CS205012B2 - Brushless alternator - Google Patents

Description

Předmětem vynálezu je bezkartáčkový alternátor, který má vysoký měrný výkon.

Ve · snaze zkonstruovat elektrický generátor s rotorem bez vinutí a kartáčků a možností regulace buzení přinesl výzkum v poslední době řadu námětů a více nebo méně úspěšných provedení. Ani jedno z nich však nenahradilo generátor se zubovými póly, který je v současné době používán nejčastěji. Tento generátor má vysoký měrný výkon, jeho nevýhodami však je rotorové vinutí, sběrací kroužky a kartáčky.

Úkolem vynálezu je vyrob.it bezkartáčkový alternátor, který by měl stejný měrný výkon jako provedení s kartáčky a současně všechny výhody konstrukce · bez kartáčků. Předmětem vynálezu je bezkartáčkový alternátor, kde jho· a zuby statoru jsou z oddělených, vzájemně kolmo umístěných lamel a zuby statoru, uložené v drážkách jha, slouží k upevnění nosiče budicího vinutí; podstata vynálezu spočívá v tom, že zuby mají uprostred nástavce směřující radiálně ven a nástavce směřující radiálně dovnitř, přičemž nástavce směřující radiálně ven jsou uloženy mezi dvěma prstenci tvořícími jtfo, jejichž vnější obvodové plochy leží v rovině s vnějšími koncovými plochami nástavců a na hraničních čárách těchto vnějších obvodových ploch a vnějších koncových ploch jsou prstence a nástavce zubů vzájemně pevně spojeny, ·· . přičemž nosič budicího vinutí je upevněn na nástavcích směřujících radiálně do-vnitř.

Při konstrukci podle vynálezu nevznikají v magnetickém obvodu alternátoru, který · nemá ani kartáčky . ani sběrací kroužky, další vzduchové mezery, které zvětšovaly magnetický odpor a tedy vyžadovaly k většímu buzení · rotoru rozměrnější budicí vinutí. Spotřeba materiálu έο přiťom nijak neliší . oproti známým alternátorům s kartáčky ani bezkartáčkovým alternátorům s přídavnou vzduchovou mezerou.

Vynález bude vysvětlen v souvislosti s výkresy, kde značí obr. 1 podélný řez alternátorem podle vynálezu, · obr. 2 výřez statoru bez statorového· a budicího vinutí v pohledu v osovém směru, obr. 3 axonometrický pohled na zub statoru podle prvního· provedení vynálezu, přičemž vedle zubu statoru je pól rotoru, obr. 4 pohled v radiálním směru na zuby statoru a póly rotoru, z něhož je patrno, jak póly rotoru překrývají zuby statoru, a obr. 5 axonornetrický pohled na zub statoru podle druhého provedení vynálezu.

Obr. · 1 znázorňuje alternátor v osovém řezu. Na hřídeli je nalisováno pouzdro 7 s rotorovým věncem 11, s druhé strany je stejný rotorový věnec 11 na hřídel. pouze nasunut a upevněn šrouby, takže rotor se dá sestavovat a rozebírat. Na obou rotorových věncích 11 jsou eovnitř zahnuté póly 4 umístěné tak, že rovina souměrnosti ' pólu 4 na jednom· rotorovém věnci 11 tvoří rovinu souměrnosti mezery mezi póly 4 na protilehlém rotorovém věnci 11. Při otáčení rotoru se ' tedy pohybují kolem zubů 1 statoru střídavě póly 4 levého- a pravého rotorového věnce 11, resp. jižní a severní póly. Každý rotorový věnec 11 může mít libovolný počet pólů 4. Společný počet pólů 4 může být dva, čtyři, šest, osm, atd., což dává požadovanou frekvenci při daných otáčkách. Pól 4 má parabolický tvar, jak ukazuje obr. 3.

Rotor je obklopen statorem, který -sestává ze dvou prstenců 8 tvořících jho a ze zubů 1. J-ho je složeno jako· u většiny elektrických strojů z lamel a každý prstenec 8 jha je ze svinutého pásu dynamového plechu. Vzniklá svinutá cívka Je na několika místech na vnější straně svařena svarem provedeným v argonové atmosféře. Do svinutých a zpevněných prstenců 8 se vyříznou nebo vyfrézují -drážky 12, do- kterých se vsadí zuby 1. U velkých -strojů se nemusejí zuby 1 při vsazování do - drážek 12 elektricky izolovat. Obr. 2 - ukazuje, jak - jsou zuby - 1 vsazeny do drážek 12.

Lamely zubů 1 leží v axiální rovině a tedy počet lamel dává tloušťku zubu 1. Na širší části je zub 1 zvětšen přibližně na dvojnásobnou plochu. Zvětšená plocha zubu 1 snižuje hustotu magnetického- toku ve vzduchové mezeře a tím i nezbytný počet budicích ampérzávitů.

Na užší části - má - zub 1 nástavec 9 směřující radiálně ven, který je přivařen svarem v argonové -atmosféře - k prstencům 8 jha; tím vznikne mezi zuby 1 a prstenci 8 mechanické spojení, přičemž svary nevytvářejí závity na krátko; Nástavce 10 vyčnívají cí radiálně dovnitř ze·-· širší části - zubů 1 nesou nosič 5, na - němž-- Je - upevněno budicí vinutí 6. Nosič 5 - je z nemagnetického materiálu, je vsazen do nástavců 10 a-· je s nimi snýtován. Nástavce 10 slouží mimoto jako přídavná plocha pro průchod magnetického toku z pólu 4 do zubu 1.

Plocha zubů 1 u vzduchové mezery je zvětšena podle vynálezu, a to dvěma způsoby. První konstrukce je znázorněna na obr. 3. Na široké části zubu 1 ' - jsou - - vnější plochy 3 vyhnuty směrem ven. - ' Vyhnuté vnější plochy 3 mají kromě zvětšení·-- povrchu zubu 1 ještě ten účel, že -se jimi ovlivňuje časový průběh magnetického přechodu, resp. že se tvar výstupního napětí maximálně blíží -sinusovce. Stejnému účelu slouží druhé provedení podle obr. 5. Zub - 1 Je vyhnut -od nástavce 10 směrem do strany, takže po -opracování na soustruhu po smontování statoru - má větší povrch 3‘.· Na zubech 1 je navinuto třífázové vinutí 2 kotvy, které uzavírá určitý počet zubů 1 statoru v závislosti na frekvenci.

Alternátor podle vynálezu pracuje tímto způsobem: magnetický -obvod je uzavřen tak, že budicí vinutí 6 vytváří v pouzdru 7 a v ose rotoru magnetický tok, -který protéká přes jeden rotorový věnec 11 a pól 4 - vzduchovou mezerou, přes zahnuté vnější - plechy 3 nebo zvětšenou plochu 3‘ v širší části zubů 1 do prstenců 8 jha, odtud znova do zubu 1 a vzduchovou mezerou k pólu 4 a druhým rotorovým věncem 11. Při -otáčení rotoru se pohybují střídavě podél každého zubu 1 severní a jižní pól rotoru, každý z nich na své -vlastní straně. V úzké části zubů 1 se spojuje magnetický tok, který - přichází z obou stran zubu, v průřezu, kterým protéká magnetický tok v obou směrech. Na této části zubů 1 je umístěno· vinutí - 2 kotvy. Taková konstrukce zubu zajišťuje maximální účinnost stroje.

Claims (2)

1. PřEDMET

   1. Bezkiartáčkový alternátor, kde jho a zuby statoru jsou z oddělených, vzájemně kolmo umístěných lamel a zuby statoru, uložené - v drážkách Jha, slouží k upevnění nosiče budicího vinutí, vyznačený tím, že zuby (1) mají uprostřed nástavce (9) směřující radiálně ven - a nástavce - (10) směřující radiálně - dovnitř, přičemž nástavce (9) směřující - radiálně ven jsou uloženy mezi dvěma prstenci (8) tvořícími jho, jejichž vnější obvodové plochy leží v rovině s vnějšími koncovými plochami nástavců (9) a na hraničvynalezu ních čárách těchto vnějších obvodových ploch -a vnějších koncových ploch Jsou prstence (8) a nástavce (9) zubů (1) směřujících radiálně - ven vzájemně pevně spojeny, přičemž nosič (5) budicího vinutí (6) je upevněn na nástavcích (10) směřujících radiálně dovnitř.
2. 2. Bezkartáčkový alternátor podle bodu 1, vyznačený tím, že zuby (1) jsou na straně přivrácené k pólům (4) v osovém směru širší než na straně prstenců (8) jha.