Patents

Search tools Text Classification Chemistry Measure Numbers Full documents Title Abstract Claims All Any Exact Not Add AND condition These CPCs and their children These exact CPCs Add AND condition
Exact Exact Batch Similar Substructure Substructure (SMARTS) Full documents Claims only Add AND condition
Add AND condition
Application Numbers Publication Numbers Either Add AND condition

Brushless alternator

Classifications

H02K19/24 Synchronous generators having windings each turn of which co-operates alternately with poles of opposite polarity, e.g. heteropolar generators with variable-reluctance soft-iron rotors without winding
View 1 more classifications

Landscapes

Show more

CS203111B2

Czechoslovakia

Other languages
English
Inventor
Ivan Mrcun

Worldwide applications
1974 YU 1975 DE GB FR IT CS JP SU

Application CS711075A events

Description

Předmětem vynálezu je bezkartáčový alternátor, který má vysoký měrný výkon a malé wiějáí rozměry.
Gennrátor se zubovými póly, který je v současné době nejpoužívanějším zdrojem elektrické energie, má tu nevýhodu, že rotor je opatřen vinutím, sběracími kroužky a kartáčky. Sběrací kroužky a kartáčky jsou v těžkých pracovních podmíincáchjjako je prašné a agresivní prostředí, velmi citlivé a mimo to jsou zdrojem poruch rozhlasu. Jiskření kartáčků je v explozivní atmosféře velice nebezpečné. Naapoti tomu provedení bez kartáčků nemá nevýhody a umooňuje spolehlivou regulaci napětí pomooí polovodičových prvků.
V posledním deeeetletí byla zveřejněna řada řešení pro provedení bez kartáčků; všechna však mmia tu společnou nevýhodu, že alternátory měly nízký měrný výkon a velké rozměry ve srovnání s generátory s kartáčky a zubovými póly.
Účelem vyiálezu je vytvoořt alternátor bez kartáčků, který by měl vyšší měrný výkon a menší rozměry než provedení s_kartáčky. Předmětem vynálezu je bezkartáČkový alternátor, kde jho a zuby statoru jsou z oddělených, vzájemně kolmo umístěných lamel a vnitřní obvodová plocha jha slouží k upevnění budicího vinutí. Poddtata vynálezu spočívá v tom, že zuby mmjí uprostřed nástavce směřující radiálně ven a nástavce směřující radiálně dooniiř, přičemž všechny nástavce emёřující radiálně ven tvoří nosič statoru a nástavce směěřJící radiálně dovvntř jsou uloženy mezi dvěma prstenci tvořícími jho, jejichž wintřní obvodové plochy leží v'rovině s vnitřními koncovými plochami nástavců a na hraničních čárách těchto wiitřních obvodových ploch a vnitřních koncových ploch jsou prstence jha a nástavce zubů vzájemně pevně spojeny.
Provedení podle vynálezu má tu výhodu, že váha statoru je poměrně malá a také délka statorového vinutí je menší než u známých provedení; tím se jednak zmenší spotřeba mědi a jednak sníží vntřní odpor statorového vinutí. Upeevnění zubů v prstencích jha např. svařením msto obvyklého zalisování je jednodušší a zabraňuje vzniku vířivých proudů.
V^niez bude popsán v souviisosti s příklady provedení znázorněrými na výkresech, kde značí obr. 1 podélný řez alternátorem, obr. 2 pohled v osovém směru na výřez statoru bez statorového a budicího vinutí, obr. 3 v axonometrickém pohledu zub statoru podle prvního provedení vynálezu, přičemž vedle zubu statoru je pól rotoru, obr. 4 pohled na zuby statoru a póly rotoru v radiálním směru, přičemž je patrno, jak póly rotoru překrývají zuby statoru a jak velká je mezera mezi prstene i jha, obr. 5 axonoímeriký pohled na zub statoru podle druhého provedení, obr. 6 příčný řez druhým provedením statoru, obr. 7 výřez statoru z obr. 6 v axiálním pohledu a obr. 8 provedení jednorázového statoru podle druhé alternativy vynálezu.
Obr. 1 znázorňuje řez rotorem v podélném směru. Na hřídeli alternátoru je upevněn rotor sestávající ze dvou rotorových věnců 2 s dovvntř obrácenými póly 2. Jeden z rotorových věnců 2 je na hřídeli nalisován, zatímco druhý je na hřídeli pouze nasunut, a oba rotorové věnce 2 jsou spolu seároubovány. Tato dvoudílná konstrukce rotoru je nezbytná, poněvadž stator je v rotoru úplně uzavřen. PodeV pólů 2 na každém rotorovém věnci 2 3e libovolný. Celkový počet pólů 2 obou rotorových věnců 2 dohromady je sudý a závisí na nezbytné nebo žádané frekvenci při daných otáčkách. Rotorové věnce £ jsou vzájemně nastaveny tak, že rovina sowmrrnsti jednoho pólu 2 na jednom rotorovém věnci 2 splývá s rovinou ssшmrnnsti mezery mezi dvěma póly 2 na druhém rotorovém věnci 2· póly 2 kolem viější střeny statoru a mma! parabolický tvar, jak ukazuje obr. 3 a 4. Ten o tvar je nezbytný proto, aby výstupní napětí mělo sinusový průběh. *
Uvvntř rotoru je umístěn stator, který sestává ze jha 6 a zubů J. Jho 6 obklopuje budicí vinutí £ a je složeno ze dvou prstenců z lamel kolmých k ose rotoru. Tyto prstence jsou sestaveny z kruhových nebo svinuty z ocelového pásu. Svinutý prstenec jha 6 je na vntřní straně spojen svarem pod argonem. Na viější straně jha 6 jsou vyříznuty drážky, do kterých se zasazu;jí zuby J.
Z obir. 2, který ukazuje výřez statoru v osovém směru, je patrné, jak jsou zuby J vsazeny do jha 6. U velkých strojů muusjí být zuby J v drážce elektricky izolovány, aby nevznikly závity nakrátko. Zuby £ mm jí speciální konstrukci a sahají ze jha 6 v radiálním směru ven, jak ukazuje obr. 2. Vlastní zub J má na straně přivrácené k pólům 2 rotoru dvojnásobnou šířku než na straně přivrácené ke jhu 6. Vzduchová mezera mezi zuby J statoru a póly 2 rotoru má velkou šířku a plochu, takže hustota meapintického toku v mezeře je malá, což má za důsledek malý počet budicích aeerrzávitů.
Z obr. 3 je patrné sestavení zubů J, z lamel, které leží ve směru osy rotoru tak, že větší nebo menší počet lamel zvětšuje nebo zmenšuje tloušíku zubu Na užší části má zub J nástavec. 8 směř^^í radiálně dovvntř, který se svařováním v argonové atmosféře svaří s prstenci jha 6. Takové spojení zubů J se jtem 6 nevytváří závity nakrátko.
Alternativně mohou být zuby J vsazeny do drážky a přinýtovány ze strany; při tomto provedení může jho 6 sestávat z jediného prstence. Uurootřed široké části zubu J vyčnívá radiálně směrem ven nástavec i, který slouží dvěma účelům: jednak tvoří nosič statoru tím, že je z obou stran sevřen skříní stroje, takže stator je přesně centrován, a jednak protéká tímto nástavcem 1 mmagintický tok, když pól 2 překrývá zub J. Z tohoto důvodu je nutný parabolický tvar pólů 2.
Je žádouuí, aby nástavce 1 zubů J byly izolovány elektricky od skříně stroje. V prvním provedení podle obr. 3 jsou horní strany 3# zubů J rozšířené tím, že vněěší lamely jsou vyhnuty do stran. Tím se účelně zvětší plocha zubů J ve vzduchové meeeře. Majgneický tok pro203111' téká ' i’’ . postranní částí zubu J do jeho Široké ’ části. . Podle druhého provedení znázorněného' na ' obr. · .-5 je ·' zub J po stranách nástavce £ ve své široké horní · části odehnut od nástavce . £ tak,.. že · po · opracování smontovaného . statoru . ná soustruhu má horní strana 3 ’ zubu ' J větší . povrch’,· než' · ‘kdyby . zub J nebyl odehnut. · Zvětšená plocha závisí na úhlu, pod kterým je 'zub ' 3 vyhnut. . - ,
Obr. 6 ukazuje v příčném řezu druhé provedení statoru, který je sestaven z l_a^<^Zl kolmých k ose rotoru. Stejně jako v,prvním provedení má stator .neznázorněné jho na v^třní straně. Tento stator je výrobně jednodušší, .avšak pro buzeníje potřebí větší .počet . ampprzávitú. Tato nevýhoda se projevuje v jednofázovém provedení s vyjádřenými . póly podle obr-. 8 ' v menší míře.
Střední lamely rotoru, které jsou prodlouženy v nástavce £ ..sloužící . jako nosiče .statoru a na něm upevněného budicího vinutí £ jsou vytvořeny samossatně a --jsou ' . sevřeny mezi ' . dvěma stejjými polovinami statoru, znázorněnými v bokoryse na obr. 7 a 8. Nástavce j_ . vyčnívají radiálně ven ze zubů J. Obě poloviny statoru i lamely s prodlouženými nástavci £ . jsou .na. vni-třní straně svařeny v argonové atmooféře nebo spojeny iýty, které procházejí jednak ' . jhem . a jednak širší částí zubu J, což zvyšuje mechanickou pevnot. Lamely s nástavci £ slouží současně jako přídavná plocha, kterou prochází m^an^etický tok z pólů .2 do zubů J a zpět.
V obou . příkladech provedení statoru je vinutí £ kotvy známým způsobem vinuto tak, že v závislosti na požadované frekvenci při daných otáčkách uzavírá určitý počet zubů statoru. Přívody vinutí jsou vyvedeny u nástavců zubů 2 na skříni stroje.
Bezkartáčkový alternátor podle vynálezu pracuje tímto způsobem: budicí vinutí . upevněné na statoru budí jádro rotoru. Magnneický tok prochází rotorovým věncem 2 a přechází vzduchovou mezerou do zubu J. Z obr. 1 je vidět, že siločáry směěují k ose, u jha 6 se a procházejí zuby J do protilehlého pólu 2. Zuby J jsou střídavě překrývány severním a jižním pólem, takže čésií zubu J,» kde je vinit!, prochází msagutický tok oběma směry.
Uložením statoru v rotoru se dosáhne toho, že při daných rozměrech má rotor v důsledku většího poloměru vyšší obvodovou rychlost, přičemž délka vinutí kotvy je menní, což znamená menší tepelné ztráty a nižší spotřebu mědi. Protože rotorové věnce £ nesoucí póly 2 leží po stranách zubů, pro^l^ť^2^€^;)í siločáry i touto částí zubů. Alternátor má velmi málo součástí a konstrukce statoru umožňuje strojní .výrobu vinutí.

Claims (2)
Hide Dependent

1. Bezkartáčkový alternátor, kde jho a zuby statoru jsou z oddělených, vzájemně kolmo umístěných lamel a v^třní obvodová plocha jha slouží k upevnění budicího vinutí, vyznačený tím, že zuby (3) maaí uprostřed nástavce (1) směěuuící radiálně ven a nástavce (8) směěuuící radiálně dovnniř, přičemž všechny nástavce (1) směěuuíci radiálně ven tvoří nosič statoru a nástavce (8) směětuící radiálně dovnítř jsou uloženy mezi dvěma prstenci tvořícími jho (6), jejichž vnitřní obvodové plochy leží v rovině s vnitřními koncovými plochami nástavců (9) a na hraničních čárách těchto vnitřních obvodových ploch a vnitřních koncových ploch jsou prstence jha (6) a nástavce (8) zubů (3) vzájemně pevně spojeny.
2. Bezkartáčkový alternátor podle bodu 1 , vyznačený tím, že zuby (3) jsou na straně přivrácené k pólům (2) v osovém směru širší než na straně prstenců jha (6).