CZ279581B6

CZ279581B6 - Generator feeding

Info

Publication number: CZ279581B6
Application number: CZ281993A
Authority: CZ
Inventors: František Ing. Csc. Vaněk; Jan Cibulka
Original assignee: Ústav Termomechaniky Avčr
Priority date: 1993-12-17
Filing date: 1993-12-17
Publication date: 1995-05-17
Also published as: CZ281993A3

Abstract

A generator feeding for supplying electrical devices on machine rotors with diameter greater than one meter, formed by magnets (1) fitted uniformly around the circumference of a stator and opposite it, on the body of the rotor, by pairs of position setters (2) with at least one flat coil (3) with steel core. The position setters (2) with coil (3) are attached to the rotor by a housing (4) of non-magnetic material.<IMAGE>

Description

Vynález se týká generátorového napájení pro napájení elektrických zařízení na rotorech strojů, jako jsou například snímače mechanického namáhání, teploty, tlaků a podobně.The invention relates to a generator power supply for supplying electrical equipment to machine rotors, such as mechanical stress, temperature, pressure and the like sensors.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Dosud známé zdroje napájení elektrických zařízení na rotorech jsou speciální elektrochemické, například lithiové nebo rtuťové, články. Tyto články je nutno dálkově spínat se zařízením, což zvyšuje složitost systému a snižuje spolehlivost. Jinou možností je využití indukčního přenosu energie. Obvody indukčního přenosu jsou sestaveny z vysílací cívky, napájené z vysokofrekvenčního generátoru, a indukční cívky, uchycené na rotoru. Účinnost přenosu energie je poměrně malá, proto pro zvýšení účinnosti se používá na vysílací straně feritové jádro statorové cívky. To přináší další problémy s umístěním cívek vzhledem k malému prostoru ve stroji a potížím s převlečením přes spojku na rotoru. Napájecí výkon musí být velký a nastávají problémy s rušením.The known power sources of electric devices on rotors hitherto are special electrochemical cells, for example lithium or mercury cells. These cells need to be remotely connected to the device, which increases system complexity and reduces reliability. Another possibility is to use inductive energy transfer. The induction transmission circuits are composed of a transmitter coil fed from a high frequency generator and an inductor coil mounted on the rotor. The energy transfer efficiency is relatively low, so a ferrite core of the stator coil is used on the transmitting side to increase efficiency. This brings further problems with the placement of the coils due to the small space in the machine and the difficulty of slipping over the clutch on the rotor. The power supply must be large and interference problems occur.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Podstata generátorového napájení podle vynálezu spočívá v tom, že na statoru stroje jsou rovnoměrně po obvodu upevněny magnety a proti nim na tělese rotoru dvojice pólových nástavců s nejméně jednou cívkou v plošném provedení s ocelovým jádrem. Pólové nástavce s cívkou jsou uchyceny na rotor pomocí krytu z nemagnetického materiálu. Dvojice pólových nástavců s cívkami na rotoru se tak otáčí nad magnety, upevněnými na statoru a během jedné otáčky se v jádrech dvojice pólových nástavců mění směr magnetického toku a v cívkách se indukuje střídavé napětí kmitočtu f = p * n / 60.The principle of the generator power supply according to the invention consists in that magnets are fixed on the machine stator uniformly on the circumference and against them a pair of pole pieces with at least one coil in flat design with a steel core against the rotor body. The pole pieces with coil are fixed to the rotor by means of a cover made of non-magnetic material. Thus, the pair of pole pieces with the coils on the rotor rotate above the magnets mounted on the stator and within one revolution the direction of the magnetic flux changes in the cores of the pair of pole pieces and the alternating voltage frequency f = p * n / 60 is induced in the coils.

Generátorové napájení podle vynálezu má řadu výhod. Ve srovnání s kapacitou napájecí baterie vykazuje dlouhou životnost. Nevyžaduje složité spínání. Oproti indukčnímu přenosu energie nezpůsobuje žádné rušení.The generator supply according to the invention has a number of advantages. It has a long lifetime compared to the battery capacity. It does not require complex switching. It does not cause any interference in comparison to the inductive energy transfer.

Dané uspořádání napájecího zdroje s velkou účinností umožňuje zmenšení rozměrů pólových nástavců na rotoru, takže jejich výška nepřesahuje 5 mm a jejich upevnění na rotoru je bezproblémové. Tato konstrukce snese velké přetížení, což je velkou předností při instalaci na rotorech strojů o velkých průměrech a s vysokými otáčkami. Další přednosti je jednoduchá montáž dvojic pólových nástavců s cívkami v krytu z nerez fólie bodovým svarem na stěnu disku rotoru stroje.This high-efficiency power supply arrangement allows the dimensions of the pole pieces on the rotor to be reduced so that their height does not exceed 5 mm and their mounting on the rotor is problem-free. This design can withstand high overload, which is a great advantage when installed on large diameter and high speed machine rotors. Another advantage is the simple fitting of pairs of pole pieces with coils in stainless steel foil cover by spot welding on the rotor disk wall.

Přehled obrázků na výkresechOverview of the drawings

Na přiloženém výkresu je na obr. 1 znázorněn příklad jednoho z možných provedení generátorového napájení podle popsaného technického řešení v řezu a na obr. 2 způsob rozmístění budicích magnetů po obvodu statoru.In the accompanying drawing, FIG. 1 shows an example of one possible embodiment of a generator power supply according to the described technical solution in cross-section, and FIG. 2 shows the arrangement of the excitation magnets on the circumference of the stator.

-1CZ 279581 B6-1GB 279581 B6

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Generátorové napájení, znázorněné na obr. 1, je vytvořeno z magnetů 1 obou polarit S a J, umístěných na statoru, a pólových nástavců 2 s cívkami 2 v plošném provedení s ocelovým jádrem, umístěných na rotoru. Jedná se· o ocelovou cívku z měkké oceli o výšce 5 mm a průměru 22 mm x 4 mm. Pólové nástavce 2 s cívkami 2 jsou uchyceny na rotor pomocí krytu 2 z nemagnetické nerez fólie. Otáčením cívek 2 s pólovými nástavci 2 kolem severních a jižních pólů magnetů χ se v nich indukuje střídavé napětí sinusového tvaru obou polarit. Magnet 1 může být v provedení toroid o průměru 28,5 mm x 9,2 mm x výška 8 mm.The generator power shown in FIG. 1 is made up of magnets 1 of both polarities S and J, located on the stator, and pole pieces 2 with coils 2 in the flat design with a steel core, mounted on the rotor. It is a mild steel coil with a height of 5 mm and a diameter of 22 mm x 4 mm. The pole pieces 2 with coils 2 are fixed to the rotor by means of a non-magnetic stainless steel foil cover 2. By rotating the coils 2 with the pole pieces 2 around the north and south poles of the magnets χ, an alternating voltage of the sinusoidal shape of both polarities is induced therein. Magnet 1 can be a toroid with a diameter of 28.5 mm x 9.2 mm x height 8 mm.

Na obr. 2 je uvedeno principiální schéma rozmístění magnetů 1 S J generátorového napájení po obvodě statoru. V jednom z výhodných provedení je po obvodu statoru rozmístěno 120 kusů magnetů 1. Magnet 1 může být proveden jako permanentní magnet nebo elektromagnet. V případě, že stator je vyroben z nemagnetického materiálu, je nutné magnety 1 spojit pomocí magnetických spojek 5 například z měkké oceli.Fig. 2 shows a schematic diagram of the positioning of the generator power magnets around the stator circumference. In one preferred embodiment, 120 pieces of magnets 1 are disposed around the periphery of the stator. The magnet 1 may be a permanent magnet or an electromagnet. If the stator is made of non-magnetic material, it is necessary to connect the magnets 1 by means of magnetic couplings 5, for example of mild steel.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Generátorové napájení podle popsaného technického řešení lze využít všude tam, kde je zapotřebí napájet elektrické zařízení na rotorech strojů. Generátorové napájení je použitelné v mnoha oblastech měřicí a řídicí techniky, kde umožňuje dlouhodobé napájení telemetrických zařízení na rotorech strojů a tím i dlouhodobá diagnostická měření.The generator power supply according to the described technical solution can be used wherever it is necessary to supply electrical equipment on the machine rotors. Generator power is applicable in many areas of measurement and control technology, where it allows long-term power supply of telemetry devices on machine rotors and thus long-term diagnostic measurements.

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS

Claims

The device is straight (1), and against the body of the power supply of more than one meter, the magnet on the stator of the machine

Generator power supply for rotors of machines with a diameter consisting of a pair of pole pieces (2) with at least one coil (3) in flat design with a steel core, fixed to the rotor circumferentially, the pole pieces (2) with the coil (3) being mounted on the rotor with a cover (4) of non-magnetic material.

Generator power supply according to claim 1, characterized in that the magnets (1) are either permanent magnets or electromagnets.

Generator power supply according to claims 1 and 2, characterized in that the cover (4) is made of non-magnetic stainless steel.