Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

10558

Патент на полезную модель Республики Беларусь

  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

10558

  1. 1. (19) BY (11) 10558 (13) U (46) 2015.02.28 (51) МПК ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ (12) РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ H 02K 19/00 H 02K 21/12 (2006.01) (2006.01) (54) ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОР (21) Номер заявки: u 20140314 (22) 2014.09.02 (71) Заявители: Синяков Анатолий Леони- дович; Городничук Виталий Алексан- дрович; Полуянов Михаил Иванович; Дудников Игорь Львович (BY) (72) Авторы: Синяков Анатолий Леонидо- вич; Городничук Виталий Александро- вич; Полуянов Михаил Иванович; Дуд- ников Игорь Львович (BY) (73) Патентообладатели: Синяков Анатолий Леонидович; Городничук Виталий Алек- сандрович; Полуянов Михаил Ивано- вич; Дудников Игорь Львович (BY) (57) Электрогенератор, содержащий индуктор и якорную обмотку, расположенные соот- ветственно на статоре и роторе, который приводится во вращение авиадвигателем через привод постоянной частоты вращения, отличающийся тем, что снабжен инвертором, преобразующим энергию постоянного тока в электроэнергию переменного трехфазного тока с регулируемыми напряжением и частотой, а индуктор электрогенератора выполнен в виде трехфазной обмотки, соединенной в "звезду" и подключенной к трехфазному вы- ходу инвертора так, что создаваемый ею магнитный поток вращается в противоположную сторону вращения ротора авиадвигателем через привод постоянной частоты вращения, при этом частота fэг переменного напряжения электрогенератора на зажимах нагрузки, подключенной к якорной обмотке через кольцо-щеточные узлы, и частота nр вращения ро- тора электрогенератора рассчитываются соответственно по формулам: fэг = fи + fв.р; ( ) ,60 p ff n иэг р ⋅ − = где fи - частота переменного напряжения на выходе инвертора; fв.р - частота переменного напряжения якорной обмотки при вращении ротора электро- генератора; p - число пар полюсов индуктора электрогенератора. BY10558U2015.02.28
  2. 2. BY 10558 U 2015.02.28 2 (56) 1. Лукин И.И., Любимов В.В. Системы электроснабжения самолетов и вертолетов. - М.: Транспорт, 1970. - С. 149. 2. Артеменко Ю.Д. и др. Авиационное оборудование самолетов. - М.: Воениздат, 1976. - С. 47-49. Предлагаемое техническое решение относится к конструкциям электрогенераторов, которые преобразуют часть механической энергии авиадвигателей в электрическую энер- гию переменного тока стабильной частоты. Известна конструкция электрогенератора переменного тока [1]. Электрогенератор содержит якорную обмотку, расположенную на статоре, и индук- тор, выполненный из постоянных магнитов и расположенный на роторе, который приво- дится во вращение авиадвигателем через привод постоянной частоты вращения. Электрогенератор работает следующим образом. При вращении ротора с постоянной частотой магнитный поток индуктора пересекает витки якорной обмотки и наводит в ней электродвижущую силу переменного тока стабильной частоты. При подключении нагруз- ки к якорной обмотке по ней начинает течь ток и якорная обмотка создает магнитный по- ток, который уменьшает магнитный поток индуктора, что сказывается на электрической мощности генератора. К недостатку электрогенератора с возбуждением от постоянных магнитов следует от- нести его небольшую электрическую мощность. Небольшая электрическая мощность генератора обусловлена отсутствием прямого способа регулирования напряжения, позволяющего изменять магнитный поток индуктора в зависимости от отклонения напряжения от нормируемого значения. Отмеченный недостаток отсутствует у электрогенераторов переменного тока с элек- тромагнитным способом возбуждения. Наиболее близким по конструкции к заявляемому электрогенератору является элек- трогенератор однофазного переменного тока стабильной частоты [2]. Этот электрогенератор содержит индуктор, выполненный в виде обмотки возбужде- ния, и якорную обмотку, расположенные соответственно на статоре и роторе, который приводится во вращение авиадвигателем через привод постоянной частоты вращения, обеспечивающий стабильную частоту однофазного переменного напряжения электроге- нератора. Электрогенератор работает следующим образом. Обмотку возбуждения генератора подключают к бортовой сети постоянного тока, и при протекании по ней тока она создает магнитный поток. При вращении ротора и подключении к якорной обмотке через кольцо- щеточные узлы нагрузки по нагрузке протекает переменный ток стабильной частоты. Стабильность напряжения на нагрузке достигается регулированием тока в обмотке возбу- ждения. К недостатку этого электрогенератора следует отнести пониженную надежность работы. Пониженная надежность работы обусловлена выходом из строя кольцо-щеточных уз- лов при большой частоте вращения ротора (3000, 4000 об/мин) авиадвигателем через при- вод постоянной частоты вращения. Задачей заявляемой полезной модели электрогенератора является повышение его на- дежности работы за счет увеличения срока эксплуатации кольцо-щеточных узлов путем уменьшения частоты вращения ротора генератора. Поставленная техническая задача решается тем, что электрогенератор, содержащий индуктор и якорную обмотку, расположенные соответственно на статоре и роторе, кото- рый приводится во вращение авиадвигателем через привод постоянной частоты вращения, снабжен инвертором, преобразующим энергию постоянного тока в электроэнергию пере-
  3. 3. BY 10558 U 2015.02.28 3 менного трехфазного тока с регулируемыми напряжением и частотой, а индуктор элек- трогенератора выполнен в виде трехфазной обмотки, соединенной в "звезду" и подклю- ченной к трехфазному выходу инвертора так, что создаваемый ею магнитный поток вращается в противоположную сторону вращения ротора авиадвигателем через привод постоянной частоты вращения, при этом частота fэг переменного напряжения электроге- нератора на зажимах нагрузки, подключенной к якорной обмотке через кольцо-щеточные узлы, и частота nр вращения ротора электрогенератора рассчитываются соответственно по формулам: fэг = fи + fв.р; ( ) ,60 p ff n иэг р ⋅ − = где fи - частота переменного напряжения на выходе инвертора; fв.р - частота переменного напряжения якорной обмотки при вращении ротора электро- генератора; p - число пар полюсов индуктора электрогенератора. Сущность заявляемой конструкции электрогенератора поясняется его функциональ- ной схемой, изображенной на фигуре. Электрогенератор содержит статор 1, ротор 2, который приводится во вращение авиа- двигателем 3 через привод 4 постоянной частоты вращения, при этом на статоре 1 распо- ложен индуктор 5, а на роторе 2 - однофазная якорная обмотка 6, к которой через кольцо- щеточные узлы 7, 8 подключена нагрузка 9. Электрогенератор преобразует часть механи- ческой энергии авиадвигателя в электрическую энергию однофазного переменного тока частотою 400 Гц, при этом авиадвигатель 3 вращает через привод 4 постоянной частоты вращения ротор 2 с частотою 4000 об/мин при шести парах полюсов индуктора электро- генератора. Для повышения надежности работы электрогенератора он снабжен инвертором 10, преобразующим энергию постоянного тока в электроэнергию переменного трехфазного тока с регулируемыми напряжением и частотой, а индуктор 5 электрогенератора выпол- нен в виде трехфазной обмотки 11, соединенной в "звезду" и подключенной к трехфазному выходу инвертора 10 так, что создаваемый ею магнитный поток вращается в противопо- ложную сторону вращения ротора 2 авиадвигателем 3 через привод 4 постоянной частоты вращения. Заявляемый электрогенератор преобразует часть механической энергии авиадвигателя 3 в электрическую энергию однофазного переменного тока частотою fэг = 400 Гц при мень- шей частоте вращения ротора по сравнению с существующим электрогенератором. Для этого в заявляемой полезной модели использован инвертор 10, преобразующий энергию постоянного тока в электроэнергию переменного трехфазного тока частотою fи = 3000 Гц и с регулируемым напряжением. При подключении трехфазной обмотки 11 индуктора 5 она создает магнитный поток, вращающийся в противоположную сторону вращения ротора 2 авиадвигателем 3 через привод 4 постоянной частоты вращения, при этом частота nм.п вращения магнитного пото- ка индуктора 5 при шести парах его полюсов "p" равна 3000 об/мин. Для того чтобы частота fэг однофазного переменного напряжения заявляемого элек- трогенератора была равна fэг = 400 Гц, необходимо, чтобы частота fв.р переменного напря- жения якорной обмотки 6 при вращении ротора 2 против направления вращения магнитного потока индуктора 5 была равна fв.р = 100 Гц. Эта составляющая частоты одно- фазного переменного напряжения заявляемого электрогенератора обеспечивается враще- нием ротора 2 с частотою nр = 1000 об/мин. Оборудование существующего электрогенератора инвертором, преобразующим элек- троэнергию постоянного тока в электроэнергию переменного трехфазного тока с регули-
  4. 4. BY 10558 U 2015.02.28 4 руемыми напряжением и частотой, выполнение индуктора электрогенератора в виде трехфазной обмотки, соединенной в "звезду" и подключенной к трехфазному выходу ин- вертора так, что ее магнитный поток вращается в противоположную сторону вращения ротора авиадвигателем через привод постоянной частоты вращения, позволяет уменьшить частоту вращения ротора электрогенератора в 4 раза и тем самым повысить надежность работы электрогенератора при обеспечении стабильной частоты переменного напряжения электрогенератора. Таким образом, в процессе эксплуатации заявляемой конструкции электрогенератора происходит достижение поставленной технической задачи - повышение надежности работы электрогенератора за счет уменьшения частоты вращения ротора электрогенератора при обеспечении стабильной частоты переменного напряжения электрогенератора благодаря оборудованию электрогенератора инвертором, преобразующим электроэнергию постоян- ного тока в электроэнергию трехфазного переменного тока с регулируемыми напряжени- ем и частотой; выполнение индуктора электрогенератора в виде трехфазной обмотки, соединенной в "звезду" и подключенной к трехфазному выходу инвертора так, что созда- ваемый ею магнитный поток вращается в противоположную сторону вращения ротора авиадвигателем через привод постоянной частоты вращения. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.

×