ротора [патент РФ №2188494, Н02K 29/14, 27.08.2002], содержащий тахометрическую обмотку, размещенную в пазах статора, и датчики углового положения ротора, причем ось симметрии каждой фазы тахометрической обмотки совпадает с осью симметрии соответствующей фазы якорной обмотки. Катушечные группы каждой фазы тахометрической обмотки соединены между собой, как и катушечные группы якорной обмотки. Каждая катушечная группа тахометрической обмотки состоит из четного числа последовательно-встречно соединенных между собой катушек, смещенных относительно друг друга на одно зубцовое деление статора и выполненных с шагом, равным нечетному числу зубцовых делений статора. В качестве датчиков углового положения ротора приняты датчики Холла.

Недостатками аналога являются ограниченные функциональные возможности, так как наличие полупроводниковых датчиков Холла не позволяют использовать данную систему при высоких температурах, и невысокая технологичность, обусловленная размещением тахометрических обмоток.

Известен также датчик положения ротора для вентильного электродвигателя [заявка РФ №93043818, G01B 7/004, 10.12.1995], который содержит корпус, направляющую втулку с размещенным в ней постоянным магнитом и закрепленным на ней кодовым диском, взаимодействующий со считывающим устройством, закрепленным в корпусе. Кодовый диск выполнен так, чтобы существовала однозначная зависимость между маркерными импульсами на выходе считывающего устройства и угловым положением балансируемого ротора.

Недостатком аналога является невысокая технологичность, обусловленная наличием кодового диска, который является внешним по отношению к двигателю.

Известен также индуктивный датчик положения ротора бесколлекторного двигателя постоянного тока [патент РФ №2176846, Н02K 29/06,10.12.2001], в котором в качестве чувствительного элемента используется параллельный резонансный LC контур, питаемый от генератора гармонических колебаний. Перемещение полюсов индуктора относительно катушек резонансного контура приводит к изменению частоты настройки контура.

Недостатками аналога являются сложность схемотехнического решения системы обработки информации с датчика, а также аналоговый выходной сигнал, что требует от цифровых систем управления наличие быстродействующего аналого-цифрового преобразователя.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является стартер-генератор [патент РФ №2543076, F02M 11/04, 27.02.2015], в котором содержится вентильная электрическая машина с управляющим контроллером с датчиком положения ротора (датчики Холла), постоянные магниты, установленные на роторе и статор с обмотками.

Недостатками аналога являются ограниченные функциональные возможности, так как наличие полупроводниковых датчиков Холла не позволяют использовать данную систему при повышенных температурах

Задача изобретения - расширение функциональных возможностей определения положения ротора и определение его угловой скорости.

Технический результат заключается в повышении точности формирования непрерывной информации об угловом положении ротора относительно статора двигателей или генераторов с управляемой механической характеристикой, а также определение начального положения ротора электрических машин.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в стартере-генераторе, содержащем вентильную электрическую машину с управляющим контроллером, с датчиком положения ротора, постоянные магниты и статор с обмотками, согласно изобретению датчики положения ротора выполнены индуктивными, содержат генератор гармонических колебаний, соединенный с параллельным резонансным LC контуром, который в свою очередь связан с компаратором напряжения, выход которого соединен с D-триггером, который связан с компаратором цепи тактирования, подключенным к выходу генератора гармонических колебаний, частота работы которого на 20% выше точки максимума резонансной характеристики параллельного резонансного LC контура.

Самодиагностика осуществляется благодаря датчикам тока, установленным в каждую фазу интеллектуального стартер-генератора и контролирующим протекающий ток. В случае превышения тока выше допустимого значения автоматически включается в генераторном режиме, который обеспечивается индуктивными датчиками положения ротора.

Определение положения ротора основано на измерении напряжения на чувствительном элементе (резонансном LC контуре). На основании этого напряжения формируется выходное напряжение, соответствующее положению ротора в данный момент времени. Отличие от прототипа заключается в том, что параллельный резонансный LC контур настраивается таким образом, чтобы частота работы генератора гармонических колебаний была на 20% выше точки максимума резонансной характеристики, что обуславливается наличием компаратора напряжения и компаратора цепи тактирования, а также наличием D-триггера.

Существо изобретения поясняется чертежами, на фиг. 1 изображен интеллектуальный стартер-генератор с возможностью самодиагностики, на фиг. 2 изображена блок-схема индуктивного датчика положения ротора вентильной электрической машины.

Интеллектуальный стартер-генератор с возможностью самодиагностики состоит из контроллера 1 (фиг. 1), соединенного с индуктивными датчиками положения ротора 2. Число датчиков положения ротора зависит от количества фаз вентильной электрической машины, при трехфазной системе - три датчика положения ротора, при m-фазной системе - m датчиков положения ротора. Силовая часть контроллера 1 соединена с датчиками тока 3, которая в свою очередь соединена с обмотками статора 4. Постоянные магниты 5 жестко запрессованы в ротор 6. Индуктивные датчики положения ротора состоят из генератора гармонических колебаний 7 (фиг. 2), соединенного с параллельным резонансным LC контуром 8. Параллельный резонансный LC контур 8 связан с компаратором напряжения 9, выход которого соединен с D-триггером 10. Вход компаратора цепи тактирования 11 подключен к выходу генератора гармонических колебаний 7, а выход компаратора цепи тактирования 11 соединен с тактовым входом D-триггера 10.

Интеллектуальный стартер-генератор с возможностью самодиагностики работает следующим образом. Перемещение полюсов индуктора относительно катушек параллельного резонансного LC контура 8 приводит к изменению частоты настройки параллельного резонансного LC контура 8. Частота генератора гармонических колебаний 7 и частота настройки параллельного резонансного LC контура 8 смещены друг относительно друга таким образом, чтобы частота генератора гармонических колебаний 7 была на 20% выше точки максимума резонансной характеристики параллельного резонансного LC контура 8. Рабочая частота указанного генератора гармонических колебаний 7 выбирается таким образом, чтобы приращение величины индуктивности при воздействии ферромагнетика имело те же значения, что и уменьшение ее из-за воздействия диамагнитного проводящего материала. Таким образом, при воздействии ферромагнетика на параллельный резонансный LC контур 8, максимума резонансной характеристики добиваются не изменением несущей частоты генератора гармонических колебаний 7, а изменением индуктивности параллельного резонансного LC контура 8.

Далее выходной сигнал параллельного резонансного LC контура 8 подается на компаратор напряжения 9, где происходит сравнение выходного сигнала датчика с наперед заданным опорным напряжением UОП1. Величина опорного напряжения UОП1 выбирается таким образом, чтобы на выходе D-триггера 10 при отсутствии ферромагнетика выходное напряжение D-триггера 10 было равно нулю. После компаратора напряжения 9 прямоугольный сигнал поступает на вход D-триггера 10. Тактовые импульсы, поступающие на тактовый вход D-триггера 10, получают, используя компаратор цепи тактирования 11, устанавливаемый на выход генератора гармонических колебаний 7. К компаратору цепи тактирования 11 подводится опорное напряжение UОП2. Напряжение UОП2 подбирают таким образом, чтобы фронт импульса на выходе компаратора цепи тактирования 11 предшествовал выходному напряжению компаратора напряжения 9 при воздействии на параллельный резонансный LC контур 8 ферромагнитным телом.

Итак, заявляемое изобретение позволяет повысить точность формирования непрерывной информации об угловом положении ротора относительно статора двигателей или генераторов с управляемой механической характеристикой, а также существенно расширить функциональные возможности, повысить надежность за счет упрощения определения положения ротора относительно статора, а также упрощения электрической принципиальной схемы.

Стартер-генератор, содержащий вентильную электрическую машину с управляющим контроллером, с датчиком положения ротора, постоянные магниты и статор с обмотками, отличающийся тем, что датчики положения ротора выполнены индуктивными, содержат генератор гармонических колебаний, соединенный с параллельным резонансным LC контуром, который в свою очередь связан с компаратором напряжения, выход которого соединен с D-триггером, который связан с компаратором цепи тактирования, подключенным к выходу генератора гармонических колебаний, частота работы которого на 20% выше точки максимума резонансной характеристики параллельного резонансного LC контура.
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ СТАРТЕР-ГЕНЕРАТОР С ВОЗМОЖНОСТЬЮ САМОДИАГНОСТИКИ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ СТАРТЕР-ГЕНЕРАТОР С ВОЗМОЖНОСТЬЮ САМОДИАГНОСТИКИ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ СТАРТЕР-ГЕНЕРАТОР С ВОЗМОЖНОСТЬЮ САМОДИАГНОСТИКИ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 146.
26.08.2017
№217.015.edc7

Способ изготовления комбинированной полой лопатки турбомашины из алюминиевого сплава

Изобретение относится к способам изготовления лопаток турбомашин. Способ изготовления полой лопатки турбомашины из алюминиевого сплава заключается в формировании элементов спинки и корыта лопатки путем придания пластинам из алюминиевого сплава заданного профиля и размеров, их фиксации,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002628843
Дата охранного документа: 22.08.2017
29.12.2017
№217.015.f0b8

Способ диагностики помпажа компрессора газотурбинного двигателя и устройство для его реализации

Группа изобретений относится к способу диагностики помпажа компрессора газотурбинного двигателя и устройству для диагностики помпажа компрессора газотурбинного двигателя. Техническим результатом является повышение достоверности и быстродействия определения начала помпажа на всех режимах работы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002638896
Дата охранного документа: 18.12.2017
19.01.2018
№218.016.02c3

Способ управления стартер-генератором, интегрированным в газотурбинный двигатель, при коротком замыкании

Изобретение относится к области энергомашиностроения и может быть использовано в авиационных стартер-генераторах, интегрированных в авиационный газотурбинный двигатель. Технический результат: стабильная работа системы защиты от короткого замыкания в стартер-генераторе при высокой температуре...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630285
Дата охранного документа: 06.09.2017
19.01.2018
№218.016.05f3

Электропривод летательного аппарата (варианты)

Группа изобретений относится к авиакосмическим летательным аппаратам. Электропривод для летательного аппарата содержит корпус, шарико-винтовую пару, состоящую из гайки и винта, аксиальный подшипник, электродвигатель, зубчатую передачу, датчик положения ротора, демпфер и систему управления....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630966
Дата охранного документа: 15.09.2017
19.01.2018
№218.016.0c45

Форсунка с ультразвуковым излучателем

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложена топливная форсунка для ДВС, содержащая составной корпус 1 с топливным каналом высокого давления 7, распылитель 3 с иглой 2, штангу 5. В верхней части корпуса 1 форсунки закреплен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002632639
Дата охранного документа: 06.10.2017
20.01.2018
№218.016.10cf

Способ низкотемпературного ионного азотирования титановых сплавов

Изобретение относится к металлургической промышленности, а именно к химико-термической обработке поверхности изделий из титановых сплавов, и может быть использовано при изготовлении деталей двигателей, работающих в условия износа, в медицине и других отраслях промышленности. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002633867
Дата охранного документа: 18.10.2017
20.01.2018
№218.016.153d

Устройство защиты от короткого замыкания высокотемпературного стартер-генератора обращённой конструкции

Использование: в области электротехники. Технический результат: защита от короткого замыкания стартер-генератора обращенной конструкции в составе газотурбинного двигателя в температурном режиме до 450°С за счет механического расцепления статора с неподвижным стержнем, сопровождающегося...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634836
Дата охранного документа: 07.11.2017
20.01.2018
№218.016.1b7e

Гибридный магнитный подшипник с использованием сил лоренца (варианты)

Изобретение относится к области энергомашиностроения и может быть использовано для обеспечения бесконтактного вращения ротора электрических машин. Отличие по первому варианту гибридного магнитного подшипника с использованием сил Лоренца состоит в том, что введены две управляющие m-фазные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002636629
Дата охранного документа: 24.11.2017
20.01.2018
№218.016.1d36

Способ изготовления полой лопатки газотурбинного двигателя

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано для изготовления полой лопатки вентилятора газотурбинного двигателя из титанового сплава. Используют трехслойные заготовки обшивок и/или заполнителя, причем внешние слои заготовок выполняют из титанового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640692
Дата охранного документа: 11.01.2018
20.01.2018
№218.016.1d3f

Способ упрочнения и формирования винтового арматурного стержня

Изобретение относится к области упрочнения и формирования винтового профиля, в частности арматурных стержней, используемых для изготовления железобетонных элементов. Способ включает скручивание арматурной заготовки вокруг своей продольной оси. Повышение прочности арматурных стержней...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640705
Дата охранного документа: 11.01.2018
Показаны записи 1-10 из 111.
10.01.2013
№216.012.1a80

Линейный шаговый двигатель (варианты)

Изобретение относится к электротехнике, к линейным шаговым двигателям (ЛШД), и может быть использовано преимущественно в устройствах ввода - вывода. Технический результат состоит в расширении функциональных и технологических возможностей ЛШД и упрощении его конструкции за счет применения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472276
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.02.2013
№216.012.28a8

Высокоскоростная магнитоэлектрическая машина с вертикальным валом

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть использовано в высокоскоростных магнитоэлектрических машинах. Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, состоит в расширении функциональных возможностей высокоскоростных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475928
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.07.2013
№216.012.595d

Аэродинамическое транспортное средство и способ его управления

Изобретение относится к области транспортной техники, в частности к транспортным средствам, работающим на энергии сжатого воздуха. Аэродинамическое транспортное средство содержит компрессор, соединенный с пневмотрубой, грузовую или пассажирскую платформу, электродвигатели, установленные в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488498
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.11.2013
№216.012.8020

Устройство защиты магнитоэлектрического генератора от короткого замыкания (варианты)

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в магнитоэлектрических генераторах. Технический результат заключается в повышении эксплуатационного ресурса обмотки статора и уменьшении времени отключения обмоток магнитоэлектрического генератора при коротком замыкании,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498473
Дата охранного документа: 10.11.2013
20.11.2013
№216.012.8189

Магнитная игрушка

Магнитная игрушка содержит немагнитный корпус и постоянные магниты. При этом немагнитный корпус выполнен в виде пистолета. Причем постоянные магниты установлены одноименными полюсами относительно друг друга и выполнены в виде неподвижного постоянного магнита и подвижного постоянного магнита с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498837
Дата охранного документа: 20.11.2013
10.04.2014
№216.012.b77c

Способ контроля состояния грузов при перевозках

Изобретение относится к способам, предназначенным для контроля и фиксации параметров колебаний. Техническим результатом заявленного изобретения является возможность контроля и записи на запоминающее устройство параметров колебаний во всех координатах. Технический результат достигается...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002512699
Дата охранного документа: 10.04.2014
10.07.2014
№216.012.dcad

Ветроустановка

Изобретение относится к ветроэнергетике. Ветроустановка содержит воздухозаборник с расположенным внутри него ветроколесом с лопастями, прикрепленными к верхнему и нижнему кольцам, опирающимся на центрирующие ролики, установленные на валах роторов преобразователей энергии, расположенные сверху и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522271
Дата охранного документа: 10.07.2014
20.09.2014
№216.012.f5f0

Ветроэнергетическая установка

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в устройствах для преобразовании энергии текучих сред в электрическую. Ветроэнергетическая установка содержит рабочий орган, преобразователь энергии и устройство защиты от запредельных ветровых нагрузок. Рабочий орган выполнен в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528793
Дата охранного документа: 20.09.2014
27.09.2014
№216.012.f6c1

Магнитогидродинамическое устройство (варианты)

Изобретение относится к электротехнике, к магнитной гидродинамике, к электромагнитным насосам и может быть использовано в металлургии, в ядерной и нетрадиционной энергетике, машиностроении, химической промышленности, а также в космической технике. Технический результат состоит в введении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529006
Дата охранного документа: 27.09.2014
10.12.2014
№216.013.0d0b

Высокоскоростная бесконтактная электрическая машина (варианты)

Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано в качестве источников электрической энергии автономных систем электроснабжения. Технический результат заключается в повышении надежности и энергоэффективности, а также в повышении выходной мощности бесконтактной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534756
Дата охранного документа: 10.12.2014
+ добавить свой РИД