RU2280308C1

RU2280308C1 - Inductor generator

Info

Publication number: RU2280308C1
Application number: RU2005101029/09A
Authority: RU
Inventors: Александр Михайлович Литвиненко (RU); Александр Михайлович Литвиненко; Алексей Сергеевич Лапков (RU); Алексей Сергеевич Лапков
Priority date: 2005-01-18
Filing date: 2005-01-18
Publication date: 2006-07-20
Also published as: RU2005101029A

Abstract

FIELD: electrical machines; inductor generators.

SUBSTANCE: proposed inductor generator has front and rear end plates with radial holes, stator in the form of stack carrying inducing winding, rotor in the form of spider with axial magnetic circuits which is built in rectifier. Field coils are installed on end plates and have magnetic contacts with axial magnetic circuits. Hollow shaft of rotor is provided with radial holes. One end of shaft is plugged and other one communicates with inlet hole of cooling system. Novelty is that field coils are provided with additional ferromagnetic webs inserted between windings and spider. Radial slits are made in vicinity of point where ferromagnetic webs abut against field-coil magnetic circuit. Proposed design makes it possible to dispense with separate cooler due to imparting its functions to rotor spider teeth.

EFFECT: enhanced field current due to inducing additional exciting current through ferromagnetic webs to spider teeth.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к индукторным генераторам.The invention relates to electric machines, namely to inductor generators.

Известны индукторные генераторы, содержащие вал, крышки с подшипниками, на валу установлен ротор в виде звездочки, имеющий магнитный контакт со статором, кроме этого, на одной из крышек (одностороннее возбуждение) установлена катушка с обмоткой с магнитопроводом, находящимся в магнитной связи с вторым осевым магнитопроводом, установленным на роторе и имеющим магнитный контакт со звездочкой. Аналогичная катушка может быть установлена и на второй крышке (двухстороннее возбуждение). Конструктивные разновидности данного генератора описаны, например, в [1].Known inductor generators containing a shaft, covers with bearings, a rotor in the form of an asterisk mounted on the shaft having magnetic contact with the stator, in addition, a coil with a winding with a magnetic circuit in magnetic communication with the second axial axis is installed on one of the covers (one-way excitation) a magnetic circuit mounted on the rotor and having magnetic contact with an asterisk. A similar coil can be mounted on the second cover (two-way excitation). Constructive varieties of this generator are described, for example, in [1].

Недостатками данной машины являются большие масса и габариты, а также то, что лобовые части обмотки статора, лежащие за статором по ходу охлаждающего воздуха, охлаждаются уже нагретым воздухом от лобовых частей, лежащих перед статором.The disadvantages of this machine are the large mass and dimensions, as well as the fact that the frontal parts of the stator winding lying behind the stator along the cooling air are cooled by already heated air from the frontal parts lying in front of the stator.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемым результатам является бесконтактный синхронный генератор [2], содержащий переднюю и заднюю крышки с радиальными отверстиями, статор, ротор, выпрямитель, обмотку возбуждения; при этом вал выполнен полым с радиальными отверстиями, один конец вала снабжен заглушкой, а второй - соединен с входным отверстием системы охлаждения; в зоне изгиба когтеобразных полюсов ротора выполнены прорези.Closest to the claimed invention in technical essence and the achieved results is a non-contact synchronous generator [2], comprising a front and rear covers with radial holes, a stator, a rotor, a rectifier, an excitation winding; the shaft is hollow with radial holes, one end of the shaft is equipped with a plug, and the second is connected to the inlet of the cooling system; in the bending zone of the claw-shaped poles of the rotor, slots are made.

Недостатками данного устройства являются низкая эффективность вентиляционного эффекта от прорезей в зоне изгиба когтеобразных полюсов, поскольку эти прорези имеют относительно небольшую площадь, а также низкая эффективность вентиляционного действия когтей полюсов, ввиду их консольного расположения, кроме того, данный генератор имеет щеточно-контактный узел, что приводит к уменьшению надежности.The disadvantages of this device are the low efficiency of the ventilation effect from the slots in the bend zone of the claw-shaped poles, since these slots have a relatively small area, as well as the low ventilation efficiency of the claws of the poles, due to their cantilever location, in addition, this generator has a brush-contact assembly, which leads to a decrease in reliability.

Технический результат, заключающийся в улучшении эксплуатационных характеристик за счет снижения потребляемой мощности и улучшения теплофизических характеристик, обеспечивается за счет того, что в индукторном генераторе, содержащем переднюю и заднюю крышки с радиальными отверстиями, статор в виде пакета с рабочей обмоткой, ротор в виде звездочки с осевыми магнитопроводами, встроенный выпрямитель, катушки возбуждения, установленные на крышках и имеющие магнитный контакт с осевыми магнитопроводами, полый вал ротора с радиальными отверстиями, при этом один его конец снабжен заглушкой, а второй - соединен с входным отверстием системы охлаждения, согласно изобретению катушки возбуждения снабжены дополнительными ферромагнитными щеками, которые установлены между катушками и звездочкой, а ферромагнитные щеки снабжены радиальными прорезями.The technical result, which consists in improving operational characteristics by reducing power consumption and improving thermophysical characteristics, is ensured due to the fact that in the inductor generator containing front and rear covers with radial holes, the stator is in the form of a package with a working winding, the rotor is in the form of an asterisk with axial magnetic circuits, built-in rectifier, field coils mounted on the covers and having magnetic contact with axial magnetic circuits, hollow rotor shaft with radial holes tures, while one end thereof is provided with a plug, and the second - connected to the inlet of the cooling system according to the invention the excitation coil provided with additional ferromagnetic cheeks which are mounted between the coils and the sprocket, and ferromagnetic cheeks are provided with radial slits.

На чертеже изображен общий вид индукторного генератора.The drawing shows a General view of the inductor generator.

Индукторный генератор содержит входной патрубок 1, приводной шкив 2, переднюю крышку 3, статор 4 с обмоткой, стяжные винты 5, заднюю крышку 6, на которой установлен корпус выпрямителей 7. Полый вал 9 снабжен заглушкой 8. В валу выполнены радиальные отверстия 10 и 11, в крышках 3 и 6 выполнены радиальные отверстия 12. На валу установлена звездочка, имеющая тело 13 и зубцы 14. К звездочке примыкает осевой магнитопровод 15, находящийся в магнитном контакте через зазор 16 с магнитопроводом 17 катушки 18. Катушка снабжена ферромагнитной щекой 19, имеющей радиальные прорези 20, расположенные напротив отверстий 10 и 11. Вал вращается в подшипниках 21, приводной шкив 2 закреплен на валу 9 с помощью шпонки и гайки 22, вал имеет центральное входное отверстие 23 системы охлаждения.The inductor generator contains an inlet pipe 1, a drive pulley 2, a front cover 3, a stator 4 with a winding, coupling screws 5, a back cover 6, on which the rectifier housing 7 is mounted. The hollow shaft 9 is provided with a plug 8. Radial holes 10 and 11 are made in the shaft , radial holes 12 are made in the covers 3 and 6. An asterisk having a body 13 and teeth 14 is mounted on the shaft. An axial magnetic circuit 15 adjacent to the sprocket is in magnetic contact through the gap 16 with the magnetic circuit 17 of the coil 18. The coil is provided with a ferromagnetic cheek 19 having radial slots 20 arranged opposite the openings 10 and 11. The shaft rotates in bearings 21, drive pulley 2 is fastened on the shaft 9 by means of splines and nuts 22, the shaft has a central inlet 23 of the cooling system.

Устройство работает следующим образом. Входной поток воздуха через патрубок 1 попадает в центральное отверстие 23 и далее по отверстиям 10 и 11 под действием центробежного эффекта, вызванного наличием зубцов 14 звездочки, которые играют роль лопастей, выбрасывается через отверстия 12 в крышках 3 и 6 в окружающую среду. При этом, вследствие симметричного двухстороннего возбуждения, а также симметричного расположения отверстий 10, 11 и 12, обе стороны лобовых частей статора охлаждаются свежим воздухом, а не нагретым, как в генераторах традиционного типа. По сравнению с аналогами и прототипом, в заявленном генераторе существенно улучшена магнитная связь между катушками возбуждения и звездочкой за счет того, что магнитный поток проходит не только от магнитопровода 17 к магнитопроводу 15 через воздушный зазор 16, но и через ферромагнитные щеки 19 к торцевым частям зубцов 14. При этом щеки 19 и магнитопровод 17 имеют непосредственный магнитный механический контакт.The device operates as follows. The air inlet through the pipe 1 enters the central hole 23 and then through the holes 10 and 11 under the action of the centrifugal effect caused by the presence of teeth 14 of the sprocket, which play the role of the blades, is discharged through the holes 12 in the caps 3 and 6 into the environment. In this case, due to the symmetric bilateral excitation, as well as the symmetrical arrangement of the holes 10, 11 and 12, both sides of the frontal parts of the stator are cooled by fresh air, and not heated, as in traditional type generators. Compared with analogues and prototype, the claimed generator has significantly improved magnetic coupling between the excitation coils and the sprocket due to the fact that the magnetic flux passes not only from the magnetic circuit 17 to the magnetic circuit 15 through the air gap 16, but also through the ferromagnetic cheeks 19 to the end parts of the teeth 14. In this case, the cheeks 19 and the magnetic circuit 17 have direct magnetic mechanical contact.

Использование данной конструкции позволяет, с одной стороны, отказаться от отдельного вентилятора, возложив его функции на зубцы звездочки ротора, а с другой стороны, увеличить поток возбуждения за счет создания дополнительного потока через ферромагнитные щеки к зубцам звездочки.Using this design allows, on the one hand, to abandon a separate fan, assigning its functions to the teeth of the sprocket of the rotor, and on the other hand, to increase the excitation flow by creating an additional flow through the ferromagnetic cheeks to the teeth of the sprocket.

Источники информацииInformation sources

1. Жежерин Р.П. - Индукторные генераторы / М.-Л., Госэнергоиздат, 1961 г., 319 с., ил.1. Zhezherin R.P. - Induction generators / M.-L., Gosenergoizdat, 1961, 319 p., Ill.

2. Патент РФ №2231199 - Бесконтактный синхронный генератор /А.М.Литвиненко, заявка №2003109938, опубл. 07.04.2003, бюл. №17, МПК 7 Н 02 К 19/06.2. RF patent No. 2231199 - Contactless synchronous generator / A. M. Litvinenko, application No. 2003109938, publ. 04/07/2003, bull. No. 17, IPC 7 N 02 K 19/06.

Claims

An inductor generator containing front and rear covers with radial openings, a stator in the form of a package with a working winding, a rotor in the form of an asterisk with adjacent axial magnetic circuits, a built-in rectifier, excitation coils mounted on the covers and having magnetic circuits with a magnetic contact through a gap with axial the rotor magnetic circuits, the hollow rotor shaft with radial holes, while one end is provided with a plug, and the second is connected to the inlet of the cooling system, characterized in that the excitation coils The racks are equipped with additional ferromagnetic cheeks installed between them and the rotor sprocket and made with radial slots opposite the radial holes of the hollow rotor shaft.