ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО
ELECTROMECHANICAL DEVICE

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах электропитания и электроуправления.
Известно элекромеханическое 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 и 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 обеспечить питанием объекты. Переменное напряжение поступает в трехфазный выпрямитель, который может быть выполнен в одном узле с стабилизатором.
Выпрямленное стабилизированное постоянное напряжение поступает через автоматический расцепитель в электродвигатель постоянного тока. Однако нагрузка не может быть увеличена без увеличения мощности источника постоянного тока. С помощью предлагаемого устройства увеличивается нагрузка без увеличения мощности источника постоянного тока.
Достигается это использованием автоматического расцепителя, срабатывающего при равенстве напряжений, и введением между вторым входом этого расцепителя и выходом трехфазного выпрямителя с стабилизатором, потенциометра, а также соединением выхода реостата с входом электродвигателя постоянного тока. На фиг.1 и в тексте приняты следующие обозначения:
1. источник постоянного тока;
2. реостат;
3. автоматический расцепитель, срабатывающий при равенстве напряжений;
4. электродвигатель постоянного тока;
5. синхронный генератор с возбудителем;
6. потенциометр;
7. трехфазный выпрямитель с стабилизатором;
При этом выход источника постоянного тока 1, через реостат 2, соединен с входом электродвигателя постоянного тока 4 и с первым входом автоматического расцепителя, срабатывающий при равенстве напряжений 3, имеющий второй вход и выход, соответственно соединенные через потенциометр 6 с выходом трехфазного выпрямителя с стабилизатором 7 и с вышеупомянутым входом электродвигателя постоянного тока 4, жестко связанного с синхронным генератором с возбудителем 5, имеющего первый, второй и третий выходы, соединенные соответственно с первым, вторым и третьим входами вышеупомянутого выпрямителя 7.
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 автоматический расцепитель, срабатывающий при равенстве напряжений 3, и в электродвигатель постоянного тока 4, жестко связанный с синхронным генератором 5. С помощью реостата 2 устанавливается определенная скорость вращения вала электродвигателя, а генератор 5 выдает трехфазное переменное напряжение в трехфазный выпрямитель с стабилизатором 7, преобразующий трехфазное переменное напряжение в стабилизированное постоянное напряжение, поступающее далее через потенциометр 6 на другой вход автоматического расцепителя, срабатывающего при равенстве напряжений 3. Последний осуществляет подключение потенциометра 6 к электродвигателю 4. Предварительно с помощью потенциометра 6 осуществляется регулировка напряжения с выхода выпрямителя с стабилизатором 7 до тех пор, пока оно не сравняется с напряжением с выхода реостата 2.
При увеличении же нагрузки уменьшение трехфазного напряжения на входе выпрямителя с стабилизатором 7 не вызовет изменение постоянного напряжения на его выходе, если это уменьшение на входе не будет ниже допустимого. В противном случае стабилизация не произойдет, напряжение на выходе выпрямителя 7 упадет и автоматический расцепитель 3 отключит выход потенциометра 6 от электродвигателя 4.
Однако, когда напряжение снова стабилизируется при увеличении напряжения на трехфазном выходе синхронного генератора с возбудителем 5, снова осуществится в автоматическом расцепителе 3 фиксация равенства напряжений, поступающих с источника постоянного тока 1 и с выпрямителя 7. В результате автоматический расцепитель 3 сработает и подключит вход электродвигателя 4 к выходу потенциометра 6. Таким образом, из-за отсутствия разности потенциалов, осуществится сложение токов на входе электродвигателя 4, и следовательно, увеличится мощность, поступающая на этот вход, что позволит увеличить максимальную нагрузку. Пример конкретного исполнения трехфазного выпрямителя с стабилизатором, который может работать в широких пределах поступающего на него трехфазного напряжения представлен, например, в книге М.А.Шустов, М.: Изд. Дом Додека XXI альтекс 200, стр. 104, 135 «Источники питания и стабилизаторы, книга 2. Пример исполнения автоматического расцепителя, который может срабатывать и при равенстве напряжений, представлен в книге «Электротехника и основа электроники» Е.С.Траубе и В.Т.Миргородский, 1985, М.: Высшая школа, стр.142-143. Предлагаемое устройство может быть использовано, например, в системах, где с валом генератора жестко связан редуктор. При этом в качестве исполнительного узла могут быть применены: колесные пары, винт, пропеллер. Трехфазное напряжение может подаваться и в потребляемые узлы. Таким образом, использование предлагаемого устройства обеспечивает энергосбережение и дает экономический эффект.