Патент на изобретение №2181520
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ГЕНЕРАТОР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
(57) Реферат: Использование: при проектировании и строительстве электростанций малой мощности для бытовых нужд в отдаленных от централизованной электросети местах. Полый статор из ферромагнитного материала выполнен из двух частей, установленных жестко внутри магнитопровода на расстоянии, обеспечивающем достаточное магнитное сопротивление. В наружных кольцевых пазах частей статора уложены силовые обмотки. Внутренние полости частей статора являются его рабочими цилиндрами. Якорь с намотанной в его кольцевой паз обмоткой возбуждения установлен во внутренней полости статора, а его полюса выполняют функции поршней первичного поршневого двигателя. Технический результат заключается в обеспечении работы без отдельного приводного двигателя. 2 ил. Изобретение относится к энергомашиностроению и может быть использовано при проектировании и строительстве электростанций малой мощности для бытовых нужд в отдаленных от централизованной электросети местах. Известна конструкция генератора переменного тока [1], содержащего полый статор с магнитопроводом и двумя секциями внутренних кольцевых пазов для размещения в них силовых обмоток и жестко установленный на штоке якорь с магнитопроводом, имеющим два полюса и намотанную на него обмотку возбуждения. Для выработки однофазного переменного тока якорь совершает возвратно-поступательное движение внутри полого статора с определенной частотой и амплитудой. Недостатком данного генератора является необходимость использования для его функционирования отдельного приводного двигателя. Изобретение направлено на обеспечение возможности работы генератора без отдельного приводного двигателя, и в связи с этим, позволяющего применять для работы генератора паровую энергию, вырабатываемую котельным агрегатом при сжигании в нем достаточно распространенных различных видов природного топлива (древесина, торф, уголь, нефтепродукты тяжелой фракции и др.). Это достигается тем, что полый статор выполнен из двух частей с наружными кольцевыми пазами для силовых обмоток, установленных по прессовой посадке на некотором расстоянии друг от друга внутри магнитопровода, причем полости статора и полюса магнитопровода якоря служат соответственно рабочими цилиндрами и поршнями парового двигателя. На фиг. 1 представлена конструктивная, а на фиг.2 – электрическая схема предлагаемого генератора. Генератор состоит из следующих основных элементов. Полый статор 1 из ферромагнитного материала, состоящий из двух частей, установленных жестко, и магнитопровода 2 на расстоянии, обеспечивающем достаточное магнитное сопротивление. Наружные кольцевые пазы двух частей статора предназначены для его силовых обмоток 3 и 4, его внутренние полости 5 и 6 являются при этом рабочими цилиндрами поршневого двигателя. Якорь установлен во внутренней полости статора и включает в себя магнитопровод 7 с намотанной на его кольцевой паз обмоткой возбуждения 8 и шток 9. При этом полюса 10 и 11 магнитопровода выполняют функции поршней поршневого двигателя. Шток 9, установленный жестко в центральном отверстии магнитопровода 7, имеет возможность свободно перемещаться в осевом направлении в соответствующих опорах в крышках 12 из немагнитного материала, которые в свою очередь крепятся, например, винтами к торцам статора 1. В указанных крышках выполнены отверстия 13 для впуска через них в полости 5 и 6 пара и выпуска его после отработки. На схеме ( фиг.1) не показан закрепленный к штоку 9 соосно с ним парораспределительный золотник, необходимый для функционирования парового двигателя. Все основные элементы генератора должны обладать соответствующими магнитными и ферромагнитными свойствами при повышенных температурах, обеспечивающих оптимальные условия для функционирования магнитопровода якоря и полого статора соответственно в качестве поршня и рабочих цилиндров в паровом двигателе. Генератор работает следующим образом. Пусть через скользящий токоприемник (фиг.2) подается постоянный ток на обмотку возбуждения 8 якоря. Далее подается с помощью парораспределительного золотника пар через отверстие 13 в крышке 12 в правую полость 6 цилиндра. При этом под давлением пара якорь будет перемещаться влево и займет крайнее левое положение (фиг.1), при котором правый поршень (полюс 11) выдвинется из правой полости 6 цилиндра. Тогда возникающие в магнитопроводе 7 магнитные потоки Ф, замыкаясь через магнитопровод 2, будут стремиться переместить якорь вправо для занятия им центрального нейтрального положения внутри статора 1 строго между его обмотками 3 и 4, представляющих в данном случае соленоиды. Однако при обеспечении условий прекращения подачи пара в правую полость 6 цилиндра и выпуска отработанного пара через отверстие 13 в крышке 12 и в силу действия инерционных сил, обусловленных массой якоря, последний переместится далее вправо до крайнего положения. При этом возникающие силы магнитного потока Ф в правой части статора будут действовать в противоположном направлении движения якоря, вызывая тем самым замедленное движение последнего до полной остановки в крайнем правом положении, после чего якорь под действием указанных магнитных сил начнет перемещаться влево до крайнего положения и т.д. В связи с отмеченным якорь со штоком 9 при отсутствии сил сопротивления (трение в опорах штока 9 и самой кинематической паре поршень (полюса 10 и магнитопровода 7) – цилиндр (внутренние полости 5 и 6 статора), сопротивление воздуха и т.д.) будет совершать бесконечно возвратно-поступательное движение с определенными значениями частоты f и амплитудой А, зависящих от конструктивных и электротехнических параметров генератора. Таким образом, благодаря взаимодействию магнитных и инерционных сил каждый генератор будет обладать собственными значениями частоты f и амплитуды А. Для наведения ЭДС переменного тока в силовых обмотках статора необходимо подавать с учетом приходящейся на генератор нагрузки пар под давлением поочередно в полости 5 и 6 статора 1 через парораспределительный золотник в резонансном режиме, обеспечивающем частоту и амплитуду возвратно-поступательного движения якоря со штоком, совпадающим с собственными значениями частоты f и амплитуды A генератора. При этом инерционное сопротивление генератора будет равным нулю. Таким образом, конструкция предлагаемого генератора обеспечивает возможность работы его в режиме парового поршневого двигателя, необходимого для осуществления возвратно-поступательного движения якоря с заданными частотой и амплитудой с целью наведения ЭДС переменного тока в силовых обмотках статора. Применение предлагаемого генератора в народном хозяйстве позволит значительно повысить эффективность использования природных топливных ресурсов, а также улучшить бытовые условия в отдаленных от централизованной электросети местах. Источники информации 1. Патент РФ 2133545, МПК 6 Н 02 К 35/02; 27/06, опубл. 20.07.99, БИ 20. Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 26.10.2001
Номер и год публикации бюллетеня: 10-2003
Извещение опубликовано: 10.04.2003
|
||||||||||||||||||||||||||
