Способ получения постоянного напряжения

 

(7l) Заявитель конструкторский институт автоматизации производственных процессов в промышленности (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в энергетике для получения качественного постоянного тока и в приборостроении для изготовления тахогенераторов повышенной точности.

Известен способ и устройство получения постоянного тока выпрямлением однофазного синусоидального переменного тока двух изолированных ис точников и их суммированием по переменным составляющим в противофазе.

Известен также способ и устройство получения постоянного тока выпрямлением многофаэного синусоидального переменного тока и суммированием вы" прямленных напряжений (l ) .

Недостатком укаэанного способа яв"

20 ляется то, что получают пульсирующий ток, частота амплитуды пульсации которого зависит от частоты выпрямляемых напряжений.

Известен также способ получения постоянного напряжения путем генерирования .двух сдвинутых по фазе

ЭДС, последующего их функционального преобразования и суммирования 32 ).

Основной недостаток такого cnocoho заключается в неточном воспроизведении постоянной функции, вызванным функциональным преобразованием (возведением в квадрат ).

Целью изобретения является повышение качества выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что генерируют двухфазные несинусоидальные переменные ЭДС,форма которых соответствует функциям (SlgllSIA 4yt) А 510 alt (1) (э I QA cos QJ t)A cos t0t (2) где А - амплитуда напряжения: м - величина, пропорциональная частоте напряжения;

t - время;

97263

На фиг. 1 показано устройство получения постоянного тока по предлагаемому способу; на фиг. 2 и 3 - варианты выполнения генератора двух- 16 фазного переменного несинусоидального тока требуемой формы.

Генератор двухфазного переменного несинусоидального тока 1 фазовыми обмотками 2 и 3 связан с двухпо- 15 лупериодными выпрямителями фазовых напряжений 4 .и 5, которые соединены последовательно и подключены к нагрузке 6. Полюсные наконечники 7 источника магнитного поля 8 имеют 2О

Форму овала, а магнитопровод 9 — держатель фазовых обмоток 2 и 3 — форму круга в поперечном сечении генератора 1.Иагнитопровод 9 подвижно связан с источником магнитного поля 8 и 25 на нем размещены две идентичные, сдвинутые относительно друг друга фазовые обмотки 2 и 3. В магнитном зазоре между статором и ротором в поперечном сечении генератора 1 магнит- 5g ная индукция В распределена в случае конструкции генератора изображенной на фиг.2 синусоидально

В = Вп, 51п ñ i (3) где Вп, -. амплитудное значение магнитной индукции 8;

cL - угловая координата ротора генератора, а в случае конструкции генератора, изображенной на фиг.3 - соответствен- 4О но функции

В =(sign sind)B sin cL (4) где sign sin с - знакопеременная единичная функция.

2 магнитного о о ф.

" 45

Способ реализуется следующим об- При равномерном вращении ротора разом. с пропорциональна времени

Вращением ротора генератора 1 с О = (8) постоянной угловой скоростью на вы- где Ы - величина, пропорциональная ходы фазовых обмоток 2 и 3 генери- скорости вращения ротора. руют несинусоидапьные переменные

Учитывая выражение (8 ) из выранапряжения, которые изменяются сост- жения (7 ) получим ветственно функциям (1) и (2). Указанные формы фазовых напряжений по- E =- — =MOSS sin ю при 0<МИ (91

° и

I Q4 m лучаются благодаря распределению магаф

1 нитной индукции в зазоре между ста- 8 -"- — =-ыс .Ь В1п lot при Ti 4M<<2P(10> си тором и ротором в поперечном сечении генератора 1 в конструкции, изо- . где E< — електродвижущая сила тока в браженной на фиг,2 по синусоидально- обмотке 2.

Q1Qn 51п щ,:. знакопеременные единичные

8; .п с „,, Функции, а затем осуществляют их двухполупериодное выпрямление, суммируют и подают на нагрузку. 5

5 ф му закону и в конструкции, изображенной на Фиг. 3 - соответственно функции (4).

В свою очередь требуемое распределение магнитной индукции в указанных зазорах обеспечивается благодаря овальной форме полюсных наконечников 7 источника магнитного поля 8 и круглой форме магнитопровода 9 в поперечном сечении генератора, так как с ув"личением зазора увеличивается магнитное сопротивление участка и соответственно уменьшается магнитная индукция в данной точке. Таким образом, для каждого значения угловой координаты ротора подбором зазора между статором и ротором в поперечном сечении генератора достигается требуемое значение магнитного сопротивления участка и, в конечном счете, требуемое распределение магнитной индукции в зазоре между статором и ротором генератора.

Для произвольного значения угла поворота о ротора в обмотке 2 с активной длиной а и шириной Ь, I помещенной в магнитное поле с синусоидальным распределением магнитной индукции поперек указанной обмотки, создаваемого источником магнитного поля 8, справедливы следующие выражения

S = à b.cosoL (5)

-d S = а Ь.в1по d о (6)

-Д.ф = а.b g sin 0о > (7) где S - проекция площади обмотки 2 на плоскость, которая перепндикулярна магнитному потоку ф >

oL - угол между плоскостью обмотки 2 и плоскостью проекции; б д91пс - значение индукции в точках пересечения обмоткой птка

972635 е

Тогда в обмотке 3, сдвинутой относительно обмотки 2 на 90 эл.град. будем иметь электродвижущую силу тока 8

F =(s gn созм t)Л. cos ìt (20)

s Очевидно, что выражения (18)«(20) идентичны функциям (1) и(2).

После двухполупериодного выпрямления выходных напряжений обмоток 2 и 3 и их суммирования получим непульсирующее постоянное напряжение,(выражение (16 ):

Несинусоидальные переменные напряжения перед двухполупериодным выпрямлением могут быть трансформированы s более низкие или высокие напряжения с целью получения напряжения требуемой величины.

Формула изобретения

Способ получения постоянного напряжения путем генерирования двух сдвинутых по фазе на 90 эл.град ЭДС, последующего их функционального преобразования и сложения, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества постоянного напряжения, генерируют несинусоидальные ЭДС, форма которых соответствует функциям е =-wab5 cos< < при < 2 Т (q>)

nl

1 где 02- электродвижущая сила тока в обмотке 3.

Парные выражения 9„и R эквивалентны функциям (1 ) и (2 ).

После двухполупериодного выпрямления выходных напряжений обмоток

2 и 3 получим

01- A s Iп СО (13)

U2 — — А cos из (14), где А - амплитуда напряжения.

A =маЬВ (15)

Суммированием выпрямленных напряжений получим г.= О1+ ) = А (16)

Таким образом, результирующее выпрямленное напряжение не содержит переменных составляющих и пропорционально скорости вращения ротора, амплитудному значению магнитной индукции и геометрическим параметрам обмоток, При распределении магнитной индукции в зазоре между статором и ротором согласно функции (4 ), для произвольного значения угла поворота ротора (фиг.3 ) в обмотке 2 будет сформирована электродвижущая сила тока согласно выражению

0„ = BBV = (siqn sin cC)BnIPVslA(17. где 3 - активная длина обмотки 2;

V — - линейная скорость магнитного поля по окружности расположения обмотки 2 и является пос-. тоянной величиной, так как скорость вращения ротора постоянна.

Учитывая выражение (8 1 в (17 )получим

4$

9<=(s inq s inn t) A s in cut, (18) где (19) А= В„„ЕЧ

Аналогичными суждениями для обьютки 3, сдвинутой на 90.эл,град. относительно обмотки 2 при идентичности их параметров получим

Еа=ваЬSmoos ш при а <ьм Л (1) (в1с п sin шт )М s1 - величина, пропорциональная частоте напряжения; время.

Sign sinau+, - знакопеременные единичS1gIl eOS < ные функции, а затем осуществляют их двухполупе" риодные выпрямление и суммирование.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Патент Японии )Р 52-24204, кл. 55 A 41, 1977.

2. Бесконтактные машины постоянного тока и их применение в народном хозяйстве. И., МАИ, 1978, с.89-92.

4Ье. J

Составитель A. Санталов

Редактор А. Ландор Техред M.Надь КорректорJ1. 6окйан

Заказ 8532/47 Тираж 721 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква; И-35, Раушская наб., -д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4