************************************

В настоящее время ведутся работы по использованию в качестве автономного источника энергии для пассажирских вагонов вентильно-индукторных генераторов (ВИГ), которые позволяют увеличить мощность, имеют лучшие удельные показатели и позволяют повысить надежность и ремонтопригодность, а также сократить расход цветных металлов и конструкционных материалов.

ВИГ относится к параметрическим электрическим машинам, принцип его действия основан на периодическом изменении индуктивности обмотки статора в зависимости от углового положения ротора. Магнитопроводы статора и ротора имеют выступающие полюса — зубцы. В пазах статора расположена обмотка сосредоточенного типа, зубцы ротора обмоткой не охвачены и служат для замыкания магнитного потока. При такой конструкции индуктивность обмотки статора изменяется от максимального значения при совпадении осей зубцов статора и ротора (положение зубец—зубец) до минимального значения при положении зубец—паз. На форму кривой индуктивности обмотки, помимо углового положения ротора, влияет степень насыщения магнитопровода.

Конфигурацию зубцов и впадин выбирают таким образом, чтобы разность максимальной и минимальной индуктивностей обмотки, в зависимости от угла поворота ротора, была по возможности наибольшей. Это способствует эффективному электромеханическому преобразованию энергии, поскольку от скорости изменения индуктивности зависит электромагнитный момент и, в конечном итоге, энергия, поступающая в электромагнитный контур генератора.

Работа генератора осуществляется следующим образом (рис. 3.7). От колесной пары поступает механическая энергия на вал генератора. При подключении источника питания (возбуждения) в момент, близкий к совпадению зубцов статора и ротора возбужденной фазы, начинает протекать ток в обмотке статора по цепи: С—VT1 — W—VT2—С. В качестве источника возбуждения служит энергия,

Рис. 3.7. Принцип работы вентильно-индукторного генератора накопленная в конденсаторе С. Под действием механического момента, приложенного к валу ВИГ, зубцы ротора удаляются от зубцов статора. При этом уменьшается индуктивность обмотки, что сопровождается наведением ЭДС в обмотке статора по направлению, совпадающему с током в обмотке. Ток, протекающий в обмотке под действием наведенной ЭДС, складывается с током возбуждения, увеличивая запас электромагнитной энергии, в контурах ВИГ.

Когда ротор, двигаясь под воздействием внешних сил, достигнет положения, близкого к положению зубец—паз, по сигналу датчика положения ротора закрываются полупроводниковые ключи VT1 и VT2. Энергия, затраченная на возбуждение и полученная путем электромеханического преобразования от внешнего движителя (колесной пары), поступает во внешнюю цепь: С—VD1—W—VD2—С. Замкнутое состояние силовых полупроводниковых ключей (VT, VT2) приходится на строго определенную область углового положения ротора относительно статора — область генераторного режима. Эта область определяется датчиком положения ротора, сигнал которого подается в систему управления.

Источник: https://m.studref.com/552933/tehnika/elektricheskie_generatory_peremennogo_toka

Генератор переменного тока 2ГВ.13.У1 устанавливается на вагонах с системой электрооборудования ЭВ44.03.3 в составе генераторных установок RGA-4 и RGA-5 взамен генераторов DCG4435242a. Генератор индукторный, двух-пакетный, трехфазный. Работает в обоих направлениях. Корпус состоит из двух станин, в каждой закреплен пакет листов статора, в пазы которых уложены трехфазные обмотки. Между статорами установлена катушка возбуждения. Ротор состоит из вала с втулкой, на которой закреплены два пакета листов ротора. Генератор возбуждается и создает трехфазное напряжение при скорости 30—35 км/ч. Технические данные генератора 2ГВ.13.У1 представлены в табл. 3.6. а на рис. 3.23 представлена конструкция генератора 2ГВ.13.У1.

1 — трубка маслоотводящая; 2, 6, 12, 26, 28 — болты; 3 — скоба; 4, 10 — крышки подшипника; 5 — шайба стопорная; 7 — шайба; 8 — подшипник; 9 — гайка; 11 — щит передний; 13 — статор; 14 — кольцо пружинное; 15 — катушка возбуждения; 16 — кольцо; 17 — ротор; 18 — статор; 19 — щит задний; 20, 21 — крышки подшипника; 22 — подшипник; 23 — втулка; 24 — шпонка; 25 — коробка клеммная; 27 — хомут; 29 — рукав; 30 — пробка; 31 — заземляющий болт

Источник: https://studref.com/552936/tehnika/konstruktsii_mashin_peremennogo_toka

ВЕНТИЛЬНО-ИНДУКТОРНЫЙ ГЕНЕРАТОР (RU2179779C2)

Изобретение относится к электротехнике, а именно, к управляемым электрогенераторам. Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в получении двух напряжений питания при наличии одного силового ключа на одну фазу генератора. Указанный технический результат достигается путем того, что в вентильно-индукторном генераторе обмотка выполнена в виде двух полуобмоток W1 и W2, начало первой полуобмотки W1 соединено с плюсом конденсатора С и катодом диода VD1, конец полуобмотки W1 соединен с плюсом аккумуляторной батареи (АБ) и первым выводом силового ключа (СК), второй вывод СК соединен с анодом диода VD2 и минусом конденсатора С, катод диода VD2 соединен с началом второй полуобмотки W2, конец второй полуобмотки W2 соединен с минусом АБ и анодом диода VD1. 1 ил.

Формула изобретения
Вентильно-индукторный генератор, содержащий один силовой ключ (СК) на одну фазу, замкнутое состояние СК приходится на строго определенную область углового положения ротора относительно статора - область генераторного режима, эта область определяется датчиком положения ротора, входящим в состав системы управления, энергия, вырабатываемая генератором, дозируется потребителю с помощью системы управления путем соответствующего выбора соотношения времени открытого и закрытого состояния СК, отличающийся тем, что обмотка выполнена в виде двух полуобмоток, начало первой полуобмотки соединено с плюсом конденсатора и катодом первого диода, конец первой полуобмотки соединен с плюсом аккумуляторной батареи (АБ) и первым выводом СК, второй вывод СК соединен с анодом второго диода и минусом конденсатора, катод второго диода соединен с началом второй полуобмотки, конец второй полуобмотки соединен с минусом АБ и анодом первого диода.
Описание
Изобретение относится к управляемым электрогенераторам и может быть использовано на транспорте, в промышленности, в ветро- и гидроэнергетике.
Известна силовая схема соединения вентильно-индукторной электрической машины с потребителем, получившая наиболее широкое распространение, приведенная, например, в публикации: Коломейцев Л.Ф., Пахомин С.А., Крайнев Д.В., Коломейцев В. Л., Слепков Е.А. Математическая модель для расчета электромагнитных процессов в многофазном управляемом реактивном индукторном двигателе // Изв. вузов. Электромеханика. 1998. 1. с.49-53. Здесь на 49 странице описана схема управления вентильно-индукторной машиной, используемая для двигательного и генераторного режима работы. На схеме изображены два транзисторных ключа и два возвратных диода для обеспечения управления вентильно-индукторной электрической машиной. Однако схема содержит два ключевых элемента на одну фазу генератора.
Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому электрогенератору (прототипом) является вентильно-индукторный генератор, описанный в книге: Miller Т. Switched Reluctance Motors and Their Control. Magna Physics Publishing and Oxford University Press. 1993. Здесь на странице 94 описана схема управления вентильно-индукторным генератором, содержащая один ключевой элемент, обмотку генератора и возвратный диод. Однако этот генератор может обеспечить работу потребителей только на одном фиксированном напряжении.
Изобретением решается задача разработки схемы соединения вентильно-индукторного генератора и потребителей, при которой, имея один силовой ключ на одну фазу генератора, можно получить два напряжения питания в общем случае разной величины.
Это достигается тем, что вентильно-индукторный генератор, содержащий один силовой ключ СК на одну фазу, согласно изобретению имеет обмотку, выполненную в виде двух полуобмоток W1 и W2, соединенных со следующими элементами: конденсатором С, двумя диодами VD1 и VD2, аккумуляторной батареей АБ и полупроводниковым ключом СК по схеме, в которой плюс конденсатора С соединен с катодом диода VD1 и началом первой полуобмотки W1, конец полуобмотки W1 соединен с плюсом АБ и первым силовым выводом СК, второй силовой вывод СК соединен с анодом диода VD2 и минусом конденсатора С, катод диода VD2 соединен с началом второй полуобмотки W2, конец второй полуобмотки W2 соединен с минусом АБ и анодом диода VD1.
Изобретение поясняется чертежом.

Вентильно-индукторный генератор работает следующим образом.
В исходном состоянии вал генератора вращается от постороннего движителя, СК разомкнут и ток в обмотках не протекает. При замыкании СК начинает нарастать ток в W2 по цепи: AБ-CK-VD2-W2-AБ. После размыкания СК энергия, накопленная в W2 в результате электромеханического преобразования энергии, заряжает конденсатор С. При втором замыкании СК, помимо контура AБ-CK-VD2-W2-AБ, образуется второй контур для протекания электрического тока: C-W1-CK-C. После размыкания СК энергия, накопленная в W2, также заряжает конденсатор С, а энергия, накопленная в W1, заряжает АБ по цепи W1-AБ-VD1-W1. Далее процесс повторяется, начиная со второго замыкания ключа до тех пор, пока напряжение на конденсаторе С, подаваемое потребителю, не достигнет заранее заданного значения. Затем, в зависимости от режима работы потребителя, энергия ему дозируется с помощью системы управления путем соответствующего выбора соотношения времени открытого и закрытого состояния ПК.
Замкнутое состояние СК приходится на строго определенную область углового положения ротора относительно статора - область генераторного режима. Эта область определяется датчиком положения ротора, входящим в состав системы управления.
По сравнению с прототипом заявляемый вентильно-индукторный генератор позволяет получать два напряжения питания. Первый - от конденсатора С, а второй - от АБ.

----------------------------------

....