СИНХРОННАЯ МАШИНА С ОБЩЕЙ СТУПЕНЬЮ УСТРОЙСТВА ВОЗБУЖДЕНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ/ГЕНЕРАТОРА

1. Синхронная машина (100), содержащая:
корпус (110);
вал (115), проходящий по меньшей мере от одного конца корпуса;
основную секцию (120), содержащую:
неподвижную обмотку (130), установленную на корпусе; и
вращающуюся обмотку (135), установленную на валу, выполненную на расстоянии от неподвижной обмотки и магнитно соединенную с неподвижной обмоткой; и
секцию (125) возбуждения, содержащую:
трансформатор (140), имеющий первичную обмотку (140A) и вторичную обмотку (140B), магнитно соединенные друг с другом, при этом каждая обмотка выполнена в форме диска, вторичная обмотка имеет внешний радиус и прикреплена к валу, первичная обмотка имеет внутренний радиус и установлена на корпусе, и при этом внешний радиус меньше чем внутренний радиус, а вторичная обмотка размещена внутри первичной обмотки;
выпрямитель (145), прикрепленный к валу, для выпрямления выходного сигнала вторичной обмотки обеспечения подачи выпрямленного выходного сигнала на вращающуюся обмотку и
множество электрических проводников (137, 142) для соединения выходного сигнала вторичной обмотки с выпрямителем и для соединения выпрямленного выходного сигнала выпрямителя с вращающейся обмоткой.
2. Синхронная машина по п. 1, и дополнительно содержащая блок (170) управления для обеспечения подачи сигнала управления на первичную обмотку.
3. Синхронная машина по п. 2, и дополнительно содержащая блок управления для обеспечения управляемой подачи сигнала управления на первичную обмотку, и при этом
блок управления изменяет по меньшей мере одно из рабочего цикла, частоты или выходного напряжения сигнала управления.
4. Синхронная машина по п. 2, в которой:
синхронная машина работает в качестве синхронного генератора, обеспечивающего подачу выходного напряжения, имеющего выходную частоту, когда к валу приложен входной вращательный момент; и
блок управления принуждает сигнал управления иметь частоту, по меньшей мере в несколько раз выше, чем выходная частота выходного напряжения.
5. Синхронная машина по п. 2, в которой:
синхронная машина работает в качестве синхронного двигателя, когда на неподвижную обмотку подано входное напряжение, имеющее входную частоту; и
блок управления принуждает сигнал управления иметь частоту, по меньшей мере в несколько раз выше, чем входная частота входного напряжения.
6. Синхронная машина по п. 1, в которой неподвижная обмотка является обмоткой подмагничивания, а вращающаяся обмотка является обмоткой якоря.
7. Синхронная машина по п. 1, в которой синхронная машина работает в качестве синхронного генератора, когда к валу приложен входной вращательный момент.
8. Синхронная машина по п. 1, в которой синхронная машина работает в качестве синхронного двигателя, когда на неподвижную обмотку подано входное напряжение.
9. Синхронная машина, содержащая:
корпус (110);
вал (115), проходящий по меньшей мере от одного конца корпуса и имеющий выполненный в нем канал;
основную секцию (120), содержащую:
неподвижную обмотку (130), установленную на корпусе; и
вращающуюся обмотку (135), установленную на валу, выполненную на расстоянии от неподвижной обмотки и магнитно соединенную с неподвижной обмоткой; и
секцию (125) возбуждения, содержащую:
трансформатор (140), имеющий первичную обмотку и вторичную обмотку, выполненные на расстоянии друг от друга и магнитно соединенные друг с другом, при этом каждая обмотка выполнена в форме диска, первичная обмотка установлена на
корпусе на конце вала, и при этом диск первичной обмотки задает первую плоскость (175A), которая перпендикулярна валу, вторичная обмотка прикреплена к валу возле конца вала, диск вторичной обмотки задает вторую плоскость (175B), которая перпендикулярна валу, вторая плоскость параллельна первой плоскости и выполнена на расстоянии от нее, а вал не проникает в первую плоскость;
выпрямитель (145), установленный на валу, для выпрямления выходного сигнала вторичной обмотки и обеспечения подачи выпрямленного выходного сигнала на вращающуюся обмотку, при этом выпрямитель имеет электрическое соединение;
первые проводники (142) для электрического соединения выпрямленного выходного сигнала выпрямителя с вращающейся обмоткой; и
вторые проводники (137) для электрического соединения выходного сигнала вторичной обмотки с выпрямителем;
причем по меньшей мере часть первых проводников или по меньшей мере часть вторых проводников выполнены внутри канала вала.
10. Синхронная машина по п. 9, и дополнительно содержащая блок (170) управления для обеспечения подачи сигнала управления на первичную обмотку.
11. Синхронная машина по п. 9, в которой неподвижная обмотка является обмоткой подмагничивания, а вращающаяся обмотка является обмоткой якоря.
12. Синхронная машина по п. 9, в которой синхронная машина работает в качестве синхронного генератора, когда к валу приложен входной вращательный момент.
13. Синхронная машина по п. 9, в которой синхронная машина работает в качестве синхронного двигателя, когда на неподвижную обмотку подано входное напряжение.
14. Синхронная машина по п. 9, и дополнительно содержащая блок управления для обеспечения подачи сигнала управления на первичную обмотку, и при этом
блок управления изменяет по меньшей мере одно из рабочего цикла, частоты или выходного напряжения сигнала управления.
15. Синхронная машина по п. 9, и дополнительно содержащая блок управления для обеспечения подачи сигнала управления на первичную обмотку, и при этом:
синхронная машина работает в качестве синхронного генератора, обеспечивающего подачу выходного напряжения, имеющего выходную частоту, когда к валу приложен входной вращательный момент; и
блок управления принуждает сигнал управления иметь частоту, по меньшей мере в несколько раз выше, чем выходная частота выходного напряжения.
16. Синхронная машина по п. 9, и дополнительно содержащая блок управления для обеспечения подачи сигнала управления на первичную обмотку, и при этом:
синхронная машина работает в качестве синхронного двигателя, когда на неподвижную обмотку подано входное напряжение, имеющее входную частоту; и
блок управления принуждает сигнал управления иметь частоту, по меньшей мере в несколько раз выше, чем входная частота входного напряжения.
17. Синхронная машина по п. 9, в которой по меньшей мере часть первых проводников выполнены внутри канала вала.
18. Способ изготовления синхронной машины, выполненной с возможностью работы в качестве синхронного двигателя или синхронного генератора, согласно которому:
обеспечивают корпус (110);
устанавливают на корпусе неподвижную обмотку (130);
обеспечивают вал (115), который проходит по меньшей мере от одного конца корпуса;
устанавливают на валу вращающуюся обмотку (135), которая выполнена на расстоянии от неподвижной обмотки и магнитно соединена с неподвижной обмоткой;
устанавливают на корпусе первичную обмотку (140A) трансформатора;
устанавливают вторичную обмотку (140B) трансформатора на валу, при этом вторичная обмотка выполнена на расстоянии от первичной обмотки и магнитно соединена с ней;
прикрепляют к валу выпрямитель (145), при этом соединяют вход выпрямителя с вторичной обмоткой и соединяют вывод выпрямителя с вращающейся обмоткой; и
причем либо: первичная обмотка имеет внутренний радиус, вторичная обмотка имеет внешний радиус, при этом внешний радиус меньше чем внутренний радиус, и вторичная обмотка размещена внутри первичной обмотки; либо первичная обмотка и вторичная обмотка каждая выполнены в форме диска, при этом диск первичной обмотки
задает первую плоскость, вторичная обмотка установлена на конце вала, диск вторичной обмотки задает вторую плоскость, первая плоскость и вторая плоскость являются параллельными, но отличаются, а вал не проникает в первую плоскость.
19. Способ по п. 18, согласно которому:
первичная обмотка имеет внутренний радиус, вторичная обмотка имеет внешний радиус, при этом внешний радиус меньше чем внутренний радиус, и вторичная обмотка размещена внутри первичной обмотки; и
кроме того, при этом первичная обмотка и вторичная обмотка каждая выполнены в форме диска, диск первичной обмотки задает плоскость, а диск вторичной обмотки выполнен по существу в той же самой плоскости.
20. Способ по п. 18, согласно которому:
первичная обмотка и вторичная обмотка каждая выполнены в форме диска, диск первичной обмотки задает первую плоскость, вторичная обмотка установлена на конце вала, диск вторичной обмотки задает вторую плоскость,
первая плоскость и вторая плоскость являются параллельными, но отличаются, и вал не проникает в первую плоскость; и
кроме того при этом вал имеет канал, а вторичная обмотка соединена с выпрямителем путем размещения проводников в канале.