×
13.12.2018
218.016.a5ce

Результат интеллектуальной деятельности: Источник постоянного тока, выполненный на синхронном шаговом двигателе, с повышенной выходной мощностью

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: 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, подающей напряжение на катушки. На роторе расположены постоянные магниты, выполняющие функцию полюсов. На статоре расположены катушки. Ротор выполнен принудительно вращающимся внешним источником механической энергии для наведения в катушках переменного напряжения. Количество катушек на статоре четное и в три раз больше, чем количество полюсов на роторе. Диаметрально расположенные катушки соединены параллельно. Начала четных катушек объединены с концами нечетных катушек и подключены к выпрямительному мосту, а начала нечетных катушек объединены с концами четных катушек и соединены между собой. 6 ил.

Предлагаемое изобретение относится к электрическим машинам и может быть использовано как источник постоянного тока.

Известен трехфазный синхронный генератор, содержащий ротор, на валу которого расположены полюсы с прикрепленными на них катушками возбуждения, к которым подключен источник постоянного напряжения, и статор, в пазах которого уложены катушки индуктивности. Источник постоянного напряжения, необходимый для питания катушек возбуждения полюсов ротора, подключен к последним через кольца на роторе и подвижные щеточные контакты (Кузнецов М.И. Основы электротехники / М.И. Кузнецов. - М.: Высшая школа, 1964. - С. 333-334).

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 в следствие наличия подвижных щеточных контактов для подачи питающего постоянного напряжения.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является шаговый двигатель, содержащий ротор, на котором расположены постоянные магниты, выполняющие функцию полюсов, и статор, на котором расположены отдельные катушки. Каждая катушка связана с изолированным источником постоянного напряжения и с системой управления. Питание постоянным током подается на каждую катушку отдельно, причем поочередно с помощью системы управления, что обеспечивает шаговое движение ротора и его фиксацию при обесточенных обмотках возбуждения. Количество катушек зависит от шага двигателя (Емельянов А.В. Шаговые двигатели : учеб. пособие / А.В. Емельянов, А.Н. Шилин. - Волгоград: ВолгГТУ, 2005. - С. 6, рис. 2, 3).

Основными недостатками этого устройства являются отсутствие выработки мощности достаточной величины ввиду обеспечения движения ротора только при поступлении извне постоянного напряжения от изолированного источника на катушки в определенной последовательности, что связано с дополнительным расходом электроэнергии.

Представленное изобретение решает техническую проблему выработки повышенного значения мощности, при отсутствии использования дополнительного источника постоянного напряжения и системы управления, подающей напряжение на катушки, без значительного усложнения конструкции двигателя.

Решение этой технической проблемы достигается тем, что в источнике постоянного тока, выполненном на синхронном шаговом двигателе, с повышенной выходной мощностью, содержащем ротор, на котором расположены постоянные магниты, выполняющие функцию полюсов, и статор, на котором расположены катушки, согласно изобретению, ротор выполнен принудительно вращающимся внешним источником механической энергии для наведения в катушках переменного напряжения. Количество катушек на статоре четное и в три раз больше, чем количество полюсов на роторе. Диаметрально расположенные катушки соединены параллельно. Начала четных катушек объединены с концами нечетных катушек и подключены к выпрямительному мосту, а начала нечетных катушек объединены с концами четных катушек и соединены между собой.

Обеспечение возможности исключения дополнительного источника питания для катушек обусловлено тем, что на катушках в генераторном режиме от вращения постоянных магнитов, находящихся на роторе, наводится ЭДС, которая снимается с них прямо на вход выпрямительного моста при параллельном, соноправленном, соединении диаметрально расположенных катушек, что позволяет суммировать генерируемые токи.

Оптимальное количество катушек на статоре, четное и в три раза больше, чем количество полюсов на роторе, это позволяет увеличить значение вырабатываемой мощности.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлена схема расположения постоянных магнитов на роторе и обмоток возбуждения на статоре; на фиг. 2 - принципиальная схема источника постоянного тока, выполненного на синхронном шаговом двигателе, с повышенной выходной мощностью, и трехфазный выпрямитель; на фиг. 3 - зависимость генерируемого тока на катушках от времени; на фиг. 4 - зависимость суммируемого генерируемого тока на катушках от времени при параллельном соединении катушек; на фиг. 5 - работа трехфазного выпрямительного моста; на фиг. 6 - зависимость выпрямленного тока на нагрузке от времени при параллельном соединении катушек.

Кроме того, на чертеже использованы следующие обозначения:

- L1 - L6 - катушки;

- N - северный полюс постоянного магнита;

- S - южный полюс постоянного магнита;

- • - начало катушки;

- Р - ротор;

- С - статор;

- R - нагрузка;

- i - переменный ток;

- I - выпрямленный ток;

- t - время;

- t1 - t7 - промежутки времени;

- D1 - D6 - диоды выпрямительного моста.

Источник постоянного тока, выполненный на синхронном шаговом двигателе, с повышенной выходной мощностью, содержит ротор, на котором расположены постоянные магниты, выполняющие функцию полюсов, и статор, на котором расположены катушки. Ротор выполнен принудительно вращающимся внешним источником механической энергии для наведения в катушках переменного напряжения. Количество катушек на статоре четное и в три раз больше, чем количество полюсов на роторе. Диаметрально расположенные катушки соединены параллельно. Начала четных катушек объединены с концами нечетных катушек и подключены к выпрямительному мосту. Начала нечетных катушек объединены с концами четных катушек и соединены между собой.

Пример выполнения предлагаемого устройства, содержащего три пары катушек, соединенных параллельно, одну пару полюсов, и выпрямительного трехфазного моста.

Источник постоянного тока, выполненный на синхронном шаговом двигателе, с повышенной выходной мощностью содержит ротор 1 (Р), на котором расположены постоянный магнит 2, выполняющий функцию полюсов, и статор 3 (С), на котором расположены катушки: 4 (L1), являющаяся четной, 5 (L2), являющаяся нечетной, 6 (L3), являющаяся четной, 7 (L4), являющаяся нечетной, 8 (L5), являющаяся четной, 9 (L6), являющаяся нечетной (фиг. 1). Ротор 1 выполнен принудительно вращающимся внешним источником механической энергии (на чертеже не показан) для наведения в катушках 4 (L1), 5 (L2), 6 (L3), 7 (L4), 8 (L5), 9 (L6) переменного напряжения.

Таким образом, количество катушек на статоре 6 четное и в три раза больше количества полюсов на роторе 1.

Диаметрально расположенные катушки 4 (L1) и 7 (L4) соединены параллельно. Так начало четной катушки 4 (L1) объединено с концом нечетной катушки 7 (L4), а начало нечетной катушки 7 (L4) объединено с концом четной катушки 4 (L1). Диаметрально расположенные катушки 5 (L2) и 8 (L5) соединены параллельно. Так начало четной катушки 8 (L5) объединено с концом нечетной катушки 5 (L2), а начало нечетной катушки 5 (L2) объединено с концом четной катушки 8 (L5). Диаметрально расположенные катушки 6 (L3) и 9 (L6) соединены параллельно. Так начало четной катушки 6 (L3) объединено с концом нечетной катушки 9 (L6), а начало нечетной катушки 9 (L6) объединено с концом четной катушки 6 (L3).

Объединенные начало четной катушки 4 (L1) и конец нечетной катушки 7 (L4), подключены к входу 10 выпрямительного моста, связанному с диодами 13 (D1) и 14 (D2). Объединенные начало четной катушки 8 (L5) и конец нечетной катушки 5 (L2) подключены к входу 11 выпрямительного моста, связанному с диодами 15 (D3) и 16 (D4). Объединенные начало четной катушки 6 (L3) и конец нечетной катушки 9 (L6) подключены к входу 12 выпрямительного моста, связанному с диодами 17 (D5) и 18 (D6).

Объединенные начало нечетной катушки 7 (L4) и конец четной катушки 4 (L1), объединенные начало нечетной катушки 5 (L2) и конец четной катушки 8 (L5), объединенные начало нечетной катушки 9 (L6) и конец четной катушки 6 (L3) соединены между собой.

Выход 19 выпрямительного моста подключен к входу нагрузки 20 (R), а выход 21 выпрямительного моста подключен к выходу нагрузки 20 (R) (фиг. 2).

Источник постоянного тока, выполненный на синхронном шаговом двигателе, с повышенной выходной мощностью, работает следующим образом.

При вращении ротора 1. находящийся на нем постоянный магнит 2 с одной парой полюсов, на катушках 4 (L1), 5 (L2), 6 (L3), 7 (L4), 8 (L5), 9 (L6) создает переменное напряжение (фиг. 3). При соноправленном соединении попарно катушек 7 (L4) и 4 (L1), 8 (L5) и 5 (L2), 6 (L3) и 9 (L6) между собой происходит сложение выработанного тока. При подаче на входы 10, 11, 12 выпрямительного моста в момент времени t1 (фиг. 5) открыты диоды 13 (D1) и 18 (D6), в момент времени t2 диод 18 (D6) закрывается, а диоды 13 (D1) и 14 (D2) открыты, в момент времени t3 диод 13 (D1) закрывается, а диоды 14 (D2) и 15 (D3) открыты, в момент времени t4 диод 14 (D2) закрывается, а диоды 15 (D3) и 16 (D4) открыты, в момент времени t5 диод 15 (D3) закрывается, а диоды 16 (D4) и 17 (D5) открыты, в момент времени t6 диод 16 (D4) закрывается, а диоды 17 (D5) и 18 (D6) открыты, в момент времени t7, как и в момент времени t1, диод 17 (D5) закрывается, а диоды 18 (D6) и 13 (D1) открыты, в дальнейшем идет повторение работы выпрямительного моста. С выходов выпрямительного моста преобразованный ток (фиг. 6) проходит через нагрузку 20 (R), подключенную через выход 19 и выход 21 выпрямительного моста.

Таким образом,. предложенное устройство способно вырабатывать повышенную мощность без использования дополнительного источника постоянного напряжения и, соответственно, дополнительного расхода электрической энергии, и системы управления, подающей напряжение на катушки, при параллельном соединении диаметрально расположенных катушек, без значительного усложнения конструкции двигателя, что позволяет суммировать генерируемый ток, причем малый коэффициент пульсации достигается за счет использования выпрямительного моста.

Источник постоянного тока, выполненный на синхронном шаговом двигателе, с повышенной выходной мощностью, содержащий ротор, на котором расположены постоянные магниты, выполняющие функцию полюсов, и статор, на котором расположены катушки, отличающийся тем, что ротор выполнен принудительно вращающимся внешним источником механической энергии для наведения в катушках переменного напряжения, при этом количество катушек на статоре четное и в три раз больше, чем количество полюсов на роторе, диаметрально расположенные катушки соединены параллельно, причем начала четных катушек объединены с концами нечетных катушек и подключены к выпрямительному мосту, а начала нечетных катушек объединены с концами четных катушек и соединены между собой.
Источник постоянного тока, выполненный на синхронном шаговом двигателе, с повышенной выходной мощностью
Источник постоянного тока, выполненный на синхронном шаговом двигателе, с повышенной выходной мощностью
Источник постоянного тока, выполненный на синхронном шаговом двигателе, с повышенной выходной мощностью
Источник постоянного тока, выполненный на синхронном шаговом двигателе, с повышенной выходной мощностью
Источник постоянного тока, выполненный на синхронном шаговом двигателе, с повышенной выходной мощностью
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 121-130 из 140.
24.07.2020
№220.018.361f

Творожный продукт

Изобретение относится к молочной промышленности. Творожный продукт состоит из творога, муки цельнозерновой из зеленой гречки, обжаренной при температуре 170-180°С в течение 10-15 минут, протертых винограда сушенного и абрикосов сушенных без косточки (курага) в соотношении 1:1 и ядра...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002727253
Дата охранного документа: 21.07.2020
24.07.2020
№220.018.367a

Многоступенчатый каталитический нейтрализатор отработавших газов дизеля

Многоступенчатый каталитический нейтрализатор отработавших газов дизеля предназначен для использования при реализации очистки отработавших газов двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. Устройство содержит кожух с внешней и внутренней стенками и теплоизоляцией между ними,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002727283
Дата охранного документа: 21.07.2020
12.04.2023
№223.018.47bb

Муфта

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к муфтам. Муфта содержит две фланцевые полумуфты и упругие элементы, связывающие полумуфты между собой. На внешней поверхности фланца одной полумуфты выполнены радиальные отверстия. На боковой поверхности фланца другой полумуфты...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002740607
Дата охранного документа: 15.01.2021
12.04.2023
№223.018.47c7

Способ удаления наноса, преимущественно с крыш, предотвращения его накопления и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области строительства, а именно к способу удаления наноса, преимущественно с крыш, и устройству для его осуществления. Технический результат изобретения – снижение энергозатрат. Способ заключается в том, что формируют поток воздуха с использованием естественной энергии...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002743476
Дата охранного документа: 18.02.2021
20.04.2023
№223.018.4b8d

Способ экспрессного определения суммарного содержания антоцианов

Изобретение относится к способу экспрессного определения суммарного содержания антоцианов в экстрактах плодов. Способ экспрессного определения суммарного содержания антоцианов в экстрактах плодов, содержащих от 0,25 до 1,5% антоцианов, полученных путем извлечения антоцианов из плодов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002768114
Дата охранного документа: 23.03.2022
21.04.2023
№223.018.5022

Прибор контроля потребления электрической энергии в сети низкого напряжения

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Сущность: прибор содержит монокристальный микроконтроллер, являющийся центральным вычислительным устройством и одновременно аналого-цифровым преобразователем, связанный с источником питания, датчики тока, выполненные в виде дифференциальных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002748936
Дата охранного документа: 01.06.2021
23.04.2023
№223.018.5230

Способ накатывания фасок на стержневых изделиях

Изобретение относится к накатыванию фасок на стержневых изделиях. Осуществляют подачу заготовки в лоток, снабженный заталкивающим механизмом, размещение заготовки на валках, формирование фасок на заготовке путем проталкивания ее между валками и удаление стержневого изделия. Используют валки с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002744401
Дата охранного документа: 09.03.2021
15.05.2023
№223.018.57c5

Машина для междурядной и приствольной обработки почвы

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Машина для междурядной и приствольной обработки почвы состоит из рамы, содержащей поперечную балку, навесное устройство и кронштейны, а также опорных колес и модулей. Каждый модуль состоит из корпуса, присоединенного к поперечной балке, двух рабочих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002767791
Дата охранного документа: 21.03.2022
15.05.2023
№223.018.57d6

Способ получения композиционного материала преимущественно рассекателя для барботационной установки

Способ получения композиционного материала преимущественно рассекателя для барботационной установки предназначен для использования в области порошковой металлургии при производстве композиционных материалов методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), преимущественно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002767111
Дата охранного документа: 16.03.2022
15.05.2023
№223.018.5903

Полуфабрикат рубленый из мяса индейки, завернутый в растительный лист

Изобретение предназначено для использования в пищевой промышленности и общественном питании, а именно для приготовления полуфабриката рубленого из мяса индейки, завернутого в растительный лист. Полуфабрикаты рубленые из мяса индейки, завернутые в растительный лист, включают измельчение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002760217
Дата охранного документа: 22.11.2021
Показаны записи 1-8 из 8.
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
25.09.2018
№218.016.8ab9

Синус-косинусный двухфазный генератор

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...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002667660
Дата охранного документа: 24.09.2018
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
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
05.06.2023
№223.018.7734

Реверсивное устройство регулирования скорости однофазного асинхронного электродвигателя

Реверсивное устройство регулирования скорости однофазного асинхронного электродвигателя относится к преобразователям частоты, ведомым однофазной сетью переменного тока, и может быть использовано в регулируемом электроприводе переменного тока для питания от однофазной сети однофазных асинхронных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002767754
Дата охранного документа: 21.03.2022
+ добавить свой РИД