Бесконтактный синхронный генератор

 

Изобретение относится к электротехнике и касается выполнения регулируемых бесконтактных синхронных генераторов с внутризамкнутым магнитным потоком. Генератор содержит статор с якорной обмоткой 1, ротор с тремя системами 2, 3 и 6 клювообразных полюсов и несущий элемент 8, неподвижньш индуктор с кольцевой обмоткой 10 возбуждения, размещенной в первом кольцевом магнитопроводе, с кольцевым тангенциально намагниченны постоян

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 Н 02 К 21/40

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ флор,, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 4204764/24-07 (22) 03.03.87 (46) 07.10.88. Бюл. Р 37 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электромеханики (72) Г.А.Жемчугов, Л,М.Паластин и И.В.Мягков (53) 621.313.322 (088.8) (56) Паластин Л.М. Электрические-машины автономных источников питания.

М,: Энергия, 1972, с, 41.

Бут Д,А. Бесконтактные электрические машины. М.: Высшая школа, 1985, с.. 92, рис. 3.13(б).

„„SU„„1429237 А1 (54) БЕСКОНТАКТНЫЙ СИНХРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР

{57) Изобретение относится к электро» технике и касается выполнения регули" руемых бесконтактных синхронных генераторов с внутризамкнутым магнитным потоком. Генератор содержит статор с якорной обмоткой 1, ротор с тремя системами 2, 3 и 6 клювообразных полюсов и несущий элемент 8, неподвижный индуктор с кольцевой обмоткой 10 возбуждения, размещенной в первом кольцевом магнитопроводе, с кольцевым тангенциально намагниченным постоян"

1429237 ным магнитом 9 и вторым кольцевым магнитопроводом 11, подшипниковые щиты

14 и 20 из немагнитного материала и подшипники 15. Новым в устройстве является выполнение полюсов ротора в виде трех- первой 2, второй 3 и третьей б систем полюсов, из которых первая и вторая системы обращены друг к другу полюсными выступами у между которыми размещены элементы 19 из немагнитногп материала, системы 2 и 3 полюсов ! из магнитного материала имеют одинаковую полярность, третья система 6 полюсов имеет противоположную поляр. ность и выполнена с несимметричными вдоль оси полюсными выступами, а ее

Изобретение относится к электротехнике, а имейно к электрическим машинам, касается выполнения регулируемых бесконтактных синхронных генераторов с внутризамкнутым магнитным 5 потоком и может быть использовано в системах электропитания, преимущественно в высокоскоростных автономных источниках питания повышенной мощности.

1О

Цель изобретения - улуппение удельных массоэнергетических показателей, повышение КПД и срока службы бесконтактного синхронного генератора.

На фиг,! изображен предлагаемый генератор, общий вид, на фиг. 2— развертка полюсней системы, например, для 2р = 6,. где 2р - число полюсов.

Генератор содержит статор с якорной обмоткой 1, две системы клювообразных полюсов - первую 2 и вторую

3 одной полярности (северной) с внут- 25 ренними цилиндрическими поверхностями 4 и 5 соответственно, третью систему 6 полюсов противоположной полярности (южной) с внутренней цилиндрической поверхностью 7, несущий элемент 8, кольцевой аксиально намагниченный постоянный магнит 9, кольцевую обмотку 10 возбуждения, три кольцевых магнитопровода 11 - 13, подшипниполюсы установлены н чередующемся по.рядке с полюсами первой и второй систем, несущий элемент выполнен из немагнитного материала за одно целое с валом в виде равнопрочного диска,Постоянный магнит 9 н второй кольцевой магнитопровод установлены с торцовой стороны первого кольцевого магнитопровода с двумя внешними цилиндрическими поверхностями. Данные поверхности обоих кольцевых магнитопроводов обращены к внутренним цилиндрическим поверхностям одной из систем полюсов, а постоянный магнит установлен под полюсными выступами, имеющими большие осевые размеры. 2 ил. ковый щит 14, подшипники 15, осевую втулку 16 фиксирующие кольца 17 и

18, элементы 19 из немагнитного материала, подшипниковый щит 20.

Элементы 12, 13.и 16 образуют кольцевой магнитопровод с двумя внешними цилиндрическими поверхностями, Каждая из систем полюсов имеет сплошную внутреннюю цилиндрическую поверхность, образующую добавочный воздушный зазор с наружной цилинпрической поверхностью индуктора, содержащего элементы 9 — 13 и 1б, н полюсные выступы, расположенные по окружности ротора, образуя при этом с цилиндрической поверхностью статора основной воздушный зазор °

Системы полюсов 2, 3 и 6, кольцевые .магнитопроводы 11 — 13 и осевая втулка 16 выполнены из магнитомягкбй стали, несущий элемент 8, подшипниковые щиты 14 и 20, фиксирующие кольца

17 и 18 и элементы 19 — из немагнитной стали. Каждая пара клювообразных полюсов систем 2 и 3 (фиг. 2) с элементами 19 расположена по оси генератора, их суммарный осевой размер в расточке равен осевому размеру полисов третьей системы б и осевому размеру пакета 1, Клювообразные полюсы первой 2 и второй 3 систем, имеющие северную полярность, чередуются по окружности ротора с полюсами

1429237 третьей системы 6, имеющими южную полярность, образуя в расточке систему полюсов с чередующейся полярностью, Кольцевые магнитопроводы 11 †.13

5 размещены соответственно под внутренними цилиндрическими поверхностями 4, 7 и 5. Статор с якорной обмоткой 1 установлен между подшипниковыми щитами 14 и 20. Системы полюсов, 10 несущий элемент, фиксирующие кольца и элементы 19 могут сочленяться между собой, например, с помощью сварки.

Постоянный магнит может быть вы- 15 полнен, например, из редкоземельного материала железо — неодим-бор.

Несущий диск с цапфами может быть выполнен, например, из немагнитной стали марки 25XI 7H4115АФ2 (Н2). 20

Бесконтактный синхронный генератор работает следующим образом.

Кольцевой аксиально намагниченный постоянный магнит 9 и кольцевая обмотка 10 возбуждения являются ис- 25 точниками рабочего потока, Рабочий поток магнита, являющийся основным, замыкается через кольцевые магнитопроводы 11 и 12, добавочные воздушные зазоры между ними и внутренними 30 цилиндрическими поверхностями 4 и 7 соответствующих систем полюсов, сис. темы полюсов 2 и 6, рабочие воздушные зазоры между системами полюсов и статором, статор с якорной обмоткой 1, Поток кольцевой обмотки возбуждения (регулировочный) замыкается через магнитомягкую осевую втулку

1,6, кольцевые магнитопроводы, 12 и

13, добавочные воздушные зазоры меж- 40 ду последними и внутренними цилиндричеакими поверхностями 7 и 5 систем полюсов 6 и 3, системы полюсов 6 и 3, рабочие воздушные зазоры между данными системами и статором, статор с якорной обмоткой 1, Потоки кольцевого постоянного магнита и кольцевой обмотки возбуждения. s кольцевом магнитопроводе 12 суммируются.

При вращении ротора в статоре соз- 50 дается переменный магнитный поток, наводящий ЭДС в якорной обмотке.При изменении тоКа кольцевой обмотки 10 возбуждения меняются ее поток и соответственно суммарный поток в статоре, 55

Таким образом осуществляется регулирование выходного напряжения, При обесточенной кольцевой обмотке 10 возбуждения кольцевой постоян- ный магнит 9 обеспечивает самовозбуждение генератора. Для уменьшения потока рассеяния кольцевого постоянного магнита 9 при отключенной кольцевой обмотке возбуждения между системами 2 и 3 полюсов имеется немагнитный промежуток, например, в виде элементов 19.

Предлагаемый генератор позволяет повысить КПД путем уменьшения потерь мощности на возбуждение благодаря. разделению источников потока возбуждения на основной — кольцевой постоянный магнит и регулировочныйобмотку возбуждения и путем введения трех систем полюсов, создать переменно-полюсный внутризамкнутый регулирующий поток возбуждения при независимой работе основного потока возбуждения, связанного с постоянным магнитом, и регулирующего потока возбуждения, связанного с обмоткой возбуждения, повысить механическую прочность ротора благодаря выполнению его несущего элемента равно,прочным, а также локализовать маг итные потоки в объеме между индуктором и статором.

Кроме того, предлагаемый генератор может быть выполнен кочсольным с размещением обоих подшипников по одну сторону несущего диска и обеспечивает улучшение удельных массоэнер" гетических показателей, повышение

КПД и срока службы.

Формула изобретения

Бесконтактный синхронный генератор, содержащий статор с якорной обмоткой, ротор с двумя системами клювообразных полюсов, элементы из немагнитного материала, закрепленные на валу из немагнитного материала посредством несущего элемента, кольцевую обмотку возбуждения, размещенную на первом кольцевом магнитопроводе, установленном на подшипниковом щите, выполненном иэ немагнитного материала, по крайней мере одна внешняя цилиндрическая поверхность первого кольцевого магнитопровода обращена к внутренней цилиндрической поверхности одной из систем клювообраэных полюсов, отличающийся тем, что, с целью улучшения удельных массоэнергетических показателей, повы1429237

Составитель Т.Калашникова

Техред А.Кравчук

Корректор Э.Ло акова

Редактор А,Козориз

Тираж б66 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4 5

Заказ 5138/52

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгороц, ул. Пр ектная, 5 щения КПД и срока службы, генератор снабжен третьей системой полюсов, аксиально намагниченным кольцевым постоянным магнитом и вторым кольцевым

5 магннтопроводом, клювообразные полюсы первой и второй систем одной полярности обращены друг к другу полюснымн выступами, между которыми размещены

:элементы из немагнитного материала,,полюсы третьей системы противополож;ной полярности выполнены с двумя по-! . люсными выступами, имеющими различные

I :.; осевые размеры, и установлены в чере дующемся порядке с клювообразными по- 1g люсами первой и второй систем, несу:щий элемент выполнен из немагнитного ,материала за одно целое с валом в ви" де равнопрочного диска, кольцевой аксиально намагниченный постоянный магнит и второй кольцевой магнитопровод установлены на подшипниковом щите, первый кольцевой магнитопровод выполнен с двумя внешними цилиндрическими поверхностями, обращенными к внутренним цилиндрическим поверхностям второй и третьей систем полюсов соответственно, внешняя цилиндрическая поверхность второго кольцевого магнитопровода обращена к внутренней цилиндрической поверхности третьей системы полюсов, а кольцевой аксиально намагниченный постоянный магнит размещен под полюсными выступами, имеющими больший осевой pasMep.