Способ повышения коэффициента передачи мощности параметрических электрических машин

 

Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике и может быть использовано для преобразования механической энергии в электрическую. Сущность изобретения заключается в том, что согласно данному способу параметрического генерирования электрической энергии периодически изменяют индуктивность параметрической электрической машины. Согласно данному изобретению одновременно осуществляют периодическое изменение емкости параметрической. Причем изменение индуктивности и емкости производят в фазе. Данный способ обеспечивает значительное повышение коэффициента передачи мощности (cosϕ) параметрических электрических машин путем увеличения глубины модуляции периодически изменяющейся индуктивности. Способ позволяет расширить область использования параметрических электрических машин в электроэнергетике, где они могут использоваться в качестве электрогенераторов и электродвигателей на электростанциях. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике и может использоваться для преобразования механической энергии в электрическую.

Известен способ повышения коэффициента передачи мощности (cosϕ) параметрической электрической машины, заключающийся в увеличении глубины модуляции периодически изменяющейся электрической емкости [I] Однако этот способ не позволяет достичь cosϕ>0,5. Известен способ повышения коэффициента передачи мощности (cosϕ) параметрической электрической машины, заключающийся в увеличении глубины модуляции периодически изменяющейся индуктивности [1] Этот способ также не позволяет достичь cosϕ>0,5. Целью изобретения является достижение cosϕ>0,5. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе повышения коэффициента передачи мощности (cosϕ) параметрической электрической машины, заключающемся в увеличении глубины модуляции периодически изменяющейся индуктивности, операцию изменения индуктивности производят одновременно с периодическим изменением электрической емкости.

Изучение других известных технических решений в данной области техники позволило установить соответствие заявляемого способа повышения cosϕ параметрических электрических машин критерию "технический уровень".

На чертеже показана электрическая схема параметрической электрической машины, в которой реализуется заявляемый способ повышения cosϕ.

Параметрическая электрическая машина, в которой реализуется заявляемый способ повышения cosϕ, содержит переменный индуктивный элемент 1 и переменный емкостной элемент 2.

При периодическом изменении только индуктивности 1 или только электрической емкости 2 движение зарядов в электрической цепи параметрической электрической машины может быть описано уравнением Матье (1). Очевидно, что при одновременном периодическом изменении индуктивности 1 и электрической емкости 2 движение зарядов может быть описано следующим уравнением: где q заряд; t время; ω_o средняя резонансная частота электрической цепи;
m₁ глубина модуляции индуктивности;
γ частота периодического изменения индуктивности и электрической емкости;
m₂ глубина модуляции электрической емкости.

Для упрощения математических выкладок уравнение (1) записано при условии, что активное сопротивление R электрической цепи равно нулю (R=0), частота изменения индуктивности g₁ равна частоте изменения электрической емкости γ₂(γ₁= γ₂= γ) и эти изменения происходят в фазе.

Оставляя только величины первого порядка малости по m (m глубина модуляции) из уравнения (1) получим:

Уравнение (2) также является уравнением Матье. Из уравнения (2) видно, что эффективная глубина модуляции равна сумме глубины модуляции индуктивности и глубины модуляции электрической емкости, т.е. максимально возможная глубина модуляции удваивается.

Коэффициент передачи мощности (cosϕ) параметрических электрических машин, движение зарядов в которых может быть описано уравнением Матье, определяется соотношением (1):

где m глубина модуляции в уравнении Матье.

В заявляемом техническом решении:
m=m₁+m₂.

Итак, в заявляемом техническом решении максимально возможный коэффициент передачи мощности (cosϕ) параметрических электрических машин удваивается и может достигать единицы. Очевидно, что максимальный эффект достигается при изменении индуктивности и электрической емкости в фазе. Изменение индуктивности и электрической емкости с одинаковой частотой и в фазе может быть обеспечено, например, размещением деталей ротора индуктивного элемента и роторных пластин емкостного элемента на одном валу.

Предлагаемый способ повышения коэффициента передачи мощности (cosϕ) параметрических электрических машин значительно расширяет область использования этих устройств. Раньше использование параметрических электрических машин в качестве автономных источников питания было ограничено потребителями, для которых величина коэффициента передачи мощности (cosϕ) не имела большого значения, например, радиостанции, рентгеновские установки и т.д. Заявляемый способ расширяет область использования параметрических электрических машин в электроэнергетике, где они могут использоваться в качестве электрогенераторов и электродвигателей на электростанциях.

Формула изобретения

Способ повышения коэффициента передачи мощности (cosϕ) параметрических электрических машин, согласно которому осуществляют периодическое изменение индуктивности параметрической электрической машины, отличающийся тем, что одновременно с изменением индуктивности осуществляют периодическое изменение емкости параметрической электрической машины, при этом изменение емкости и индуктивности осуществляют в фазе.

РИСУНКИ

Рисунок 1