СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОР ПЕРЕМЕННОЙ МОЩНОСТИ

Полезная модель относится к области электротехники и энергетики, в частности к генераторам энергетических установок со значительным колебанием мощности, например ветроэнергетических, гидротехнических и т.п., особенно маломощных.
Известны синхронные генераторы, содержащие ротор с явно выраженными полюсами на постоянных магнитах, и статор с явно выраженными полюсами, с уложенными в его пазах электрическими обмотками, соединенными в трехфазную или более схему, нагруженными на выпрямитель по схеме Ларионова и подключенными через ключ к нагрузке, например генератор приведенный в книге Касаткина А.С. Электротехника Москва, Энергоатомиздат 1983г. стр. 377, и принятый за прототип.
Такой генератор достаточно прост в исполнении, однако при использовании его, например, в ветроэнергетических установках (особенно малой мощности), существенным фактором, ограничивающим диапазон используемых ветров, является большой момент электромагнитного сопротивления такого генератора и низкий к.п.д. при работе на мощности, отличающейся от номинальной.
Предлагаемой полезной моделью решается задача наиболее полного использования диапазона мощностей для выработки электроэнергии, например, в ветроэнергетике расширение диапазона ветров, при которых электрогенератор функционирует и имеет максимальный к.п.д.
Для достижения названного технического результата в синхронном электрогенераторе переменной мощности, содержащем ротор с явно выраженными полюсами на постоянных магнитах, и статор с явно выраженными полюсами, с уложенными в его пазах электрическими обмотками, соединенными в трехфазную или более схему, нагруженными на выпрямитель, и подключенными к нагрузке через ключ, ротор и статор выполнены из п одинаковых секций, причем все секции ротора установлены на одном валу так, что угол между полюсами соседних секций равен нулю, а все секции статора установлены соосно так, что угол между полюсами
соседних секций равен 360°/ПК, где к - число полюсов секции, при этом обмотки каждой секции статора нагружены на свой выпрямитель, выход которого подключен к нагрузке через свой ключ. При этом каждая секция из ротора и статора представляют собой синхронный генератор аналогичный прототипу мощностью NC  Ын.ген./ п , где Кн.ген. - номинальная мощность генератора, состоящего из п секций. Мощность всего генератора регулируется в диапазоне от Nc до Нн.ген.
Отличительными признаками предлагаемого синхронного электрогенератора переменной мощности от указанного выше известного, является то, что ротор и статор выполнены из П одинаковых секций, причем все секции ротора установлены на одном валу так, что угол между полюсами соседних секций равен нулю, а все секции статора установлены соосно так, что угол между полюсами соседних секций равен ЗбО/п-к, где к - число полюсов секции, при этом обмотки каждой секции статора нагружены на свой выпрямитель, выход которого подключен к нагрузке через свой ключ.
Благодаря наличию указанных отличительных признаков в совокупности с известными, достигается следующий технический результат
за счет значительного уменьшения момента электромагнитного сопротивления и коммутирования соответствующего количества секций генератора, он вырабатывает электроэнергию во всем диапазоне мощностей, начиная с минимальной до номинальной, с максимальным к.п.д.
В результате поиска по источникам патентной и научно-технической информации совокупность признаков, характеризующая предлагаемый синхронный электрогенератор переменной мощности, не была обнаружена. Таким образом, предлагаемая полезная модель соответствует критерию охраноспособности новое.
Предложенный синхронный электрогенератор переменной мощности может найти применение в электротехнике и энергетике, в частности в констукциях генераторов энергетических установок со значительным колебанием мощности, например ветроэнергетических, гидротехнических и т.п., особенно маломощных. Таким образом, предлагаемая полезная модель соответствует критерию охраноспособности промышленно применима.
Предлагаемый синхронный электрогенератор переменной мощности иллюстрируется чертежом, представленным на фигуре.
Синхронный электрогенератор переменной мощности содержит статор 1, основание 2 статора, соединенное неподвижно с валом 3 статора, на котором установлены п секций 4 статора 1, представляющие собой статор с явно выраженными полюсами в количестве к, в пазах между которыми уложены электрические обмотки, включенные между собой, например, по трех фазной схеме. На валу статора 1 через подшипники 5 установлен подвижно вал 6 ротора 7. Вал 6 соединен неподвижно с крышкой 8 ротора 7,
-2которая в свою очередь неподвижно связана с корпусом 9 ротора 7, в котором установлены п секций 10 ротора 7, выполненные из постоянных магнитов, причем ротор 7 имеет к полюсов. Секции 10 ротора 7 установлены так, что полюса всех секций 10 находятся на одной оси, а секции 4 статора 1 установлены так, что угол между полюсами соседних секций 4 составляет .
Генератор работает следующим образом. Если мощность на валу 6 минимальна, то к нагрузке подключена лишь одна секция 4. При увеличении мощности на валу 6 генератора подключаются дополнительные секции 4, и при максимальной мощности на валу 6 генератора, к нафузке подключены все п секций 4 генератора. В каждой из секций генератора при этом наводится переменная э.д.с. Переменное напряжение выпрямляется на выпрямителе. Выходы выпрямителей соединены через коммутатор (выполняющий функцию ключей) на нагрузку и при максимальной мощности образуют параллельное соединение п источников постоянного тока, работающих на общую нагрузку.
Предложенная схема установки секций роторов и статоров при точной установке позволяет создать момент электромагнитного сопротивления не превышающий момент сопротивления единичной секции. Поэтому в первом приближении, если считать момент сопротивления пропорциональным номинальной мощности, то в таком генераторе при установленной номинальной мощности, момент электромагнитного сопротивления уменьшен в П раз.