Бесконтактное устройство передачи электрической энергии

Изобретение относится к электротехнике, к устройствам бесконтактной передачи энергии в водной среде между судном-носителем и глубоководным аппаратом. Устройство содержит расположенные на судне-носителе источник переменного напряжения и стержневой сердечник, в одном из стержней которого сделан вырез, а на противоположном стержне намотана обмотка, соединенная с источником переменного напряжения. Устройство включает также вставку из того же ферромагнитного материала, что и сердечник, на которой намотана своя обмотка, подключенная к нагрузке на подводном аппарате. Вырез и вставка имеют трапециевидное сечение. Вставка снабжена упорами. На краях выреза установлены концевые выключатели, последовательно соединенные контакты которых подключены к управляющим входам источника переменного тока. Технический результат состоит в повышении эффективности передачи энергии за счет повышения точности и надежности сочленения сердечника и вставки. 1 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам бесконтактной передачи электрической энергии на подводный объект от источника, находящегося на судне-носителе или другом подводном объекте.

Известно устройство для бесконтактной передачи электроэнергии на подводный объект (патент RU 2502170, МПК H02J 3/18, 20.12.2013), состоящее из опускаемого под воду блока инвертора и размещенного на подводном объекте блока выпрямителя. Блок инвертора содержит первичную обмотку трансформатора повышенной частоты, а блок выпрямителя - вторичную обмотку этого трансформатора. При этом одни торцы обмоток трансформатора плотно прилегают к изоляционным стыковочным стенкам, а другие торцы снабжены магнитными экранами из непроводящего материала с высокой магнитной проницаемостью. Недостаток устройства заключается в отсутствии у трансформатора замкнутого магнитного сердечника, не обеспечивающего эффективной передачи энергии из одной обмотки трансформатора в другую. Кроме того, конструкция устройства не гарантирует надежного сочленения обеих половин трансформатора и не вырабатывает сигнал, подтверждающий успешное завершение этой операции.

Наиболее близкой к предлагаемому устройству является бесконтактная система передачи электрической энергии (патент US 6963263, МПК H01F 17/06, 8.11.2005), содержащая стержневой сердечник из ферромагнитного материала, на одном из стержней которого намотана обмотка, подключенная к источнику питания, а в противоположном стержне сделан вырез под вставку из того же ферромагнитного материала. Размеры вставки соответствуют размерам выреза в сердечнике. Вокруг вставки намотана своя обмотка, подключенная к нагрузке. Недостатком устройства является возможность неполного или избыточного вхождения вставки в сердечник (иначе говоря, отсутствие надежной фиксации вставки в сердечнике), что приводит к снижению эффективности передачи энергии. Кроме того, в известном устройстве стыковка вставки с сердечником возможна при активированном (включенном) источнике питания, что может приводить к искрению между ними.

В рассматриваемом устройстве предлагается оптимизировать форму выреза и вставки для обеспечения надежной и точной фиксации их относительно друг друга, а также сформировать сигнал, подтверждающий успешное завершение этого процесса.

На чертеже представлена функциональная схема бесконтактного устройства передачи электрической энергии.

Устройство содержит стержневой сердечник 1 из ферромагнитного материала, в одном из стержней которого сделан вырез 2, а вокруг другого - намотана обмотка 3, подключенная к источнику 4 переменного тока. Устройство включает в себя также вставку 5 из того же ферромагнитного материала, что и сердечник 1. Размеры вставки 5 соответствуют вырезу 2 в сердечнике 1. Вокруг вставки намотана своя обмотка 6, подключенная к нагрузке 7. Края выреза 2 в сердечнике 1 опрессованы насадками 8 из изоляционного материала с низким коэффициентом трения (например, фторопласта). Сердечник 1 с источником 4 являются принадлежностью судна-носителя, а вставка 5 и нагрузка 7 - подводного аппарата.

Устройство отличается тем, что вырез и вставка имеют трапецевидное сечение, обеспечивающее надежное сочленение сердечника 1 и вставки 5. Кроме того, на основании вставки 5 расположены упоры 9, а на внешних краях выреза 2 установлены соответствующие им концевые выключатели 10, 11. Последовательно (по схеме логической операции «И») соединенные контакты 12, 13 выключателей 10, 11 подключены к управляющим входам источника 4.

Бесконтактное устройство передачи электрической энергии работает следующим образом.

При отстоящих друг от друга сердечнике 1 и вставке 5 магнитная связь между обмотками 3 и 6 отсутствует, контакты 12, 13 выключателей 10, 11 разомкнуты и источник 4 отключен от обмотки 3. В этом случае передачи электрической энергии от источника 4 к нагрузке 7 не происходит.

При полном вводе вставки 5 в вырез 2 сердечника 1 практически полностью восстанавливается магнитная цепь трансформатора, образованная сердечником 1 и вставкой 5. Одновременно с этим упоры 9 вставки 5 воздействуют на выключатели 10, 11, которые замыкают свои контакты 12, 13, подключенные к управляющим входам источника 4 переменного тока. Контакты 12, 13 могут, например, замыкать цепь питания контактора, содержащегося в источнике 4, через замкнувшиеся силовые контакты которого выход источника 4 подключается к обмотке 3. В результате по окончании процесса стыковки вставки 5 и сердечника 1 обеспечивается эффективная передача энергии от источника 4 к нагрузке 7.

При расстыковке сердечника 1 и вставки 5 размыкаются контакты 12, 13, выход источника 4 отключается от обмотки 3 и передача энергии прекращается.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает надежную стыковку (без смещений и перекосов) двух разъемных частей трансформатора, передающего энергию. С одной стороны, за счет трапециевидной формы выреза и вставки предотвращается слишком глубокий ввод вставки в вырез, а с другой, за счет упоров и концевых выключателей передача энергии становится невозможной при недостаточно полном вводе вставки в вырез. Кроме того, содержащиеся в устройстве концевые выключатели подключают источник питания к обмотке трансформатора только после успешного завершения стыковки. Это снижает вероятность образования искры при проведении стыковки.

К достоинствам предлагаемого устройства относятся также простота и универсальность его конструкции.

Бесконтактное устройство передачи электрической энергии, содержащее стержневой сердечник из ферромагнитного материала, в одном из стержней которого сделан вырез, а вокруг противоположного стержня намотана обмотка, подключенная к источнику переменного напряжения, и вставка из того же ферромагнитного материала, соответствующая по размерам вырезу в сердечнике и вокруг которой намотана своя обмотка, подключенная к нагрузке, отличающееся тем, что вырез и вставка имеют трапециевидное сечение, на основании вставки расположены упоры, а на внешних краях выреза установлены соответствующие им концевые выключатели, последовательно соединенные контакты которых подключены к управляющим входам источника переменного напряжения.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Устройство энергоснабжения для приводных устройств содержит подключение к электрической сети, подключение к промежуточному контуру постоянного напряжения (ZK), выпрямительное устройство, включающее несколько модулей, электрическое соединение для эксплуатации транспортного средства в сети постоянного напряжения.

Использование - в области электротехники, транспорта. Технический результат - обеспечение транспортного средства электрической энергией.

Изобретение относится к индуктивной передаче энергии. Технический результат - упрощение приемника энергии.

Использование: в области электротехники. Технический результат - предотвращение нагревания металлических объектов на поверхности передатчика мощности.

Изобретение относится к устройствам индуктивной передачи энергии. Технический результат - обеспечение передачи энергии на больших площадях.

Группа изобретений относится к наземным сооружениям для привязных летательных аппаратов. Первый вариант способа электроснабжения воздушного летательного аппарата с удерживающим тросом характеризуется тем, что передачу электроэнергии с земли осуществляют повышенным напряжением 0,1…10 кВ постоянного тока путем преобразования напряжения источника питания на земле по напряжению с 12…380 В до 0,1…10 кВ и передачи по линии электропередачи с дальнейшим преобразованием напряжения 0,1…10 кВ до 12…380 В.

Настоящие изобретения относятся к беспроводной передаче мощности. Технический результат - повышение эффективности и безопасности передачи электроэнергии.

Изобретение относится к электротехнике. Универсальный источник беспроводного питания содержит несколько беспроводных передатчиков энергии и сетевой адаптер, включающий схему источника питания и корпус, который разделен на две секции, соединенные вместе при помощи поворотного шарнира; каждая из указанных секций включает по меньшей мере один из указанных нескольких беспроводных передатчиков энергии; указанные две секции можно поворачивать в разные положения, чтобы изменить положение и ориентацию указанных нескольких беспроводных передатчиков энергии.

Изобретение относится к области электротехники. Предлагается способ перетоков электрической энергии в тяговой сети постоянного тока городского электрифицированного транспорта через коммунальную сеть переменного тока для улучшения качества напряжения одновременно в обеих сетях.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления реактивной мощностью в системах питания таких устройств, как землеройные машины различного типа, используемые для добычи полезных ископаемых.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в повышении надежности за счет обеспечения проверки правильности положения фиксатора.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в частотных фильтрах для радиотехнических устройств различного назначения, например, в фильтрах гармоник мощных высокочастотных радиопередатчиков.

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в радиотехнических устройствах, в частности, в составе согласующего устройства выходного каскада мощного передатчика.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в антенных эквивалентах для настройки выходных блоков мощных передатчиков и в иных блоках мощных радиотехнических устройств.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования и управления системой энергоснабжения переменного тока и индуктивной входной цепи, использующей дроссель.

Изобретение относится к электроиндукционной аппаратуре, преимущественно к трансформаторам и линейным реакторам переменного тока, применяемым для преобразования энергии в электрических сетях для регулирования и стабилизации напряжения и тока в электрических, светотехнических и радиотехнических установках, а также в качестве балластных и токоограничивающих сопротивлений.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к маточным изделиям, и предназначено для использования в фильтрах переменного напряжения в системах вторичного электропитания с большими токами нагрузки для защиты потребителей от кратковременных перенапряжений, превышающих в несколько раз напряжение питания.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в радиотехнике и преобразовательной технике. .

Изобретение относится к области радиотехники и техники связи и может быть использовано в качестве элемента электронных схем различного назначения. .
Наверх