УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
ELECTROMECHANICAL CONTROL DEVICE

Изобретение относится к области электромеханики и может быть использовано для управления валом генератора.
Известно устройство электромеханического управления, изложенное в книге В.К. Китаев «Электротехника с основами промышленной электроники», М., 1985 г., стр. 138-140. В его состав входит двигатель или дизель, с помощью которого может передаваться вращение вала в исполнительный механизм, жестко связанный с генератором, вырабатывающим трехфазное напряжение. Однако частота вращения вала не может быть увеличена без дополнительных энергоресурсов.
Известно устройство электромеханического управления, входящее в состав системы автономного электропитания, изложенное в патенте автора №2284644, бюл. №27 от 27.09.2006 г. В него могут входить те же узлы, что и в вышеупомянутом аналоге. Кроме того синхронный генератор выдает трехфазное напряжение в трехфазный выпрямитель, где выпрямляется.
В состав устройства входит потенциометр, коммутатор, стабилизатор и автоматический расцепитель, имеющий второй выход, соединенный с входом электродвигателя постоянного тока. Однако частота вращения вала не может быть увеличена без использования дополнительных энергоресурсов.
С помощью предлагаемого устройства увеличивается до определенного значения частота вращения вала без использования дополнительных энергоресурсов. Достигается это использованием в качестве синхронного генератора бесконтактного синхронного генератора и в качестве электродвигателя бесконтактного электродвигателя постоянного тока, имеющего жесткую связь с двигателем и исполнительным механизмом, а вход автоматического расцепителя соединен через потенциометр, коммутатор с выходом трехфазного выпрямителя и первый выход автоматического расцепителя соединен через стабилизатор с входом бесконтактного электродвигателя постоянного тока.
На фиг. 1 и в тексте приняты следующие обозначения:
1 - коммутатор
2 - потенциометр
3 - автоматический расцепитель
4 - стабилизатор
5 - трехфазный выпрямитель
6 - бесконтактный синхронный генератор
7 - исполнительный механизм
8 - бесконтактный электродвигатель постоянного тока
9 - двигатель, при этом двигатель 9 имеет жесткую связь с бесконтактным электродвигателем постоянного тока 8, имеющим вход, соединенный с вторым выходом автоматического расцепителя 3 и через стабилизатор 4, вышеупомянутый расцепитель 3, потенциометр 2, коммутатор 1 с выходом трехфазного выпрямителя 5, имеющего первый, второй и третий входы, соответственно соединенные с первым, вторым и третьим выходами бесконтактного синхронного генератора, жестко связанного с исполнительным механизмом 7, имеющим жесткую связь с бесконтактным электродвигателем постоянного тока 8.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Двигатель 9, который может быть и внутреннего сгорания или дизель, обеспечивает вращение вала на разных частотах. В состав двигателя могут входить узлы, обеспечивающие его запуск. Двигатель жестко связан с валом бесконтактного электродвигателя постоянного тока 8, имеющим жесткую связь с исполнительным механизмом 7. В качестве последнего может быть применен винт, привод, редуктор, коробка скоростей, колесная пара, пропеллер. В бесконтактном электродвигателе 8 обеспечивается свободное бестормозное вращение вала, которое передается в вышеупомянутый исполнительный механизм, жестко связанный с бесконтактным синхронным генератором 6, где уменьшается торможение вала из-за отсутствия щеток. Генератор 6 выдает три фазы переменного напряжения в трехфазный выпрямитель 5, выдающий постоянное напряжение через коммутатор 1 и потенциометр 2 на вход автоматического расцепителя 3. Трехфазное напряжение от генератора 6 может быть также использовано для питания потребляемых узлов, например, для освещения помещений. С помощью коммутатора 1 отключается питание на электродвигатель 8 и обеспечивается инерционное вращение вала.
При включении же коммутатора 1 постоянное напряжение от выпрямителя 5 поступает через потенциометр 2 на вход автоматического расцепителя 3 и далее на вход бесконтактного электродвигателя постоянного тока 8. С помощью потенциометра 2 осуществляется увеличение напряжения на входе электродвигателя до фиксации увеличения частоты вращения вала, осуществляющееся лавинообразно, так как по мере увеличения частоты увеличивается и напряжение на выходе генератора 6. Для прекращения увеличения частоты срабатывает автоматический расцепитель 3 при достижении напряжения на его входе выше допустимого. В результате отключается вход электродвигателя 8 и подключается вход стабилизатора 4, обеспечивающего на выходе номинальное напряжение, также поступающее на вход электродвигателя 8.
Пример конкретного исполнения автоматического расцепителя представлен в книге Е.С. Траубе, В.Т. Миргородского «Электротехника и основы электроники», 1985 г., стр. 142-145. Пример конкретного исполнения бесконтактного электродвигателя постоянного тока и бесконтактного генератора представлен в книге М.М. Кацман «Справочник по электрическим машинам», М., АСАДЕМА, 2005 г., стр. 315-317, стр. 231.
Устройство можно использовать в автономных системах электропитания. Его можно также применить в подвижных изделиях: автомобилях, локомотивах, судах, летательных аппаратах. При этом обеспечивается экономия энергоресурсов и обеспечивается положительный эффект.