ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО
ELECTROMECHANICAL DEVICE

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах электропитания и электроуправления.
Известно электромеханическое устройство, изложенное в книге В.Е.Китаева «Электротехника с основами промышленной электроники», М., Высшая школа, 1985 г., стр.138-140. В нем с помощью первичного двигателя, который может представлять собой электродвигатель постоянного тока, питаемого от источника постоянного тока, осуществляется вращение синхронного генератора с возбудителем. При этом вал генератора жестко связан с валом электродвигателя. Ток с выхода источника постоянного тока регулируется с помощью реостата. Устройство может обеспечивать питанием объекты или вращать исполнительный узел, например винт.
Однако устройство не может сохранить постоянство вращения вала электродвигателя при уменьшенной мощности источника питания. Известно электромеханическое устройство, входящее в состав системы автономного электропитания, представленное автором в патенте №2284644. В нем с помощью источника постоянного тока, который может быть выпрямителем или аккумуляторной батареей, осуществляется подача постоянного тока через реостат, через автоматический расцепитель в электродвигатель постоянного тока, вал которого жестко связан с валом синхронного генератора с возбудителем. Устройство может обеспечивать питанием объекты. Переменное напряжение поступает в трехфазный выпрямитель. Выпрямленное постоянное напряжение поступает через автоматический расцепитель в электродвигатель постоянного тока. Однако устройство не может увеличивать коэффициент мощности при работе на разных частотах вращения вала.
С помощью предлагаемого устройства обеспечивается увеличение коэффициента мощности при работе на разных частотах вращения вала.
Достигается это использованием блока из двух автоматических расцепителей и осуществлением соединения выхода реостата с входом электродвигателя постоянного тока, а так же введением привода и введением между выходом трехфазного выпрямителя и вторым входом блока из двух автоматических расцепителей тороидального потенциометра, жестко связанного с этим приводом, имеющим вход, соединенный со вторым выходом вышеупомянутого блока из двух автоматических расцепителей.
На фиг.1 и в тексте приняты следующие обозначения
1 - источник постоянного тока;
2 - реостат;
3 - блок из двух автоматических расцепителей;
4 - электродвигатель постоянного тока;
5 - синхронный генератор;
6 - привод;
7 - тороидальный потенциометр;
8 - трехфазный выпрямитель.
При этом выход источника постоянного тока 1 через реостат 2 соединен с входом электродвигателя постоянного тока 4 и с первым входом блока из двух автоматических расцепителей 3, имеющих второй вход и второй выход, соответственно соединенные через тороидальный потенциометр 7 с выходом трехфазного выпрямителя 8, и с входом привода 6, жестко связанного с вышеупомянутыми тороидальным потенциометром 7, а первый выход блока из двух автоматических расцепителей 3 соединен с входом электродвигателя постоянного тока 4, жестко связанного с синхронным генератором 5, имеющим первый, второй и третий выходы, соответственно соединенные с первым, вторым и третьим входами трехфазного выпрямителя 8.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
С помощью источника постоянного тока 1, который может быть аккумуляторной батареей или выпрямителем, осуществляется подача постоянного тока через реостат 2, в блок из двух автоматических расцепителей 3, и в электродвигатель постоянного тока 4, жестко связанный с синхронным генератором 5. С помощью реостата 2 регулируется скорость вращения вала электродвигателя, а генератор 5 выдает трехфазное переменное напряжение в трехфазный выпрямитель 8, преобразующий трехфазное переменное напряжение в постоянное, поступающее далее через тороидальный потенциометр 7 на второй вход блока из двух автоматических расцепителей 3. Последний подключает выход потенциометра 7 к электродвигателю 4 только после фиксации в блоке 3 равенства напряжений с источника 1 и с потенциометра 7. Пример исполнения потенциометра представлен в книге С.П.Колосов и др. «Элементы автоматики», изд. Машиностроение, М., 1970 г., стр.105, рис.60.
А пример исполнения автоматических расцепителей, которые могут так же фиксировать превышение одного напряжения над другим или отсутствия превышения представлены в книге Е.С.Траубе и В.Т.Миргородский, 1985 г., М., Высшая школа, стр.142-143, а так же в книге М.А.Шустов «Источники питания и стабилизаторы», 2007 г., М., «Альтекс», стр.90. Автоматическая регулировка равенства напряжений осуществляется следующим образом.
Вал тороидального потенциометра 7 жестко связан с приводом 6. Первоначально при отсутствии равенства напряжений, поступающих на первый и второй входы блока из двух автоматических расцепителей 3, срабатывает первый автоматический расцепитель блока 3. При этом в зависимости от превышения потенциала, поступающего на первый его вход, над потенциалом, поступающим на второй его вход, или превышение потенциала, поступающего на второй его вход, над потенциалом, поступающим на первый вход, со второго выхода блока 3 будет выдаваться положительное или отрицательное напряжение на вход привода 6, жестко связанного с валом тороидального потенциометра 7. В результате привод будет вращать вал потенциометра в ту или иную сторону, изменяя напряжение на его выходе, до тех пор, пока в блоке 3 не будет зафиксировано равенство потенциалов, и в результате срабатывании второго расцепителя не будет осуществлено вышеупомянутое сложение токов на входе электродвигателя 4. Таким образом, при изменении частоты вращения вала электродвигателя 4 обеспечивается автоматическое увеличение мощности в связи с сложением токов. Предлагаемое устройство может быть использовано в системах, где применяются как потребители трехфазного напряжения, так и исполнительные узлы в виде, например, колесных пар, винтов и т.д. Таким образом, использование предлагаемого устройства обеспечит энергосбережение и даст экономический эффект.