RU2538772C2

RU2538772C2 - Inductor machine

Info

Publication number: RU2538772C2
Application number: RU2013102801/07A
Authority: RU
Inventors: Александр Михайлович Литвиненко
Priority date: 2013-01-22
Filing date: 2013-01-22
Publication date: 2015-01-10
Also published as: RU2013102801A

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: invention relates to electrical machines, namely to noncontact synchronous generators of inductor type operating mainly with rectifying load, used, for example, in generating units of motor-and-tractor machinery. The inductor machine consists of the front and rear covers, the stator with inducing winding, excitation source, the rotor with shaft; the machine is equipped with two concentrical magnet cores; the inner magnet core is installed in the rotor area and the rotor is placed in the outer magnet core installed in the rear cover and equipped with excitation coil.

EFFECT: invention allows on the basis of the initial asynchronous machine by adding of a source of excitation and details of the magnet core obtaining a synchronous inductor electrical machine, which has such a positive feature, that EMF is generated by the rotation speeds of the shaft from low up to rated one, while for operation of asynchronous machine it is required to provide the rotor rotation higher than the rated speed.

1 dwg

Description

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к бесконтактным синхронным генераторам индукторного типа, работающим преимущественно на выпрямительную нагрузку, применяемым, например, в генераторных установках автотракторной техники.The invention relates to electric machines, namely to contactless synchronous generators of inductor type, working mainly on rectifying load, used, for example, in generator sets of automotive vehicles.

Известен автотракторный бесконтактный синхронный генератор [Пат. РФ №2231119/ Литвиненко A.M. - опубл. 20.06.2004, бюл. №17]. Он содержит ротор, статор с системой возбуждения в виде пакета с рабочей обмоткой, обмотку возбуждения ротора, при этом вал выполнен полым с радиальными отверстиями.Known autotractor contactless synchronous generator [US Pat. RF №2231119 / Litvinenko A.M. - publ. 06/20/2004, bull. No. 17]. It contains a rotor, a stator with an excitation system in the form of a package with a working winding, the excitation winding of the rotor, while the shaft is made hollow with radial holes.

Наиболее близким к заявленному по совокупности существенных признаков является синхронный индукторный генератор [Пат. РФ №2400908 / Литвиненко A.M., Мозговой И.Н. - опубл. 27.09.2010, бюл. №27], содержащий два статора с системой возбуждения и рабочими обмотками. Ротор выполнен с полым валом и когтеобразными наконечниками, а источник возбуждения выполнен в виде конических катушек, установленных на крышках. Таким образом, генератор содержит основание, привод и систему управления, а также переднюю, заднюю крышки, статор с рабочей обмоткой, источник возбуждения, ротор с валом, корпус и стяжные болты.Closest to the claimed combination of essential features is a synchronous inductor generator [Pat. RF №2400908 / Litvinenko A.M., Mozgovoy I.N. - publ. 09/27/2010, bull. No. 27], containing two stators with an excitation system and working windings. The rotor is made with a hollow shaft and claw-shaped tips, and the excitation source is made in the form of conical coils mounted on the covers. Thus, the generator contains a base, a drive and a control system, as well as a front and a back cover, a stator with a working winding, an excitation source, a rotor with a shaft, a housing, and coupling bolts.

Его недостатком является невозможность использования в качестве базовой широко распространенной и надежной асинхронной машины с короткозамкнутым ротором.Its disadvantage is the inability to use as a base a widespread and reliable asynchronous squirrel-cage machine.

Изобретение направлено на преодоление невозможности использования в качестве базовой широко распространенной и надежной асинхронной машины с короткозамкнутым ротором.The invention is aimed at overcoming the inability to use a squirrel cage rotor as a basic widespread and reliable asynchronous machine.

Это достигается тем, что индукторная машина, содержащая переднюю, заднюю крышки, статор с рабочей обмоткой, источник возбуждения, ротор с валом, согласно изобретению, снабжена двумя концентрическими магнитопроводами, при этом внутренний магнитопровод установлен в зоне ротора, а сам ротор располагается во внешнем магнитопроводе, который установлен на задней крышке и снабжен катушкой возбуждения.This is achieved by the fact that the inductor machine containing the front, rear covers, the stator with the working winding, the excitation source, the rotor with the shaft, according to the invention, is equipped with two concentric magnetic circuits, while the internal magnetic circuit is installed in the rotor zone, and the rotor itself is located in the external magnetic circuit which is mounted on the back cover and is equipped with an excitation coil.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 устройство изображено в разрезе.The invention is illustrated in the drawing, where in Fig.1 the device is shown in section.

Индукторная машина содержит фланец 1, вал 2, подшипник 3, переднюю крышку 4, внутренний магнитопровод 5, внешний магнитопровод 6, катушку возбуждения 7, статор снабжен рабочей катушкой 8, магнитопровод установлен на приливе 9 крышки. Передняя и задняя крышки стянуты стяжными болтами, которые на чертеже не показаны, чтобы его не загромождать.The inductor machine comprises a flange 1, a shaft 2, a bearing 3, a front cover 4, an internal magnetic circuit 5, an external magnetic circuit 6, an excitation coil 7, a stator equipped with a working coil 8, a magnetic circuit mounted on a tide 9 of the cover. The front and rear covers are tightened with tie bolts, which are not shown in the drawing, so as not to clutter it.

Устройство работает следующим образом. Предварительно в базовой асинхронной машине на токарном станке удаляют с ротора лопатки охлаждения, если они мешают установке дополнительных устройств. При вращении вала 2 ротор также вращается, при этом наличие зубчатой структуры на статоре и на роторе приводит к периодической коммутации потока возбуждения, который инициируется катушкой 7 и замыкается по цепи: катушка 7-магнитопровод 6-магнитопровод 5-балластный воздушный зазор-ротор-рабочий воздушный зазор-статор-катушка 7. При этом между статором и катушкой 7 существует поток рассеивания, достигающий, по опытным данным, от 10% до 15% от основного, что позволяет бесконтактно вносить индукционное сопротивление в магнитную цепь ротора, что, в свою очередь, приводит к дополнительным регулировочным возможностям, пусть ограниченным, но достаточным для широкого класса рабочих механизмов.The device operates as follows. Previously, in the basic asynchronous machine on a lathe, cooling blades are removed from the rotor if they interfere with the installation of additional devices. When the shaft 2 rotates, the rotor also rotates, while the presence of a gear structure on the stator and on the rotor leads to periodic switching of the excitation flux, which is initiated by coil 7 and closed by the circuit: coil 7-magnetic circuit 6-magnetic circuit 5-ballast air gap-rotor-working air gap-stator-coil 7. Moreover, between the stator and coil 7 there is a dispersion flux reaching, according to experimental data, from 10% to 15% of the main one, which allows contactless induction resistance to be introduced into the magnetic circuit of the rotor, which, in in the first place, it leads to additional regulatory capabilities, albeit limited, but sufficient for a wide class of working mechanisms.

Использование данной конструкции позволяет на основе исходной асинхронной машины путем добавления источника возбуждения и деталей магнитопровода получить синхронную индукторную машину, которая обладает тем достоинством, что генерирует ЭДС от низких скоростей вращения вала до номинальной скорости, в то время как для работы асинхронной машины требуется обеспечить вращение ротора выше номинальной скорости.Using this design allows, on the basis of the original asynchronous machine, by adding an excitation source and magnetic circuit parts to obtain a synchronous inductor machine, which has the advantage that it generates EMF from low shaft speeds to rated speed, while the operation of the asynchronous machine requires rotor rotation above rated speed.

Claims

An inductor machine comprising a front, rear cover, a stator with a working winding, an excitation source, a rotor with a shaft, characterized in that it is equipped with two concentric magnetic circuits, while the internal magnetic circuit is installed in the rotor zone, and the rotor itself is located in the external magnetic circuit, which is mounted on the back cover and is equipped with an excitation coil.