Энергодар

Область техники, к которой относится полезная модель.
Энергодар - это альтернативный источник энергии. Он может быть применен, как источник электроэнергии в отрасли электроэнергетики (например: на военных, научных станциях находящихся в Арктике, вместо дизелей-генераторов) и источник механической энергии в автомобильной отрасли, используя его в качестве двигателя.
Уровень техники.
Энергодар по отношению к своему предшественнику (электродвижитель для получения свободной энергии, используя асинхронный генератор скольжения) имеет потери мощности двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением на электропитания себя не превышающие двадцати процентов от своей номинальной мощности.
Наиболее близкий аналог полезной модели - RU 2656240 С1, (Ходырев А.Г.), 30.01.2017.
Раскрытие сущности полезной модели.
Техническое решение энергодара заключается в том, что используемый в энергодаре двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением затрачивает не больше двадцати процентов своей номинальной мощности на вращение асинхронного генератора скольжения для обеспечения себя электропитанием, благодаря исключению такого звена, как трансформация напряжения, в цепочки при передачи энергии от асинхронного генератора скольжения к выпрямительному устройству и уменьшению числа колец в щеточном аппарате статора асинхронного генератора, за счет соединение катушечных групп статора последовательно. Такое решение обусловлено исключением потерь на повышающий трансформатор напряжения и уменьшением потерь в щеточном аппарате статора асинхронного генератора скольжения из общих потерь мощности асинхронного генератора скольжения и двигателя постоянного тока.
Краткое описание чертежей.
1. На фиг. 1 изображена структурная схема энергодара.
2. На фиг. 2. для примера, изображена принципиальная электрическая схема энергодара с пуском от аккумуляторной батареи, где:
G - асинхронный генератор скольжения;
М - двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением;
GB - аккумуляторная батарея;
LG - обмотка возбуждения асинхронного генератора скольжения;
LM - рабочая обмотка возбуждения двигателя постоянного тока;
КМ1 - магнитный пускатель постоянного напряжения;
КМ - магнитный пускатель переменного напряжения (напряжение срабатывания катушки которого, определяется после расчета энергодара заданной мощности);
VD - диодный мост;
С - конденсаторная батарея;
RG - шунтирующий реостат;
SB1, SB2 - кнопочный выключатель.
Осуществление полезной модели.
Энергодар (Фиг. 1) для получения энергии состоит из: двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением (1), асинхронного генератора скольжения (2), выпрямительного устройства (3), источника постоянного тока (4), устройства автоматики и соединительных проводов (5). Вал двигателя постоянного тока соединен с помощью муфты (6) с валом ротора асинхронного генератора скольжения, на другой конец вала асинхронного генератора скольжения (выходной вал энергодара (7)) подсоединяется рабочая машина (редуктор, генератор и т.д.), которая будет использовать механическую энергию двигателя постоянного тока.
Щеточный аппарат статора асинхронного генератора скольжения имеет одну пару щеточных колец. Выпрямительное устройство представляет собой однофазный полномостовой выпрямитель, состоящий из четырех диодов и конденсаторной батареи, подсоединенной параллельно выходу диодного моста. Со стороны выхода постоянного напряжения выпрямительного устройства один вывод, подсоединен к одному концу обмотки ротора асинхронного генератора скольжения (то есть, на один полюс щеточного аппарата ротора асинхронного генератора скольжения), другой вывод выпрямительного устройства к одному концу обмотки якоря двигателя постоянного тока. Другой конец обмотки якоря двигателя постоянного тока подсоединен к второму полюсу щеточного аппарата ротора асинхронного генератора скольжения. То есть, обмотка ротора асинхронного генератора скольжения (обмотка возбуждения) соединена последовательно с обмоткой якоря двигателя постоянного тока. Со стороны входа переменного напряжения выпрямительного устройства один вывод, подсоединен к одному концу обмотки статора асинхронного генератора скольжения (то есть, на один полюс щеточного аппарата статора асинхронного генератора скольжения), а другой вывод к другому концу статора асинхронного генератора скольжения (то есть, на второй полюс щеточного аппарата статора асинхронного генератора скольжения).
Ввод в работу энергодара (то есть, пуск энергодара) осуществляется от источника постоянного тока, используя устройства автоматики. Источником постоянного тока может быть: аккумуляторная батарея; аккумуляторная батарея, совместно со стартером или инвертором с выпрямительным устройством; источник переменного тока с выпрямительным устройством.
Пример расчета энергодара и технический результат:
1. Выбран двигатель постоянного тока 2ПБ160М УХЛ4:
н
Р=7,1 кВт - номинальная мощность двигателя;
н
I=36,5 А - номинальный ток;
н
U=-220 В - номинальное постоянное напряжение;
n=3000 об/мин - количество оборотов ротора в одну минуту;
н
М=22,61 Н×м - номинальный момент двигателя.
Расчет асинхронного генератора скольжения производились по методике конструктивного расчета асинхронного двигателя, с добавлением некоторых пунктов конструктивного расчета синхронного генератора.
2. Данные расчета асинхронного генератора скольжения.
н
н
Р=10375 Вт - номинальная мощность асинхронного генератора скольжения; U=301В - номинальное переменное напряжение;
poт.н
ст.н
рот.
f=200 Гц -номинальная частота тока ротора; f=50 Гц - номинальная частота статора; n=3000 об/мин. - количество оборотов ротора в одну минуту.
3. Данные расчета баланса мощностей.
Общие потери мощности двигателя постоянного тока (ДПТ) на вращение асинхронного генератора скольжения при номинальном режиме:
м
тр
мех
щ
ΔР=Р+Р+Р=1312 Вт где,
м
ΔР - общие потери мощности двигателя постоянного тока (ДПТ) на вращение асинхронного генератора скольжения при номинальном режиме;
тр
Р - требуемая мощность двигателя постоянного тока на вращение асинхронного генератора скольжения, при номинальной мощности ДПТ;
мех
Р - потери мощности ДПТ на трение в подшипниках при вращении асинхронного генератора скольжения;
щ
Р - потери мощности ДПТ на трение щеток о контактные кольца при вращении асинхронного генератора скольжения.
Полезная мощность ДПТ или выходная мощность энергодара:
п
н
м
Р=Р-ΔР=7100-1312=5788 Вт где,
п
Р - полезная мощность ДПТ или выходная мощность энергодара;
н
Р - номинальная мощность ДПТ;
м
ΔР - общие потери мощности двигателя постоянного тока (ДПТ) на вращение асинхронного генератора скольжения.
Коэффициент полезного действия энергодара:
п
н
η=(Р/Р)×100%=(5788/7100)×100%=81% где,
η - коэффициент полезного действия энергодара;
п
Р - полезная мощность ДПТ или выходная мощность энергодара;
н
Р - номинальная мощность ДПТ.