Синхронный генератор

Авторы патента:

H02K21/16 - с кольцевым сердечником якоря с явными полюсами (с униполярным взаимодействием H02K 21/20)

H02K1/27 - Электрические машины (измерительные приборы G01; электродинамические реле H01H 53/00; преобразование входной энергии постоянного или переменного тока в выходную энергию требуемого вида H02M 9/00; громкоговорители, микрофоны, адаптеры и подобные электромеханические преобразователи звука H04R)

Владельцы патента RU 2406211:

Бихман Рудольф Ионович (RU)

Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей конструктивного выполнения синхронных электрических машин, в частности - синхронных генераторов. Предлагаемый синхронный генератор содержит магнитопровод статора из шихтованной электротехнической стали с явно выраженными полюсами, на которых размещены обмотки статора, и ротор, включающий втулку ротора из ферромагнитного материала, на которой размещены полюса возбуждения. При этом, согласно изобретению, с обеих боковых сторон каждого полюса размещены экраны из ферромагнитного материала, а указанная втулка ротора выполнена с радиальными пазами под каждым полюсом возбуждения для обеспечения прохождения полного потока возбуждения через полюса ротора, а также прохождения потока обмотки статора по указанным экранам и втулке ротора с максимально возможным удалением потока статора во втулке ротора от полюсов возбуждения. Технический результат, на достижение которого направлено данное изобретение, состоит в повышении эффективности синхронных генераторов, определяемой как отношение полезной механической мощности, вырабатываемой генератором, к механической мощности, потребляемой генератором. 4 ил.

Изобретение связано с использованием синхронных машин специальной конструкции НО2К 21/27.

Наиболее близким решением к заявленному изобретению является патент на «компенсированный двухфазный генератор повышенной эффективности» RU 2317628 от 31.03.2006 г. (автор Бихман Р.И.), который следует принять за прототип.

Отличием заявленного изобретения от прототипа является конструкция ротора генератора, заключающаяся в установке на втулке ротора (6) с обеих сторон полюсов возбуждения экранов из ферромагнитного материала (5), в которой выполнены пазы специальной конфигурации (8).

Технический результат, на достижение которого направлено настоящее изобретение, состоит в создании синхронных генераторов с максимальной эффективностью (Э), т.е. отношением полезной электрической мощности, генерируемой в генераторе (Р_{эл.полез}), к механической мощности, потребляемой генератором (Р_{мех.потр}).

Заявленный синхронный генератор состоит из статора из шихтованной тонколистовой электротехнической стали, включающего спинки статора (1), явно выраженные полюса статора (2) и обмотки статора (3), наматываемые вокруг полюсов статора, и ротора, включающего полюса возбуждения (4), в количестве кратном двум, экраны с обеих сторон полюсов возбуждения из ферромагнитного материала (5) и втулку ротора (6), изготавливаемую из ферромагнитного материала с пазами специальной конфигурации под каждым полюсом возбуждения.

Указанная конструкция ротора обеспечивает минимальный тормозной момент генератора за счет прохождения полного потока возбуждения (F_воз) через полюса ротора, а также прохождение потока обмотки статора (F_стат) по экранам полюсов ротора и втулке ротора с максимально возможным удалением F_стат во втулке ротора от полюсов возбуждения.

На фиг.1 приведено схематическое изображение поперечного сечения предлагаемой конструкции для двухфазного синхронного генератора с числом пар полюсов Р=3.

На полюсах статора указана принадлежность расположенных на них обмоток к фазам 1 и 2.

На фиг.2а, 2b и 2с показаны пути основных магнитных потоков возбуждения F_воз (сплошными линиями) и потоков обмоток статора F_стат (пунктирными линиями) на линейных развертках фрагментов ротора и статора для основных положений ротора относительно статора для двухфазного генератора.

На фиг.2а показано среднее положение ротора при F_воз и F_стат, не равных нулю.

На фиг.2b показано положение ротора при отсутствии продольной составляющей F_воз в полюсах статора и максимальном потоке F_стат.

На фиг.2с показано положение ротора при максимальном F_воз в полюсах статора и отсутствии F_стат.

На фиг.1 приняты следующие обозначения:

1 - спинка статора; 2 - полюса статора; 3 - обмотки статора; 4 - полюса возбуждения; 5 - ферромагнитные экраны; 6 - втулка ротора; 7 - вал генератора; 8 - пазы во втулке ротора под полюсами возбуждения.

Синхронный генератор, содержащий магнитопровод статора из шихтованной электротехнической стали с явно выраженными полюсами, на которых размещены обмотки статора, и ротор, включающий втулку ротора из ферромагнитного материала, на которой размещены полюса возбуждения, отличающийся тем, что с обеих боковых сторон каждого полюса размещены экраны из ферромагнитного материала, а указанная втулка ротора выполнена с радиальными пазами под каждым полюсом возбуждения для обеспечения прохождения полного потока возбуждения через полюса ротора, а также прохождения потока обмотки статора по указанным экранам и втулке ротора с максимально возможным удалением потока статора во втулке ротора от полюсов возбуждения.

Изобретение относится к области электротехники и в частности - к низкооборотным высокомоментным электрическим двигателям, электроприводам и генераторам, касается особенностей конструктивного исполнения бесконтактных магнитоэлектрических машин с электромагнитной редукцией и может быть использовано в системах автоматики, в качестве мотор-колес, мотор-барабанов, стартер-генераторов, электроусилителей руля, прямых приводов в бытовой технике, электроприводов бетоносмесителей, грузоподъемных механизмов, ленточных транспортеров, насосов для перекачки жидкостей, механизмов с высокими моментами на валу и низкими частотами его вращения, а также в качестве ветрогенераторов, гидрогенераторов, высокочастотных электрических генераторов и синхронных генераторов преобразователей частоты.

Электродвигатель с интенсивным магнитным потоком // 2336622

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электродвигателях для стиральных машин. .

Электродвигатель с постоянными магнитами // 2321143

Изобретение относится к электротехнике, к электродвигателям с постоянными магнитами. .

Устройство компенсированного двухфазного генератора повышенной эффективности // 2317628

Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей конструктивного выполнения синхронных электрических машин с возбуждением от постоянных магнитов.

Электромеханический усилитель руля автомобиля и электродвигатель для усилителя руля // 2278797

Ротор высокооборотной электрической машины // 2273940

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, а именно к конструкциям роторов высокооборотных электрических машин. .

Электрическая машина // 2241298

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам и электроприводу. .

Ротор электрической машины с постоянными магнитами // 2231896

Изобретение относится к области электротехники, а именно к роторам электрической машины с постоянными магнитами, и может быть использован в синхронных двигателях и генераторах, а также в вентильных двигателях, применяемых в электроприводах промышленных роботов, лентопротяжных механизмов, киноаппаратуре и программных устройствах.

Бесщеточный электродвигатель // 2231200

Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей бесщеточных электродвигателей. .

Вентильно-индукторная машина // 2189685

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводе, на транспорте, в энергетике. .

Ротор на постоянных магнитах // 2406209

Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей выполнения ротора на постоянных магнитах для электродвигателя, в котором постоянные магниты (4; 36) во внутренней части ротора расположены параллельно оси вращения (X) ротора и в области радиально внешних продольных кромок (8; 16) постоянных магнитов (4; 36) на внешнем периметре ротора выполнены открытые наружу пазы (6; 18), которые соответственно проходят наклонно или с изгибом к продольным кромкам (8; 16) смежных постоянных магнитов (4; 36) в направлении периметра или, по меньшей мере, один раз пересекают; пазы (6; 18) на внешней стороне ротора в направлении периметра имеют меньшую ширину, чем в лежащей радиально ближе к центру области паза (6; 18), и форма поперечного сечения паза (6; 18) по длине ротора постоянна.

Сборка электрической машины // 2406208

Изобретение относится к области электротехники, в частности к особенностям конструктивного выполнения электрических машин, в которых гарантирован большой выходной крутящий момент.

Сборка электрической машины // 2406208

Линейный асинхронный двигатель // 2404502

Изобретение относится к области электротехники, точнее к электроприводам с прямолинейным движением рабочих органов, и предназначено для электрического транспорта.

Аксиальный бесконтактный генератор постоянного тока // 2402858

Изобретение относится к области электротехники, в частности к бесконтактным электрическим машинам постоянного тока. .

Линейный асинхронный двигатель // 2400909

Изобретение относится к области электротехники, касается выполнения и линейных асинхронных двигателей и предназначено для электрического транспорта и электроприводов с прямолинейным движением рабочих органов.

Способ изготовления ротора высокооборотной электрической машины // 2400907

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромашиностроению, и может быть использовано при проектировании высокооборотных электрических машин.

Электрическая машина с охлаждаемым внутри ротором // 2399141

Изобретение относится к области электротехники, а именно - к электрическим машинам с охлаждаемым внутри ротором. .

Линейный асинхронный двигатель // 2396680

Изобретение относится к области электротехники, точнее к электроприводам с прямолинейным движением рабочих органов, и предназначено для использования на электрическом транспорте.

Электрическая машина // 2396675

Изобретение относится к области электротехники, а именно к конструкциям электрического генератора или двигателя. .

Статор электродвигателя с внешним ротором // 2407131

Изобретение относится к области электротехники, касается электрических машин, которые могут использоваться, например, в стиральных машинах барабанного типа, и касается, в частности, особенностей выполнения статора бесщеточного электродвигателя постоянного тока (BLDC) с внешним ротором