SE519208C2

SE519208C2 - Synkronmaskin med utpräglade rotorpoler innefattande permanentmagnetaggregat

Info

Publication number: SE519208C2
Application number: SE0103906A
Authority: SE
Inventors: Jan Jamali
Original assignee: Jan Jamali
Priority date: 2001-11-23
Filing date: 2001-11-23
Publication date: 2003-01-28
Also published as: SE0103906D0; WO2003055036A1; AU2002334499A1; SE0103906L

Description

25 30 35 519 2 203 Ä? IÉ.

En olägenhet med förut kända maskiner av den nämnda arten är att PM- aggregaten har en placering som ger upphov till vissa olägenheter.

Det är sålunda känt att placera PM-aggregatet i direkt anslutning till polens mot statorn vända yta, varvid permanentmagneterna utsattes för värmeinverkan och avmagnetisering via magnetiska motfält.

Det är även känt att placera PM-aggregaten mellan i omkretsled närliggande poler på rotorn, men en sådan placering begränsar allvarligt utrymmet för magnetiseringslindningarna runt polerna.

Ett ändamål med uppfinningen är därför att anvisa en konstruktion, med vilken PM-aggregaten långtgående skyddas från avmagnetisering och värmepåverkan, så att fördelarna med att använda PM för en del av polmagnetiseringen kan utnyttjas i praktiska applikationer. Ändamålet uppnås genom uppfinningen. Uppfinningen anges i det bilagda självständiga kravet 1.

Uppfinningen innebär i grunden att PM-aggregaten anordnas inuti respektive pol, så att de ligger skyddade inuti själva polen, dvs i rotorplåten. Vidare skyddas PM-aggregaten företrädesvis av dämp- lindningar i polytan/poltaket.

I respektive pol tillhandahålles sålunda ett utrymme, som till form och storlek är anpassat till det aktuella PM-aggregatet, och vilket riktar PM-aggregatets magnetfält i magnetlindningens magnetflödes- riktning. PM-aggregatet väljes lämpligen för att ge ett magnetflöde, som erbjuder en synkronisering av maskinen, eller åtminstone i huvudsak erbjuder en synkronisering av maskinen. Synkronmaskiner har vanligen en tillhörande magnetiseringsutrustning och polernas magne- tiseringslindningar kan vara kopplade därtill. PM-aggregatet kan vara valt för att erbjuda en magnetiseringseffekt, som är högre än den som polens magnetiseringslindning skulle erbjuda vid tomgångs- magnetiseringsström. Vid maskinens synkronisering, kan magnetise- ringsutrustningen bringas att leda en negativ magnetiseringsström genom polens magnetiseringslindning. Strömmen kan sedan anpassas. Om » 10 15 20 25 30 35 onoouu - n - n nano . e n-nano u .an nu q Q- . ~ 1 o an u 519 268 PM-aggregatets magnetiseringseffekt är mindre än den som erfordras för synkronisering, kan en positiv magnetiseringsström ledas genom polens magnetiseringslindning.

I föredragna utföringsformer av uppfinningen är PM-aggregatet över- täckt av ett poltak och en dämplindning.

En fördel med uppfinningen är att PM-aggregaten är skyddade inuti polerna och att de inte kräver något utrymme mellan polerna, dvs att avståndet mellan i omkretsled närliggande poler inte styrs av PM- aggregat mellan polerna.

Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas i exempelform med hänvisning till den bilagda ritningen.

Fig. 1 visar schematiskt en vattenkraftgenerator.

Fig. 2 visar schematiskt ett axialsnitt genom en pluspol på generatorns rotor.

Fig. 3 visar schematiskt ett axialsnitt genom en minuspol på generatorns rotor.

Fig. 1 illustrerar en vattenkraftgenerator med en stator 1 och en rotor 2. Runt rotorn finns utpräglade poler 21, 22, vilka alternerar i rotorns omkretsriktning. Polen 21 är en pluspol och polen 22 är en minuspol.

På fig. 3 visas att polen 21 är ihålig och innehåller ett permanent- magnetaggregat 4 med en eller flera parallella likriktadå permanent- magneter 41. Polen 21 omges av en magnetiseringslindning 23, vars magnetflöde är likriktad med det som framkallas av PM-aggregatet 4.

Polen 22 har ett tak 25, som täcker aggregatet 4 i riktning mot statorn 1. Taket 25 uppvisar vid sin ytteryta en dämplindning 26.

Polerna 21, minuspolerna, har en uppbyggnad som överensstämmer med den för polerna 22, med undantag för att permanentmagnetaggregatet 4' och magnetiseringslindningen 23 är anordnade att framkalla 10 15 20 25 30 35 nu :uno 1 c o n u n 0 nano oo .--av n » o-nu-« .no n annu . . nunnan o onunc o 519 2084 koaxiella magnetflöden i riktning mot det inre av rotorn 2. Polerna 21, 22 alternerar i rotorns 2 omkretsriktning. PM-aggregaten 4 är emottagna i motsvarande utrymmen i polerna 21, 22. PM-aggregaten 4 är valda för att väsentligen medge en synkronisering av generatorn utan behov av magnetiseringsström genom lindningen 23 respektive 23'. Vid en eventuell avvikelse kan en magnetiseringsström ledas genom lindningen 23, 23' via endera riktningen för att frambringa en för synkronisering lämplig magnetisering av polen.

Magnetiseringslindningarna 23, 23' är kopplade till en magnetise- ringsutrustning som vanligen finns tillhandahållen vid synkron- maskinen, exempelvis vattenkraftgeneratorer, varvid denna magneti- seringsutrustning (ej visad) även utnyttjas för att anpassa strömmen genom polernas lindningar 23, 23'.

Plåtarna som definierar rotorns poler, förses med urstansningar, vilka tillsammans bildar ett utrymme, vars storlek och form mot- svarar dem för PM-aggregaten 4.

PM-aggregatet 4 kan innefatta en enda eller flera likriktade magneter 41.

Varje pol, som vanligen är på konventionellt sätt uppbyggd av parallella plåtar, har i en gynnsam utföringsform ett par genom- gående slitsar 28 vinkelrätt mot plåtarnas plan. De raka slitsarna är spegelsymmetriska i förhållande till en rotorradie som är symmetriaxel till polen. Slitsarna är placerade i poltaket allmänt ovanför PM-aggregatet 4. Slitsarna 28 sträcker sig vardera från ett område på avstånd ovanför och utanför aggregatets respektive övre hörn och sträcker sig utåt mot varandra, för att bringa magnetflödet genom polen att koncentreras. Slitsarna visas som ett exempel ha en vinkel av ungefär 30° mot radien.

För att stegra polens hållfasthet, speciellt då polen är försvagad av slitsar, kan en eller flera av polens plåtar, exempelvis var tionde plåt, vara tillverkad av ett material med högre hållfasthet, exempelvis rostfritt stål.

Claims

- o u s ' ja: II 'HI .nu u: .u u. :v n y , ., _ _ O _ . _ z :v-.ﬂ n :a z u: -n n- n. t I o 5 _ . . f: ø ~ o »- . ., _ , , , f n n v .- - n v ø v « n ø o . . ~ c v c a ~ | f-n Patentkrav

1. Synkronmaskin, speciellt en motor eller generator, i synnerhet en vattenkraftgenerator, innefattande en stator (1) och en rotor (2), varvid rotorn har utpräglade poler (21, 22), vilka är riktade mot statorn (1) och vilka var och en är försedd med en omgivande magnetiseringslindning (23, 23'), varvid varje pol är bildad av parallella plåtar och har ett tillhörande permanent magnetaggregat (4, 41), kännetecknad av att PM-aggregatet (4, 41) är placerat i ett utrymme inuti polplåtarna.

2. Synkronmaskin enligt krav 1, kännetecknad av att PM-aggregatet (4, 41) är valt för att väsentligen ge en magnetisering, vilken medger en synkronisering av maskinen utan behov av magnetiseringsström genom polens magnetiseringslindning.

3. Synkronmaskin enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av medel för att reglera en magnetiseringsström genom polens magnetiseringslindning för att komplettera PM-aggregatets magnetiseringsflöde.

4. Synkronmaskin enligt något av kraven 1-3, känne- tecknad av att polens (21, 22) PM-aggregat (4, 41) är i riktning mot statorn skärmad av polmaterial (25).

5. Synkronmaskin enligt något av kraven 1-4, känne- tecknad av att polens PM-aggregat (4, 41) är i riktning mot statorn skärmad av en dämplindning (26).

6. Synkronmaskin enligt något av kraven 1-5, känne- tecknad av att i omkretsriktningen närliggande poler (21, 22) har motsatt riktade PM-aggregat.

7. Synkronmaskin enligt något av kraven 1-6, känne- tecknad av att polens alla plåtar har en urstansning, att utrymmet är bildat av urstansningarna och att PM-aggregatet utfyller utrymmet.