SU1429237A1 - Бесконтактный синхронный генератор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и касаетс  выполнени  регулируемых бесконтактных синхронных генераторов с внутризамкнутым магнитным потоком. Генератор содержит статор с  корной обмоткой 1, ротор с трем  системами 2, 3 и 6 клювообразных полюсов и несущий элемент 8, неподвиж- ньш индуктор с кольцевой обмоткой 10 возбуждени , размещенной в первом кольцевом магнитопроводе, с кольцевым тангенциально намагниченны посто н

Description

4

to

СО

ю

со

ным магнитом 9 и вторым кольцевым маг нитопроводом 11, подшипниковые щиты 14 и 20 из немагнитного материала и подшипники 15. Новым в устройстве  вл етс  выполнение полюсов ротора в виде трех- первой 2, второй 3 и третьей 6 систем полюсов, из которых перва  и втора  системы обращены друг к другу полюсными выступамиf между которыми размещены элементы 19 из немагнитного материала, системы 2 и 3 полюсов из магнитного материала имеют одинаковую пол рность, треть  система 6 полюсов имеет противоположную пол рность и вьгаолнена с несимметричными вдоль оси полюсными выступами, а ее

полюсы установлены в чередующемс  пор дке с полюсами первой и второй систем , несущий элемент выполнен из немагнитного материала за одно целое с валом в виде равнопрочного диска.Посто нный магнит 9 н второй кольцевой магнитопровод установлены с торцовой стороны первого кольцевого магнито- - провода с двум  внешними цилиндрическими поверхност ми. Данные поверхности обоих кольцевых магнитопроводов обращены к внутренним цилиндрическим поверхност м одной из систем полюсов, а посто нный магнит установлен под полюсными выступами, имеющими большие осевые размеры, 2 ил.

1

- I

Изобретение относитс  к электротехнике , а имейно к электрическим машинам, касаетс  выполнени  регулируемых бесконтактных синхронных генераторов с внутризамкнутым магнитным потоком и может быть использовано в системах электропитани , преимущественно в высокоскоростных автономных источниках питани  повьтенной ти.

Цель изобретени  - улучшение

удельных массоэнергетических показателей , повьшение КПД и срока службы бескоитактного синхронного генератора .

На фиг,1 изображен предлагаемый генератор, общий ввд; на фиг. 2 - развертка полюсной системы, например , дл  2р б,.где 2р - число полюсов .

Генератор содержит статор с  корной обмоткой 1, две системы клювооб- раз.ных полюсов - первую 2 и вторую 3 одной пол рности (северной) с внутренними цилиндрическими поверхност ми 4 и 5 соответственно, третью сие- тему 6 полюсов противоположной пол рности (южной) с внутренней цилиндрической поверхмостью 7, несущий элемент 8, кольцевой аксиально намагниченный посто нный магнит 9, кольцевую обмотку 10 возбу одени , три кольце- вь1х магнитопровод а 1 - 13, подшипниковЬш щит 14, подшипники 15, осевую втулку 16, фиксирующие кольца 17 и 18, элементы 19 из немагнитного материала , подшипниковый щит 20,

Элементы 12, 13. и 16 образуют

кольцевой магнитопровод с двум  внешними цилиндрическими, поверхност ми. Кажда  из систем полюсов имеет сплошную внутреннюю цилиндрическую поверх0 ность, образующую добавочный воздушный зазор с наружной цилиндрической поверхностью индуктора, содержащего элементы 9 - 13 и 16, и полюсные выступы , расположенные по окружности

ротора, образу  при этом с цилиндрической поверхностью статора основной воздушньтй зазор.

Системы полюсов 2, 3 и 6, кольцевые .магнитопроводы 11-13 и осева 

втулка 16 выполнены из магнитом гкой стали, несущий элемент 8, подшипниковые щиты 14 и 20, фиксирующие кольца 17 и 18 и элементы 19 - из немагнитной стали. Кажда  пара клювообразных полюсов систем 2 и 3 (фиг. 2) с элементами 19 расположена по оси генератора , их суммарный осевой размер в расточке равен осевому размеру полюсов третьей системы 6 и осевому

0

размеру пакета 1. Клювообразные полюсы первой 2 и второй 3 систем, имеющие северную пол рность, чередуютс  по окружности ротора с полюсами

третьей системы 6, имеющими южную пол рность , образу  в расточке систему полюсов с чередующейс  пол рностью, Кольцевые магнитопроводы 11 -.13 размещены соответственно под внутренними цилиндрическими поверхност ми 4, 7 и 5, Статор с  корной обмоткой 1 установлен между подшипниковыми щитами 14 и 20. Системы полюсов, несущий элемент, фиксирующие кольца и элементы 19 могут сочлен тьс  между собой, например, с помощью сварки .

Посто нный магнит может быть вы- полней, например,, из редкоземельного материала железо - неодим-бор. Несущий диск с цапфами может быть выполнен, например, из немагнитной стали марки 25X17Н4Г15АФ2 (Н2).

Бесконтактный синхронный генератор работает следующим образом.

Кольцевой аксиально намагниченный посто нный магнит 9 и кольцева  обмотка 10 возбуждени   вл ютс  не- точниками рабочего потока. Рабочий поток магнита,  вл ющийс  основным, замыкаетс  через кольцевые магнито- прюводы 11 и 12, добавочные воздушные зазоры между ними и внутренними цилиндрическими поверхност ми 4 и 7 соответствующих систем полюсов, системы полюсов 2 и 6, рабочие воздушные зазоры между система.ми полюсов и статором, статор с  корной обмот- кой 1, Поток кольцевой обмотки возбуждени  (регулировочный) замыкаетс  через магнитом гкую осевую втулку 1,6, кольцевые магнитопроводы. 12 и 13, добавочные воздушные зазоры меж- ду последними и внутренними цнпинд- ричеакими поверхност ми 7 и 5 систем полюсов 6 и 3, системы полюсов 6 и 3 рабочие воздушные зазоры между данными системами и статором, статор с  корной обмоткой 1, Потоки кольцевого посто нного магнита и кольцевой обмотки возбуждени , в кольцевом маг- нитопроводе 12 суммируютс .

При вращении ротора в статоре соз даетс  переменный магнитный поток, навод щий ЭДС в  корной обмотке.При изменении TOka кольцевой обмотки 10 возбуждени  мен ютс  ее поток и соответственно суммарный поток в статоре Таким образом осуществл етс  регулирование выходного напр жени ..

При обесточенной кольцевой обмотке 10 возбуждени  кольцевой посто нный магнит 9 обеспечивает самовозбуждение генератора. Дл  уменьшени  потока рассе ни  кольцевого посто нного магнита 9 при отключенной кольцевой обмотке возбуждени  между системами 2 и 3 полюсов имеетс  немагнитный промежуток, например, в виде элементов 19.

Предлагаемый генератор позвол ет повысить КПД путем уменьшени  потерь мощности на возбуждение благодар , разделению источников потока возбуждени  на основной - кольцевой посто нный магнит и регулировочный - обмотку воз(5уждени  и путем введени  трех систем полюсов, создать переменно-полюсный внутризамкнутый регулирующий поток возбуждени  при независимой работе основного потока возбуждени , св занного с посто нным магнитом, и регулирующего потока возбуждени , св занного с обмоткой возбуждени , повысить механическую прочность ротора благодар  выполнению его несущего элемента равно- ,прочным, а также локализовать магнит -ные потоки в объеме между индуктором и статором,

Кроме того, предлагаемый генератор может быть выполнен консольным с размещением обоих подшипников по одну сторону несущего диска и обеспечивает улучшение удельных массоэнер- гетйческцх показателей, повышение КПД и срока службы.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Бесконтактный синхронный генератор , содержащий статор с  корной обмоткой , ротор с двум  системами клю- вообразных полюсов, элементы из немагнитного материала, закрепленные на валу из немагнитного материала посредством несущего элемента, кольцевую обмотку возбуждени , размещенную на первом кольцевом магнитопро- воде, установленном на подшипниковом щите, выполненном из немагнитного материала , по крайней мере одна внешн   цилиндрическа  поверхность первого кольцевого магнитопровода обращен к внутренней цилиндрической поверхноти одной из систем клювообраэных полсов , отличающийс  тем, что, с целью улучшени  удельных мас- соэнергетических показателей, повышени  КПД и срока службы, генератор снабжен третьей системой полюсов, аксиально намагниченным кольцевым посто нным магнитом и-вторым кольцевым магнитопроводом, клювообразные полюсы первой и второй систем одной пол рности обращены друг к другу полюсными выступами, между которыми размещены элементы из немагнитного материала, полюсы третьей системы противоположной пол рности вьтолнены с двум  полюсными выступами, имекщими различные осевые размеры, и установлены в чередующемс  пор дке с клювообразными по- люсами первой и второй систем, несущий элемент выполнен из немагнитного материала за одно целое с валом в ви

   де равнопрочного диска, кольцевой аксиально намагниченный посто нный магнит и второй кольцевой магнито- провод установлены на подшипниковом щите, первый кольцевой магнитопровод выполнен с двум  внешними цилиндрическими поверхност ми, обращенными к внутренним цилиндрическим поверхност м второй и третьей систем полюсов соответственно, внешн   цилиндрическа  поверхность второго кольцевого магнитопровода обращена к внутренней цилиндрической поверхности третьей системы полюсов, а кольцевой аксиально намагниченный посто нный магнит размещен под полюсными выступами , имеющими больший осевой размер.

   19 J

   fe

   -X

   VvN

   (ZZ.

   Vu,B:2