СИСТЕМА ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в разных видах транспорта, в данном случае в автомобиле, а также в различных областях хозяйства, как устройство, генерирующее электрическую энергию.
Известен электропривод транспортного средства, который включает в себя аккумулятор, соединенный с электродвигателем постоянного тока и генератор переменного тока, снабженный энергопонижающим блоком для преобразования переменного тока в постоянный, соединенный с генератором и электродвигателем, а также спаренным выключателем, расположенным между электродвигателем и энергопонижающим блоком (см. свидетельство на полезную модель №14366, МПК B60L 11/00).
Недостатком данной полезной модели является то, что аккумулятор не имеет функции подзарядки во время работы этого устройства и нагрузка подключается к тому же генератору, который обеспечивает питание замкнутого контура. Данная система работает как внутренней источник энергии для тягового двигателя и исключает возможность снабжения энергией другие виды нагрузки.
Известна генераторная установка для автомобиля, содержащая генератор переменного тока, подключенный через выпрямитель к аккумуляторной батареи, регулятор напряжения, имеющий ключевой транзистор через который запитывается обмотка возбуждения генератора, и пороговое устройство по напряжению, где генератор переменного тока выполнен с дополнительным выводом одной фазы, а в регулятор напряжения введены регулируемый делитель напряжения, пороговое устройство по частоте и дополнительный транзистор (см. пат. №2125763, МПК Н02Р 9/30, H02J 7/14).
Недостатком этой генераторной установки является тот факт, что она, только преобразует механическую энергию в электрическую, и является источником питания для аккумулятора.
Известен электропривод электромобиля, содержащий аккумулятор, двигатель постоянного тока, генератор, тяговый двигатель и пусковое реле соединенные между собой параллельно. Двигатель постоянного тока подключен к положительному плюсу аккумулятору через контакты реле. Двигатель постоянного тока и генератор связаны друг с другом механической передачей, например, ременной, причем диаметр шкива генератора в «n» раз больше диаметра шкива двигателя постоянного тока, где «n»>1. Значение «n» выбирается в зависимости от мощности и скорости вращения, используемых в электроприводе двигателя постоянного тока и генератора. Максимальное значение «n» ограничено размерами генератора (см. пат. №24427, МПК B60L 11/12).
Недостатком данной конструкции является питание двигателя постоянного тока только от аккумулятора и невозможность подзарядки аккумулятора при работе системы.
Наиболее близким к предлагаемому является генераторный агрегат (см. пат. №2253932, МПК Н02Р 9/00, H02J 9/00, оп. 10.06.2005 г.), содержащий генератор, переключатель режима работы, три стабилизатора, три выпрямительных блока, три электронных регулятора напряжения, два конденсатора (ионистора), выключатель и приводной электродвигатель, вал вращения которого, через механический привод, соединен с валом вращения генератора. В генераторном агрегате установлена дополнительная «приводная» обмотка, которая через стабилизаторы, выпрямительные блоки, регуляторы напряжения подключена к переключателю режима работы, питает приводной электродвигатель и обмотку возбуждения генератора и подзаряжает внешний источник питания.
Недостатком данного генераторного агрегата является конструктивная сложность генератора, разделение обмотки на 3 различных цепи (что предполагает использование определенных генераторов в цепи) и ручное переключение между питанием от аккумулятора и от замкнутого контура (что может привести к нехватке или избытку энергии для самостоятельного действия контура, при включенном аккумуляторе, а также возможность бесконтрольного изменения мощности тока в замкнутом контуре, ввиду отсутствия индикации и автоматичного срабатывания). Кроме того, описанный агрегат имеет более низкие выходные параметры и сложную систему управления.
Задача полезной модели обеспечить долгую работу двигателя автомобиля без внешних источников питания и какого-либо топлива.
Задача решается за счет сохранения и преобразования энергии в электрическую и механическую (вращение) в специальном замкнутом контуре. Это реализуется путем введения в схему дополнительных двух генераторов, которые будут поддерживать работоспособность контура и нагрузки.
Заявляемая полезная модель поясняется схемой.
Генератор 1 через 1-ую (силовую) часть реле мощности 2 соединен с первой обмоткой трансформатора 3. Вторая обмотка трансформатора 3 подключена ко вторым входящим клеммам 2-ой и 3-ей (коммутирующим) частям реле мощности 4(b), 5(b). Причем положительная шина цепи к 2-ой части, а отрицательная к 3-ей части. Первая входящая клемма второй части реле мощности 4(а) подключается через первую часть коммутирующего устройства 6 к положительному контакту аккумуляторной батареи автомобиля, а первая входящая клемма третьей части реле мощности 5(а) к отрицательному контакту аккумуляторной батареи. Выходящая клемма второй части реле мощности 4 соединена с положительной частью первой обмотки трансформатора 7, а выходящая клемма третьей части реле мощности 5 подключена к отрицательной части первой обмотки трансформатора 7. Вторая обмотка трансформатора 7 соединена через вторую часть коммутирующего устройства 8 с электродвигателем 9. Электродвигатель 9 и генераторы 1, 10, 11 соединены между собой механической связью, а точнее их подвижные части находятся на одном валу.
Устройство работает следующим образом.
К автомобильному аккумулятору подключены разъемы, ведущие к питанию электродвигателя 9. При первом положении коммутирующего устройства 6, 8 все цепи разомкнуты, как видно на схеме. При переведении коммутирующего устройства во второе положение из аккумулятора начинает поступать ток на первую обмотку трансформатора 7, где, трансформируясь, он попадает на электродвигатель 9. В качестве электродвигателя 9 используют электродвигатель постоянного тока по номинальной мощности равный мощности начального тока аккумуляторной батареи и способный раскрутить и поддерживать вращение вала с подвижными частями всех генераторов с частотой n, сблокированный на валу с ограничителем максимальной частоты вращения настроенным на частоту n. При совпадении напряжения между аккумулятором и электродвигателем 9 используется альтернативная схема их подключения, без трансформатора 7, мощности обмоток, которого, равны, а также равны мощности соответствующих им цепям. При попадании на электродвигатель 9, электрический ток раскручивает его до определенного крутящего момента n. Установленные с ним на одном валу генераторы 1, 10 и 11 начинают вырабатывать электрический ток. В качестве генератора 1 используется генераторная установка постоянного тока автомобильного типа с системой выпрямления и реле-регулятором. Генератором 10 является автомобильный генератор, служащий источником электричества для зарядки аккумулятора и питания всей бортовой системы. А в качестве генератора 11 используется генератор, соответствующий потребности тягового электродвигателя (либо нескольких тяговых электродвигателей). Также для питания одного или нескольких тяговых электродвигателей может использоваться несколько одинаковых генераторов 11, в таком случае они все присоединены подвижными частями к валу и подключаются параллельно. Вырабатываемый электрический ток генератором 1, проходя через силовую часть реле мощности 2, поступает на первую обмотку трансформатора 3, вызывая у него индукцию. При достижении в этой цепи тока мощности срабатывания у реле 2, чья величина равна номинальной мощности электродвигателя 9, при которой он раскручивает вал до частоты n. После срабатывания реле мощности, его коммутирующие части переключаются во второе положение, и начинает поступать ток на электродвигатель 9 из второй обмотки трансформатора 3. При этом электродвигатель 9, а также генераторы 1, 10, 11 подбираются так, чтобы те мощности тока (на которых они могут работать, или которые они должны вырабатывать) обязательно соответствовали на заданной частоте вращения n. Если все же требуется для какого-нибудь генератора другая частота вращения, нежели та по которой действует система, то его подключают к валу через шестерни, с соответствующей передачей для выработки необходимой мощности тока. Для выключения системы размыкаем коммутирующее устройство.
Использование заявляемой системы питания электродвигателя позволит обеспечить долгую работу двигателя автомобиля без внешних источников питания и какого-либо топлива.