RU2515564C2

RU2515564C2 - Synchronous generator

Info

Publication number: RU2515564C2
Application number: RU2012104106/07A
Authority: RU
Inventors: Александр Михайлович Литвиненко
Priority date: 2012-02-06
Filing date: 2012-02-06
Publication date: 2014-05-10
Also published as: RU2012104106A

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: invention is referred to the field of electric engineering, in particular, to electric machines and namely to synchronous generators of inductor type used, for example, in motor and tractor equipment. According to the invention in the claimed synchronous generator containing an excitation source, a stator with polar tips and winding, a drum rotor with a shaft and covers with tightening bolts, the butt end of horizontal rack of the outer L-shaped magnet core is connected to the stator back and between the stator teeth and cover there is a non-magnet insert, a vertical rack of the outer L-shaped magnet core, the excitation source, a vertical rack of the inner L-shaped magnet core while the horizontal rack of the inner L-shaped magnet is located in the rotor butt end.

EFFECT: providing contact-free operation of a synchronous generator of inductor type at simultaneous potential use of a standard stator design and ultimate simplification of the rotor design.

2 dwg

Description

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к синхронным генераторам индукторного типа, применяемым, например, в автотракторном оборудовании.The invention relates to electric machines, namely to synchronous generators of inductor type, used, for example, in automotive equipment.

Известен синхронный генератор [Патент РФ №2335079 / А.М.Литвиненко, Мозговой И.Н. - Синхронный генератор, Бюл. №27, от 27.09.2008, №2007136433/09 от 01.10.2007, МПК Н02К 19/36, Н02К 19/16], который содержит переднюю и заднюю крышки с отверстием, два статора в виде пакетов с рабочей обмоткой, источник возбуждения, ротор с полым валом и когтеобразным наконечником, а также выпрямитель, отличающийся тем, что между статорами установлена ферромагнитная цилиндрическая перемычка с поясной выемкой, в которой расположен источник возбуждения, а когтеобразные наконечники выполнены в виде двух пакетов и установлены на валу, при этом сплошные центральные части сердечников установлены вплотную друг к другу. В предлагаемом синхронном генераторе обеспечено эффективное использование магнитодвижущей силы обмотки возбуждения за счет укороченного пути протекания магнитного потока.Known synchronous generator [RF Patent No. 2335079 / A.M. Litvinenko, I. Mozgovoy - Synchronous generator, bull. No. 27, dated September 27, 2008, No. 2007136433/09 dated October 1, 2007, IPK Н02К 19/36, Н02К 19/16], which contains the front and back covers with an aperture, two stators in the form of packets with a working winding, an excitation source, a rotor with a hollow shaft and a claw-shaped tip, as well as a rectifier, characterized in that between the stators there is a ferromagnetic cylindrical jumper with a waist recess in which the excitation source is located, and the claw-shaped tips are made in the form of two packets and mounted on the shaft, while the solid central parts cores installed close to each other. In the proposed synchronous generator, the efficient use of the magnetomotive force of the field winding is ensured due to the shortened path of the magnetic flux.

Недостатком данного синхронного генератора является двухпакетная конструкция, что ведет к увеличению массы и габаритов.The disadvantage of this synchronous generator is a two-pack design, which leads to an increase in weight and dimensions.

Наиболее близким к заявленному изобретению по технической сущности и достигаемым результатам является синхронный индукторный генератор [Патент РФ №2400908 / А.М.Литвиненко, Мозговой И.Н. - Синхронный индукторный генератор, Бюл. №27, от 27.09.2010, №2008147624/07 от 02.12.2008, МПК Н02К 19/20, Н02К 19/16]. Изобретение направлено на достижение технического результата, состоящего в улучшении эксплуатационных характеристик генератора указанного типа за счет снижения потребляющей мощности возбуждения, а также в улучшении теплофизических характеристик синхронных генераторов индукторного типа. Указанный технический результат достигается за счет того, что в синхронном генераторе предлагаемой конструкции эффективным образом используется магнитодвижущая сила обмотки возбуждения за счет укороченного пути протекания магнитного потока, поскольку торцевые части крышек не участвуют в его проводке. Таким образом, данный генератор содержит источник возбуждения, статор с полюсными наконечниками и обмоткой, ротор барабанного типа с валом и крышки со стягивающими болтами.Closest to the claimed invention in technical essence and the achieved results is a synchronous inductor generator [RF Patent No. 2400908 / A.M. Litvinenko, I. Brain. - Synchronous inductor generator, bull. No. 27, dated September 27, 2010, No. 2008147624/07 dated December 2, 2008, IPC Н02К 19/20, Н02К 19/16]. The invention is aimed at achieving a technical result consisting in improving the operational characteristics of a generator of the indicated type by reducing the power consumption of the excitation, as well as in improving the thermophysical characteristics of synchronous generators of the inductor type. The specified technical result is achieved due to the fact that in the synchronous generator of the proposed design, the magnetomotive force of the field coil is effectively used due to the shortened path of the magnetic flux, since the end parts of the covers do not participate in its wiring. Thus, this generator contains an excitation source, a stator with pole tips and a winding, a drum-type rotor with a shaft, and covers with tightening bolts.

Недостатком данного синхронного индукторного генератора также является двухпакетная конструкция, а кроме того, относительно сложное изготовление конических катушек.The disadvantage of this synchronous inductor generator is also a two-pack design, and in addition, the relatively complicated manufacture of conical coils.

Изобретение направлено на обеспечение возможности использования классического статора с ферромагнитным ротором в варианте индукторной машины.The invention is aimed at providing the possibility of using a classic stator with a ferromagnetic rotor in an embodiment of an induction machine.

Это достигается тем, что у синхронного генератора, содержащего источник возбуждения, статор с полюсными наконечниками и обмоткой, ротор барабанного типа с валом и крышки со стягивающими болтами, согласно изобретению к спинке статора пристыкован торец горизонтальной полки внешнего «Г»-образного магнитопровода, а между зубцами статора и крышкой установлены немагнитная прокладка, вертикальная полка внешнего «Г»-образного магнитопровода, источник возбуждения, вертикальная полка внутреннего «Г»-образного магнитопровода, а горизонтальная полка внутреннего «Г»-образного магнитопровода размещена в торцевой зоне ротора.This is achieved by the fact that in a synchronous generator containing an excitation source, a stator with pole tips and a winding, a drum-type rotor with a shaft and covers with tightening bolts, according to the invention, the end of the horizontal shelf of the external “G” -shaped magnetic circuit is attached to the back of the stator, and between the stator teeth and the lid are equipped with a non-magnetic gasket, a vertical shelf of the external “G” -shaped magnetic circuit, an excitation source, a vertical shelf of the internal “G” -shaped magnetic circuit, and horizontal Internal shelf "D" -shaped magnetic rotor is placed in the end zone.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображен заявленный генератор, продольный полуразрез; на фиг.2 - вид спереди со снятой крышкой, ротор вынут.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows the claimed generator, a longitudinal half section; figure 2 is a front view with the cover removed, the rotor is taken out.

Синхронный генератор содержит вал 1, задний подшипник 2, заднюю крышку 3 с ушками 4, стяжные болты 5, статор 6 с лобовыми частями обмотки 7, переднюю крышку 8, горизонтальную полку внешнего «Г»-образного магнитопровода 9 (по отношению к оси ротора), источник возбуждения, например постоянный магнит 10, вертикальную полку внешнего «Г»-образного магнитопровода 11 (по отношению к оси ротора), вертикальную полку 12 внутреннего «Г»-образного магнитопровода (по отношению к оси ротора), немагнитную прокладку 13, горизонтальную полку 14 внутреннего «Г»-образного магнитопровода (по отношению к оси ротора), внешний подшипник 15, ротор барабанного типа 16 с зубцами 17. Балластный зазор обозначен позицией 18, а рабочий зазор позицией 19.The synchronous generator contains a shaft 1, a rear bearing 2, a back cover 3 with ears 4, a coupling bolt 5, a stator 6 with the frontal parts of the winding 7, a front cover 8, a horizontal shelf of an external “G” -shaped magnetic circuit 9 (with respect to the axis of the rotor) , an excitation source, for example, a permanent magnet 10, a vertical shelf of an external "G" -shaped magnetic circuit 11 (with respect to the axis of the rotor), a vertical shelf 12 of an internal "G" -shaped magnetic circuit (with respect to the axis of the rotor), a non-magnetic gasket 13, horizontal shelf 14 internal "G" -shaped magnetic circuit (with respect to the axis of the rotor), the outer bearing 15, the drum type rotor 16 with teeth 17. The ballast gap is indicated by 18, and the working gap by 19.

Синхронный генератор работает следующим образом. При наличии возбуждения магнитный поток проходит по цепи: источник возбуждения 10 - вертикальная полка 12 - горизонтальная полка 14 - балластный зазор 18 - ротор 16 - зубцы 17 - рабочий зазор 19 - статор 6 - горизонтальная полка 9 -вертикальная полка 11 - источник возбуждения 10. При этом полка 9 пристыкована к торцу спинки статора. При вращении ротора зубцы 17 модулируют магнитный поток, в результате чего в обмотке статора возникает ЭДС.The synchronous generator operates as follows. In the presence of excitation, the magnetic flux passes through the circuit: excitation source 10 - vertical shelf 12 - horizontal shelf 14 - ballast gap 18 - rotor 16 - teeth 17 - working clearance 19 - stator 6 - horizontal shelf 9 - vertical shelf 11 - excitation source 10. In this case, shelf 9 is docked to the end of the stator back. When the rotor rotates, the teeth 17 modulate the magnetic flux, as a result of which an EMF appears in the stator winding.

Использование данной конструкции позволяет:Using this design allows you to:

- использовать типовую конструкцию статора;- use a typical design of the stator;

- применить предельно простую конструкцию ротора;- apply an extremely simple rotor design;

- обеспечить бесконтактность.- provide contactlessness.

Claims

A synchronous generator containing an excitation source, a stator with pole tips and a winding, a drum-type rotor with a shaft and covers with tightening bolts, characterized in that the end of the horizontal shelf of the external “G” -shaped magnetic circuit is attached to the back of the stator, and between the stator teeth and the cover a non-magnetic gasket, a vertical shelf of an external “G” -shaped magnetic circuit, an excitation source, a vertical shelf of an internal “G” -shaped magnetic circuit, and a horizontal shelf of an internal “G” -shaped are installed th magnetic rotor is placed in the end zone.