ГЕНЕРАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в качестве генератора постоянного тока электромашинного типа, применяемого для питания потребителей, предъявляющих повышенные требования к стабильности напряжения питания.
Известен генератор постоянного тока, имеющий конструкцию, подобную конструкциям обычных синхронных генераторов с классической магнитной схемой, и содержащий непосредственно генератор, выпрямитель и нагрузку (см. Балагуров В.А. Проектирование специальных электрических машин переменного тока. М., ВШ, 1982, рис.3.2, стр.114). Схема данного генератора проста, компактна и характеризуется высокими энергетическими показателями, однако выпрямленное напряжение его отличается большим коэффициентом пульсаций.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является генератор постоянного тока, содержащий полюсы статора, обмотку якоря и ротор с постоянными магнитами, при этом полюсы крепятся к станине статора, обмотка якоря разделена на катушки, каждая из которых размещена на соответствующем полюсе (см. Балагуров В.А., Галтеев Ф.Ф. Электрические генераторы с постоянными магнитами. М., Энергоатомиздат, 1988, рис.1.24, стр.28). Данная конструкция позволяет улучшить качество выпрямленного напряжения, так как число фаз выпрямления зависит от числа полюсов, а их может выполнено больше, чем число зубцов статора
обычного генератора, однако выпрямленное напряжение генератора не стабилизировано и при значительных нагрузках может уменьшаться до недопустимых пределов.
Требуемый технический результат заключается в повышении стабильности напряжения генератора.
Требуемый технический результат достигается тем, что в генераторе постоянного тока, содержащим станину, блок полюсов, блок полюсных обмоток, выпрямительный блок, содержащий схемы выпрямления, шины постоянного тока и ротор с постоянными магнитами, причем полюсы крепятся к станине по ее окружности и равномерно распределены в пространстве, полюсные обмотки размещены на противоположной от станины стороне полюсов и соединены с соответствующими схемами выпрямления выпрямительного блока, а шины постоянного тока соединены с указанными схемами, на каждом из полюсов размещена дополнительно обмотка подмагничивания, расположенная на стороне полюсов в месте крепления их к станине, при этом обмотки подмагничивания всех полюсов соединены последовательно и согласно подключены к автоматическому регулятору напряжения, соединенному с шинами постоянного тока.
На фиг.1 показано сечение генератора. На фиг.2 изображена схема обмоток генератора для трех полюсов.
Генератор содержит станину 1, блок полюсов 2, содержащий полюсы 2-1, 2-2 и 2-3, блок полюсных обмоток 3, содержащий полюсные обмотки 3-1, 3-2 и 3-3, блок обмоток подмагничивания 4, содержащий обмотки 4-1, 4-2 и 4-3, ротор с постоянными магнитами 5, выпрямительный блок 6, содержащий схемы выпрямления 6-1, 6-2 и 6-3, шины постоянного тока 7, причем полюсы 2-1, 2-2 и 2-3 блока полюсов 2 крепится к станине 1, полюсные обмотки 3-1, 3-2 и 3-3 блока полюсных обмоток 3 соединены со схемами выпрямления 6-1, 6-2 и 6-3 выпрямительного блока 6, соответственно, обмотки подмагничивания 4-1, 4-2 и 4-3 блока обмоток подмагничивания 4 соединены последовательно и согласовано, подключены
к автоматическому регулятору напряжения 8, соединенному с шинами постоянного тока 7. Выходы схем выпрямления 6-1, 6-2 и 6-3 выпрямительного блока 6 соединены с шинами постоянного тока 7. Все элементы конструкции генератора серийно выпускаются отечественной промышленностью. Автоматический регулятор напряжения 8 выполнен по стандартной схеме и содержит измерительный орган (чувствительный элемент, элемент сравнения и генератор опорного напряжения), преобразовательно-усилительный орган, исполнительный орган, а объектом регулирования указанного регулятора 8 является степень намагниченности полюсов 2-1, 2-2 и 2-3. Увеличение тока подмагничивания в обмотках подмагничивания 4-1, 4-2 и 4-3 приводит к изменению магнитной проницаемости полюсов 2-1, 2-2 и 2-3 и к уменьшению индуктивности полюсных обмоток 3-1, 3-2 и 3-3. Ввиду того, что индуктивность указанных обмоток определяет величину падения напряжения в них, то входное напряжение полюсных обмоток зависит от падения напряжения в них, а от разности между ЭДС каждой из полюсных обмоток и падения напряжения в ней зависит величина и стабильность выходного напряжения генератора. Число полюсов в блоке полюсов 2, как и число обмоток в блоке полюсных обмоток 3, определяется величиной коэффициента пульсации напряжения генератора, так как один полюс с одной обмоткой представляет собой одну фазу выпрямления для выпрямительного блока 6.
Генератор постоянного напряжения работает следующим образом. При вращении ротора с постоянными магнитами 5 внутри генератора создается вращающееся магнитное поле, а в полюсах 2-1, 2-2 и 2-3 блока полюсов 2, закрепленных на станину 1, появляется магнитный поток, под действием которого в полюсных обмотках 3 возникает ЭДС в соответствии с законом об электромагнитной индукции. Указанные ЭДС поступают соответственно на схемы выпрямления 6-1, 6-2 и 6-3 выпрямительного блока 6, где выпрямляется и постоянные напряжения поступают на шины постоянного тока 7, от которых получают питание потребители. При уменьшении
напряжения генератора в работу вступает автоматический регулятор напряжения 8, который поддерживает заданное напряжение на шинах 7. Под действием разности напряжений (действительного и требуемого), указанный регулятор 8 вырабатывает сигнал, который проходя по обмоткам 4-1, 4-2 и 4-3 блока обмоток подмагничивания 4 обеспечивает уменьшение падения напряжения в каждой из обмоток 3-1, 3-2 и 3-3, что обеспечивает повышение напряжения на шинах 7.
Таким образом, применение блока обмоток подмагничивания, содержащего обмотку подмагничивания на каждом полюсе, позволяет поддерживать напряжение на шинах постоянного тока в заданных пределах.
Литература
1. Балагуров В.А. Проектирование специальных электрических машин переменного тока. М., ВШ, 1982, рис.3.2, стр.114
2. Балагуров В.А., Галтеев Ф.Ф. Электрические генераторы с постоянными магнитами. М., Энергоатомиздат, 1988, рис.1.24, стр.28