способ повышения коэффициента передачи мощности параметрических электрических машин

Формула изобретения

Способ повышения коэффициента передачи мощности (cos) параметрических электрических машин, согласно которому осуществляют периодическое изменение индуктивности параметрической электрической машины, отличающийся тем, что одновременно с изменением индуктивности осуществляют периодическое изменение емкости параметрической электрической машины, при этом изменение емкости и индуктивности осуществляют в фазе.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике и может использоваться для преобразования механической энергии в электрическую.

Известен способ повышения коэффициента передачи мощности (cos) параметрической электрической машины, заключающийся в увеличении глубины модуляции периодически изменяющейся электрической емкости [I]

Однако этот способ не позволяет достичь cos>0,5.

Известен способ повышения коэффициента передачи мощности (cos) параметрической электрической машины, заключающийся в увеличении глубины модуляции периодически изменяющейся индуктивности [1]

Этот способ также не позволяет достичь cos>0,5.

Целью изобретения является достижение cos>0,5.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе повышения коэффициента передачи мощности (cos) параметрической электрической машины, заключающемся в увеличении глубины модуляции периодически изменяющейся индуктивности, операцию изменения индуктивности производят одновременно с периодическим изменением электрической емкости.

Изучение других известных технических решений в данной области техники позволило установить соответствие заявляемого способа повышения cos параметрических электрических машин критерию "технический уровень".

На чертеже показана электрическая схема параметрической электрической машины, в которой реализуется заявляемый способ повышения cos.

Параметрическая электрическая машина, в которой реализуется заявляемый способ повышения cos, содержит переменный индуктивный элемент 1 и переменный емкостной элемент 2.

При периодическом изменении только индуктивности 1 или только электрической емкости 2 движение зарядов в электрической цепи параметрической электрической машины может быть описано уравнением Матье (1). Очевидно, что при одновременном периодическом изменении индуктивности 1 и электрической емкости 2 движение зарядов может быть описано следующим уравнением:



где q заряд;

t время;

_o средняя резонансная частота электрической цепи;

m₁ глубина модуляции индуктивности;

частота периодического изменения индуктивности и электрической емкости;

m₂ глубина модуляции электрической емкости.

Для упрощения математических выкладок уравнение (1) записано при условии, что активное сопротивление R электрической цепи равно нулю (R=0), частота изменения индуктивности g₁ равна частоте изменения электрической емкости ₂(₁= ₂= ) и эти изменения происходят в фазе.

Оставляя только величины первого порядка малости по m (m глубина модуляции) из уравнения (1) получим:



Уравнение (2) также является уравнением Матье. Из уравнения (2) видно, что эффективная глубина модуляции равна сумме глубины модуляции индуктивности и глубины модуляции электрической емкости, т.е. максимально возможная глубина модуляции удваивается.

Коэффициент передачи мощности (cos) параметрических электрических машин, движение зарядов в которых может быть описано уравнением Матье, определяется соотношением (1):



где m глубина модуляции в уравнении Матье.

В заявляемом техническом решении:

m=m₁+m₂.

Итак, в заявляемом техническом решении максимально возможный коэффициент передачи мощности (cos) параметрических электрических машин удваивается и может достигать единицы. Очевидно, что максимальный эффект достигается при изменении индуктивности и электрической емкости в фазе. Изменение индуктивности и электрической емкости с одинаковой частотой и в фазе может быть обеспечено, например, размещением деталей ротора индуктивного элемента и роторных пластин емкостного элемента на одном валу.

Предлагаемый способ повышения коэффициента передачи мощности (cos) параметрических электрических машин значительно расширяет область использования этих устройств. Раньше использование параметрических электрических машин в качестве автономных источников питания было ограничено потребителями, для которых величина коэффициента передачи мощности (cos) не имела большого значения, например, радиостанции, рентгеновские установки и т.д. Заявляемый способ расширяет область использования параметрических электрических машин в электроэнергетике, где они могут использоваться в качестве электрогенераторов и электродвигателей на электростанциях.