Высокоскоростной генератор

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в увеличении надежности генератора, повышении рабочей частоты вращения и улучшении отвода тепла от генератора. В высокоскоростном генераторе ротор выполнен в виде кольцевого постоянного магнита, закреплённого на валу, осевое перемещение которого предотвращается упорно-уплотнительным и упорным кольцами. Кольца находятся между передней и задней крышками, размещёнными на корпусе со статором и в которых установлен подающий штуцер. Через штуцер во внутреннюю полость генератора нагнетается масло под давлением 2–5 кг/см2, утечку которого предотвращает упорно-уплотнительное кольцо, обеспечивающее вращение ротора с высокой скоростью, по типу подшипника скольжения. Через сливные штуцера, размещённые в боковых крышках, производится слив масла, отводя теплоту от статорной обмотки и ротора генератора. 1 ил.

 

Изобретение относится к области энергомашиностроения, в частности к устройствам, использующимся в системах автономного электроснабжения.

Известна электрическая машина, состоящая из ротора, статора и устройства для поддержки ротора и статора в заданном положении относительно друг друга, также необходимого для направления вращения ротора по заданной оси, при этом полюса статора выполнены из листов аморфного железа (патент US №5903082, МПК H02K 21/12; H02K 37/12, опубл.11.05.1999). Электромагнитные полюса расположены параллельно ротору по окружности. Магнитопровод выполнен шихтованным и скреплен таким образом, что он образует целый аморфный сердечник магнитопровода электрической машины, в котором каждая часть сердечника образована из отдельных компонентов заданной формы.

Недостатком известного устройства является сложность процесса изготовления магнитопровода, состоящего из нескольких шихтованных компонентов. Также недостатком является наличие устройства поддержки ротора и статора, что снижает надежность работы электрической машины в целом и увеличивает потери энергии.

Известно устройство синхронного двигателя на постоянных магнитах с дисковым ротором, содержащее статор-корпус, выполненный из концентрических слоев аморфной ленты в виде катушки и полюсов на одной стороне катушки, на которых располагается обмотка статора (патент US №4578610, H02K 21/14, опубл. 25.06.1986). На роторе располагаются пазы, в которые устанавливаются постоянные магниты вблизи торцевой поверхности статора. Магниты удерживаются на месте в немагнитной матрице, которая состоит из слоистого материала. Ротор располагается в воздушном зазоре между двумя частями статора.

Недостатками известного устройства, является сложность конструкции магнитопровода статора, а также высокие массогабаритные показатели.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство, где в корпусе электрической машины расположен ротор и n статоров с размещенными на них однофазными обмотками (патент РФ №2599056, МПК H02K 21/12, опубл. 10. 10. 2016). При этом на роторе, который установлен на дополнительных газодинамических подшипниках, расположены постоянные магниты, а статоры с размещенными на них однофазными зубцовыми обмотками выполнены из отдельных сегментов, набранных из листов аморфной стали, повернуты относительно друг друга на угол:

,

Начало формы

Конец формы

где m - число фаз, и размещены так, что длина вылета лобовых частей l однофазной зубцовой обмотки противопоставленного статора компенсирована расположением в свободном пространстве между статорами, угол б между фазами выходных напряжений генератора достигается смещением как самих статоров, так и магнитов на роторе относительно соответствующего им статора.

Недостатком данного изобретения является сложная конструкция газодинамических подшипников.

Задачей изобретения является увеличение частоты вращения ротора с кольцевым постоянным магнитом, повышение надёжности генератора.

В результате использования предлагаемого изобретения увеличивается надёжность генератора, повышается рабочая частота вращения, за счёт использования в конструкции шлифованной наружной поверхности ротора и шлифованной внутренней поверхности статора, работающих по типу подшипника скольжения, с принудительной подачей масла под давлением 2 – 5 кг/см2, одновременно с этим улучшается отвод теплоты от генератора.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что корпус электрической машины, в котором расположен ротор и статор с обмотками, где, согласно изобретению, ротор выполнен в виде кольцевого постоянного магнита, закреплённого на валу, осевое перемещение которого предотвращается упорно-уплотнительным и упорным кольцами, находящимися между передней и задней крышками, размещёнными на корпусе со статором, и в которых установлен подающий штуцер, через который во внутреннюю полость генератора нагнетается масло под давлением 2 – 5 кг/см2, утечку которого предотвращает упорно-уплотнительное кольцо, обеспечивающее вращение ротора с высокой скоростью, по типу подшипника скольжения, а через сливные штуцера, размещённые в боковых крышках, производится слив масла, отводя теплоту от статорной обмотки и ротора генератора.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором представлена общая схема генератора.

Высокоскоростной генератор содержит вал ротора 1, ротор 2, корпус 3, статор 4, упорно-уплотнительное кольцо 5, упорное кольцо 6, переднюю крышку 7, заднюю крышку 8, подающий штуцер 9, передний сливной штуцер 10, задний сливной штуцер 11.

В корпусе генератора 3 размещён статор с обмотками 4, в них установлен подающий штуцер 9, к корпусу генератора 3 прикреплены передняя крышка 7 и задняя крышка 8, в которых имеется, соответственно, передний сливной штуцера 10 и задний сливной штуцер 11, между которыми размещён ротор 2, закреплённый на валу 1 с упорно-уплотнительным кольцом 5 и упорным кольцом 6.

Работает высокоскоростной генератор следующим образом.

Циркулирующее охлаждённое масло по подающему штуцеру 9, проходящий через корпус 3 и статор с обмотками 4 и нагнетается под давлением 2 – 5 кг/см2 во внутреннее пространство генератора, образованное статором 4, ротором 2, передней крышкой 7 и задней крышкой 8, заполняя его. В результате ротор 2 с валом 1 оказываются в масляной ванне, которая, при вращении ротора 2, не даёт создаться контакту между ротором 2 и статором 4. Упорно-уплотнительное кольцо 5 предотвращает утечку масла. Во время работы генератора, статор с обмотками 4 и ротор 2 нагреваются и масло, через передний сливной штуцер 10 и задний сливной штуцер 11, отводя теплоту, поступает на охлаждение. От продольного перемещения ротора 2, относительно статора с обмотками 4, предотвращают упорно-уплотнительное кольцо 5 и упорное кольцо 6.

Высокоскоростной генератор, в корпусе которого расположен ротор и статор с размещенными на нём обмотками, отличающийся тем, что ротор выполнен в виде кольцевого постоянного магнита, закреплённого на валу, осевое перемещение которого предотвращается упорно-уплотнительным и упорным кольцами, находящимися между передней и задней крышками, размещёнными на корпусе со статором и в которых установлен подающий штуцер, через который во внутреннюю полость генератора нагнетается масло под давлением 2–5 кг/см2, утечку которого предотвращает упорно-уплотнительное кольцо, обеспечивающее вращение ротора с высокой скоростью, по типу подшипника скольжения, а через сливные штуцера, размещённые в боковых крышках, производится слив масла, отводя теплоту от статорной обмотки и ротора генератора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники, в частности к ротору крупной электрической машины с воздушным охлаждением. Технический результат - повышение допустимой плотности тока в обмотке ротора и повышение единичной мощности электрической машины без увеличения ее габаритов и массы.

Изобретение относится к электротехнике, к синхронным реактивным электрическим двигателям и генераторам, применяемым в трансмиссиях самоходных машин различного назначения.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в повышении эффективности охлаждения при одновременном повышении надежности за счет снижения среднего значения и разности температур отдельных частей.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к охлаждаемому корпусу (16) электрической машины, включающему в себя оболочку (1) корпуса, которая может закрываться с торцов при помощи опорных щитков (14, 15), и в которой проведены несколько осевых охлаждающих каналов (2а-5b), которые сообщаются друг с другом при помощи соединительных каналов (20).

Изобретение относится к области электромашиностроения, а именно к газовому охлаждению электрических машин с самонапорным ротором. Технический результат - снижение механических потерь, обеспечение равномерного распределения охлаждающего газа по каналам ротора и эффективное охлаждение обмотки ротора.

Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей выполнения устройства охлаждения вращающейся электрической машины, а также электрической машины, содержащей данное устройство охлаждения.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к синхронным электрическим машинам с системой вентиляции, включающей поток текучей среды для охлаждения статора электрической машины.

Изобретение относится к области крупного электромашиностроения, конкретно к горизонтальным капсульным гидрогенераторам с воздушным охлаждением элементов их активной зоны - обмоток статора и ротора, сердечников.
Изобретение относится к области электротехники. Статор электрической машины с жидкостным охлаждением содержит сердечник из ферромагнитного материала с установленной на нем обмоткой, внешнюю оболочку, кольцеобразные нажимные элементы, расположенные с обеих торцевых сторон сердечника и прикрепленные к оболочке с помощью сварки, развальцовки или клея, герметизированные каналы для охлаждающей жидкости, расположенные аксиально между оболочкой и наружной поверхностью сердечника в канавках, выполненных на наружной поверхности сердечника напротив его зубцов, и соединенные между собой последовательно и/или параллельно с помощью коллекторов, приспособленных для подвода и отвода охлаждающей жидкости, охлаждаемой во внешнем теплообменнике.

Изобретение относится к гибридным транспортным средствам. Гибридная силовая установка содержит двигатель и генератор.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Локомотивный ветрогенератор содержит магнитоэлектрический генератор со статором и ротором, при этом ротор, выполненный в виде постоянных магнитов, закреплен на крылья ветроколеса, а статор выполнен в виде катушек с проводом, закрепленных на диске, два соединенных корпуса, причем только верхняя грань каждого корпуса выполнена с уклоном, каждый корпус разделен перегородками на три секции, в каждой секции установлены крылья ветроколеса с ротором с возможностью вращения вокруг продольной оси с размещенным на ней неподвижно диском статора, жестко закрепленной в секции, каждая поверхность секции снабжена ребрами жесткости, причем каждый корпус и крылья ветроколеса выполнены из пластика, а ветрогенератор жестко закреплен на крыше локомотива.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к синхронным электродвигателям с реактивным ротором. Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, заключается в упрощении конструкции и уменьшении момента инерции ротора с повышенной скоростью вращения при питании от трехфазной сети.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат заключается в уменьшении нагрева деталей магнитопровода.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в улучшении компрессора для упрощения механической обработки и сборки.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для инициирования бортовых систем управляемого снаряда импульсным магнитоэлектрическим генератором.

Изобретение относится к области электротехники, в частности, к ротору для электрической вращающейся машины. Технический результат - достижение улучшенных вибрационных характеристик.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат – обеспечение простым и надежным образом предотвращения передачи крутящего момента от вала двигателя на ротор синхронной машины с возбуждением от постоянных магнитов в случае короткого замыкания обмотки.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электромашиностроении при производстве электродвигателей. Техническим результатом является повышение энергетических характеристик: полезной мощности, механического момента, коэффициента мощности, кпд при снижении массогабаритных показателей.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат - повышение выходного вращающего момента. Магнитный редуктор содержит статор, являющийся внешним ротором, связанным с выходным валом, который несет на поверхности внутренней стенки ряд дистантно расположенных вдоль оси его вращения постоянных магнитов, быстроходный ротор, расположенный коаксиально статору и связанный с входным валом, который несет на наружной поверхности ряд дистантно расположенных вдоль оси его вращения постоянных магнитов. Между статором и быстроходным ротором коаксиально им расположен тихоходный ротор, являющийся модулятором, на наружной поверхности которого размещены дистантно расположенные вдоль оси его вращения постоянные магниты. При этом постоянные магниты на тихоходном роторе расположены под углом к оси его вращения и наклонно к поверхности, на которой они закреплены. 6 ил.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в увеличении надежности генератора, повышении рабочей частоты вращения и улучшении отвода тепла от генератора. В высокоскоростном генераторе ротор выполнен в виде кольцевого постоянного магнита, закреплённого на валу, осевое перемещение которого предотвращается упорно-уплотнительным и упорным кольцами. Кольца находятся между передней и задней крышками, размещёнными на корпусе со статором и в которых установлен подающий штуцер. Через штуцер во внутреннюю полость генератора нагнетается масло под давлением 2–5 кгсм2, утечку которого предотвращает упорно-уплотнительное кольцо, обеспечивающее вращение ротора с высокой скоростью, по типу подшипника скольжения. Через сливные штуцера, размещённые в боковых крышках, производится слив масла, отводя теплоту от статорной обмотки и ротора генератора. 1 ил.

Наверх