SU1050056A1 - Стартер-генератор - Google Patents

Abstract

СТАРТЕР-ГЕНЕРАТОР, содержащий бесконтактный синхронный генератор с трехфазной  корной обмоткой со встроенным выпр мителем и блоком вращающихс  выпр мителей, коммутатор, содержащий статор с двум  группами щеток с клеммами дл  подключени  к источнику посто нного тока, размещенными над коллекторными пластинами ротора коммутатора, и электромагнитное устройство дл  поднимани  щеток, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  мощности в стартерном режиме и уменьщени  массы, коммутатор снабжен дополнительно трем  группами щеток, установленными одна относительно другой под углом 120 эл. град и соединенными с  корной обмоткой синхронного генератора, коллекторные пластины выполнены в виде двух полых изолированных друг от друга цилиндров с пр моугольными выступами на одном конце, число которых равно числу пар полюсов генератора , выступы одной пластины размещены в пазах другой пластины, угловой размер выступа каждой коллекторной пластины вдвое меньще углового размера ее паза, причем две группы щеток с клеммами дл  подключени  к источнику посто нного тока i размещены над периферийными част ми коллекторных пластин, а дополнительные (Л три группы щеток - над выступами коллекторных пластин.

Description

сл

05 Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к синхронным генераторам, работающим также в режиме двигател  при электропитании от источника посто нного тока, и может быть использовано на подвижных и стационарных энергоустановках, на транспорте. Известны энергоустановки, в которых в качестве источников электропитани  примен ютс  бесконтактные енераторы переменного тока, а запуск двигателей таких установок осуществл етс  с помощью электростартеров посто нного тока. В таких установках и стартер и генератор, выполненные в виде отдельных электрических мащин, установлены на коробке приводов установки и валы их жестко св заны с валом двигател  1. Недостатком электрооборудовани  таких установок  вл етс  сравнительно больша  масса вследствие наличи  в нем стартера посто нного тока, который используетс  только при запуске двигател  установки. Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  стартер-генератор , двигательный режим которого осуществл етс  при электропитании от источника посто нного тока, а в генераторном режиме вырабатывающий трехфазный переменный ток. Данный стартер-генератор содержит трехфазный синхронный генератор с трехфазной обмоткой  кор , блок вращающихс  выпр мителей, мотор-генератор, коммутатор , работающий только в период запуска, и электромагнитное устройство, служащее дл  поднимани  щеток коммутатора после прекращени  запуска двигател . Генератор переменного тока имеет более мощную обмотку  кор  чем мотор-генератор, но в стартерном режиме не используетс  2. Недостатком этого стартер-генератора  вл етс  небольща  удельна  мощность как в стартерном, так и в генераторном режимах , обусловленна  тем, что в обоих режимах его обмотки используютс  неполностью. В стартерном режиме не используютс  обмотки синхронного генератора, а в генераторном режиме неполностью используютс  обмотки мотор-генератора, работающего в качестве возбудител , рассчитанные на пропускание пусковых токов. Целью изобретени   вл етс  повыщение мощности стартер-генератора в стартерном режиме и уменьшение его массы. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в стартер-генераторе, содержащем бесконтактный синхронный генератор с трехфазной  корной обмоткой, со встроенным выпр мителем и блоком вращающихс  выпр мителей , коммутатор, содержащий статор с двум  группами щеток с клеммами дл  под ключени  к источнику посто нного тока, размещенными над коллекторными пластинами ротора коммутатора, и электромагнитное устройство дл  поднимани  щеток, коммутатор снабжен дополнительно трем  группами щеток, установленными одна относительно другой под углом 120 эл. град и соединенными с  корной обмоткой синхронного генератора , коллекторнь1е пластины выполнены в виде двух полых изолированных друг от друга цилиндров с пр моугольными выступами на одном конце, число которых равно числу пар полюсов генератора, выступы одной пластины размещены в пазах другой пластины, угловой-размер выступа каждой коллекторной пластины вдвое меньще углового размера ее паза, причем две группы щеток с клеммами дл  подключени  к источнику посто нного тока размещены над периферийными част ми коллекторных пластин , а дополнительные три группы щеток - над выступами коллекторных пластин. На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемЪго стартер-генератора; на фиг. 2 - конструкци  коммутатора с электромагнитным устройством дл  поднимани  щеток, выполненного дл  восьмиполюсного генератора; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2. Стартер-генератор содержит бесконтактный трехфазный синхронный генератор 1 с трехфазной обмоткой  кор  2 и обмоткой 3 возбуждени  возбудител  3, размещенными в статоре 4, обмотку 5 возбуждени  генератора, блок 6 вращающихс  выпр мителей и обмотку 7  кор  возбудител , размещенные на роторе 8, коммутатор 9, .служащий дл  преобразовани  напр жени  посто нного тока, подаваемого на клеммы 10, в трехфазное переменное напр жение, вырабатываемое генератором--на клеммах А, В и С, электромагнитное устройство 11 дл  управлени  положением щеток коммутатора, имекзщее обмотку 12 возбуждени , и мост 13 обратного тойа, служащий дл  уменьщени  потерь J улучщени  коммутации тока в коммутаторе . Ротор коммутатора жестко св зан с ротором генератора переменного тока, а клеммы А, В vi С соединены с соответствующими обмотками фаз генератора, Приведенный на фиг. 2 коммутатор с электромагнитным устройством дл  восьмиполюсного синхронного генератора содержит ротор, состо щий из токонепровод щего вала 14, на котором закреплены коллекторные пластины 15, выполненные в форме полых цилиндров, имеющих на одном конце пр моугольные выступы, причем выступы одной пластины вход т в пазы другой, а промежутки между выступами заполнены диэлектриком 16, и статор, содержащий  рмо 17 электромагнита, обмотку 12 возбуждени ,  кори электромагнита 18, выполненные из магнитодиэлектрика, на которых закреплены щетки 19, пружины 20 и кожух 21. Между щетками 19 и  рмом 17 должны быть предусмотрены изол ционные прокладки , которые на фиг. 2 не показаны. Щетки, св занные с клеммами А , В и С, размещены в статоре со сдвигом 120 эл. град. Угловые размеры выступов коллекторных пластин 15 в случае восьмиполюсного исполнени  геиератора , равны 30°. В сечении (фиг. 3) показано только по одной щетке на каждую фазу. Практически, дл  восьмиполюсного синхронного генератора в сечении может быть размещено по четыре щетки на каждую фазу, которые будут сдвинуты друг относительно друга на 90°.

Работа стартер-генератора осуществл етс  следующим образом.

Стартерный режим стартер-генератора осуществл етс  при работе генератора переменного тока в синхронном режиме, т.е. в режиме частотного пуска. Плавное увеличение частоты напр жени  питани  обмоток  кор  генератора от О до требуемого значени , а также синхронизм между полем статора и ротора в процессе запуска обеспечиваетс  благодар  наличию жесткой механической св зи между роторами генератора и коммутатора.

Дл  обеспечени  возбуждени  генератора в начальный момент пуска и при малых частотах вращени , на обмотку 3 возбуждени  возбудител  подаетс  переменное напр жение , после раскрутки ротора стартергенератора до частоты вращени , равной 5-10% от номинальной |частоты вращени  генератора, на обмотку 3 подаетс  напр жение посто нного тока.

В стартерном режиме работы стартер-генератора на обмотку 12 возбуждени  электромагнитного устройства 11 подаетс  напр жение питани  посто нного тока. Под действием электромагнитной силы  кори 18, преодолева  усили  пружин 20, вт гиваютс  в- рмо 17 и прижимают щетки к коллекторным пластинам 15 коммутатора. Напр жение посто нного тока, поданное на клеммы 10 коммутатора через щетки, св занные с этими клеммами, пластины 15 и щетки.

св занные с клеммами А, В, С поступает на фазы генератора 2, по которым начинает протекать ток. В результате взаимодействи  этого тока с магнитным полем обмотки возбуждени  генератора возникает вра щающий момент, под действием которого ротор генератора, а следовательно, и ротор коммутатора начинают вращатьс . При вращении ротора коммутатора клеммы А, В, С поочередно соедин ютс  через св занные с

0 ними щетки, коллекторнЫ пластины 15 и щетки, св занные с клеммами 10 с плюсом и минусом источника посто нного тока и при этом на них вырабатываетс  переменное трехфазное напр жение с пр моугольной формой кривой, частота которого соответствует частоте вращени  ротора генератора. После окончани  режима запуска клеммы 10 и обмотка 12 возбуждени  электромагнитного устройства обесточиваютс . При этом под действием пружин 20  ко0 ри 18 вместе со щетками поднимаютс .

В генераторном режиме работы стартергенератора , обмотка возбуждени  возбудител  которого подключаетс  к регул тору напр жени , вырабатывает электроэнергию переменного тока со стабильными парамет рами.

Предлагаемый стартер-генератор за счет использовани  в стартерном режиме более мощных обмоток синхронного генератора и уменьщени  массы мотор-генератора, коQ торый используетс  лишь в качестве возбудител , имеет, в сравнении с известным, более высокую удельную мощность как в стартерном , так и в генераторном режимах.

Таким образом, использование изобретени  позволит увеличить мощность систем

5 запуска энергоустановок при уменьщении массы электрооборудовани  этих установок. Если синхронный генератор имеет  внополюсную конструкцию, возбуждать его в начальный момент пуска не требуетс , так как в этом случае он будет развивать реактивный пусковой момент.

Claims (1)

1. СТАРТЕР-ГЕНЕРАТОР, содержащий бесконтактный синхронный генератор с трехфазной якорной обмоткой со встроенным выпрямителем и блоком вращающихся выпрямителей, коммутатор, содержащий статор с двумя группами щеток с клеммами для подключения к источнику постоянного тока, размещенными над коллекторными пластинами ротора коммутатора, и электромагнитное устройство для поднимания щеток, от- личающийся тем, что, с целью повышения мощности в стартерном режиме и уменьшения массы, коммутатор снабжен дополнительно тремя группами щеток, установленными одна относительно другой под углом 120 эл. град и соединенными с якорной обмоткой синхронного генератора, коллекторные пластины выполнены в виде двух полых изолированных друг от друга цилиндров с прямоугольными выступами на одном конце, число которых равно числу пар полюсов генератора, выступы одной пластины размещены в пазах другой пластины, угловой размер выступа каждой коллекторной пластины вдвое меньше углового размера ее паза, причем две группы щеток с клеммами для подключения к источнику постоянного тока размещены над периферийными частями коллекторных пластин, а дополнительные три группы щеток — над выступами коллекторных пластин.