Бесконтактная синхронная электрическая машина

 

БЕСКОНТАКТНАЯ СИНХРОННАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА, содержащая статор с обмоткой, явнополюсный ротор с обмоткой возбуждения, соединенной через вращающийся выпрямитель с вторичной обмоткой вращающегося трансформатора, состоящего из первичного и вторичного магнитопроводов с кольцевыми обмотками, первьй из которых размещен в крьпике трансформатора, закрепленной на подщипниковом щите, и установлен коаксиально и с радиальным зазором снаружи вторичного магнитопровода, выполненного с центральным осевым отверстием и размещенного на концевой части вала, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности при одновременном увеличении мощности, магнитопроводы трансформатора выполнены в виде установленных с аксиальным зазором относительно друг друга стаканов цилиндрической формы с центральными цилиндрическими выступами, на которых размещены обмотки, а основание первичного магнитопровода установлено на торцовой поверхности крьщ1ки трансформатора .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1% (И) 3(5D Н 02 К 19/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3533951/24-07 (22) 07,. 01. 83 (46) 23. 10.84. Бюл. Н - 39 (72) Ю. Н. Лобазников (71) Научно-исследовательский и экспериментальный институт автотракторного электрооборудования и автоприборов . (53) 621 . 313 . 322 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 248824, кл. Н 02 К 19/36, 1967.

2. Патент ClllA Р 3614593, . кл. 322-28, 1971 (прототип) . (54) (57) БЕСКОНТАКТНАЯ СИНХРОННАЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА, содержащая статор с обмоткой, явнополюсный ротор с обмоткой возбуждения, соединенной через вращающийся выпрямитель с вторичной обмоткой вращающегося трансформатора, состоящего из первичного и вторичного магнитопроводов с кольцевыми обмотками, первый из которых размещен в крышке трансформатора, закрепленной на под; шипниковом щите, и установлен коаксиально и с радиальным зазором снаружи вторичного магнитопровода, выполненного с центральным осевым отверстием и размещенного на концевой части вала, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности при одновременном увеличении мощности, магнитопроводы трансформатора выполнены в виде установленных с аксиальным зазором относительно друг друга стаканов цилиндрической формы с центральными цилиндрическими выступами, на которых размещены обмотки, а основание первичного маг нитопровода установлено на торцовой поверхности крышки трансформатора. биениях консольно закрепленного на болте вторичного магнитопровода трансформатора, сложность крепления вращающейся части трансформатора с помощью втулки и болта так, чтобы фланец втулки входил в зацепление с соответствующей выемкой в торце .вала для обеспечения осевого выравнивания с осью вала ротора генератора, наличие пар трения притертых поверхностей магнитопровода, а также головки болта о крышку, и следовательно, потери мощности и дополнительный нагрев, кроме того диаметр вторичного магнитопровода трансформатора должен быть меньше диаметра вала, чтобы снимать и устанавливать подшипник, а это ограничивает площадь окна под вторичную обмотку трансформатора.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности при одновременном увеличении мощности электрической машины.

Поставленная цель достигается тем, что в бесконтактной синхронной электрической машине, содержащей статор с обмоткой, явнополюсный ротор с обмоткой возбуждения, соединенной через вращающийся выпрямитель с вторичной обмоткой вращающегося трансформатора, состоящего из первичного и вторичного магнитопроводов с кольцевыми обмотками, первый из которых размещен в крьппке. трансформатора, закрепленной на подшипниковом щите, и установлен коаксиально и с радиальным зазором снаружи вторичного магнитопровода, выполненного с центральным осевым отверстием и размещенного на концевой части вала, магнитопроводы трансформатора выполнены в виде установленных с аксиальным зазором относительно друг друга стаканов цилиндрической формы с центральными цилиндрическими выступами, на которых размещены обмотки, а основание первичного магнитопровода установлено на торцовой поверхности крышки трансформатора.

1 1120455

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим генераторам подвижных объектов, глав1 ным образом автомобилей и тракторов. 5

Известна бесконтактная синхронная электрическая машина, содержащая статор, ротор с обмоткой возбуждения, соединенной через вращающийся выпрямитель с трансформатором, 10 состоящим из установленных коаксиально и с радиальным зазором наружного неподвижного с первичной обмоткой и внутреннего вращающегося с вторичной обмоткой магнитопроводов, выполненных из пластин электротехнической стали.. Вращающаяся часть (вторичный магнитопровод) трансформатора закреплен на втулке, установленной на валу ротора Ц .

Недостатками этой электрической машины являются сложность выполнения шихтованного трансформатора и его консольного крепления на валу ротора с помощью втулки и, как следствие, большие радиальные габариты трансформатора.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является бесконтактная синхронная электрическая машина, содержащая статор с обмоткой, явно" полюсный ротор с обмоткой возбуждения, соединенной через вращающийся выпрямитель с вторичной обмоткой вращающегося трансформатора, состоя35 щего из первичного и вторичного магнитопроводов с кольцевыми обмотками, первый из которых размещен в крышке трансформатора, закрепленной на подшипниковом щите. Каждый магнито40 провод трансформатора состоит из. двух фланцевых втулок,. выполненных из металлокерамики. Вторичный маг" нитопровод прикреплен консольно к торцу вала ротора с помощью болта

45 и втулки и установлен с радиальным зазором внутри первичного магнитопровода трансформатора (2g .

Однако эта машина имеет следую- 50 щие недостатки: сложность конструкции магнитопровода трансформатора, состоящей из четырех деталей и требующей большой точности технологии, чтобы обеспечить зазоры 0,003-0,005 55 дюйма между деталями вращающейся и неподвижной частей трансформатора, чтобы избежать поломки деталей при.На чертеже изображена бесконтактная синхронная электрическая машина, продольный разрез.

Бесконтактная синхронная электрическая машина содержит статор 1 с обмоткой 2 статора, ротор 3 с обмоткой 4 возбуждения, соединенной через вращаюпщйся выпрямитель 5 с

20 з, 11204 зращающнмся трансформатором, состоящим из двух установленных коаксиально с радиальным и аксиальным зазорами .относительно друг друга магнитопроводов — неподвижного 6 с

5 первичной обмоткой 7 и вращающегося 8 с вторичной обмоткой 9, соединенной с выпрямителем 5.

Магнитопроводы 6 и 8 трансформатора выполнены из металлокерамики 10 в виде стаканов цилиндрической формы, в центральной части которых вдоль их оси имеются цилиндрические выступы 10 и 11, на,которых расположены обмотки трансформатора— первичная 7 и вторичная 9, соответветственно. В выступе 11 вторичного магнитопровода 8 выполнено цент ральное осевое отверстие для насадки его на концевую часть вала 12, на котором размещен ротор 3. В цилиндрическом выступе 10 неподвиж- . ного магнитопровода 6 может быть выполнено отверстием 13 для того, чтобы конец вала 12 не задевал магнитопровод 6. Вращающийся магнитопровод 8 закреплен на конце вала 12, например, с помощью замкового пружинного кольца 14, неподвижный магнитопцовод 6 может быть, например, 30 . зажат в крышке трансформатора 15 стопорным кольцом 16 так, что образует радиальный воздушный зазор 17 и аксиальный зазор 18 между магнито проводами 6 и 8.

Электрическая машина работает следующим образом.

Под действием переменного напряжения, приложенного к.концам первичной обмотки 7 трансформатора по ней будет протекать переменный ток, соз4D давая в окружающем обмотку магнитопроводе 6 переменный магнитный поток. Этот поток, замыкаясь по магнитопроводам 6 и 8, будет пронизывать . витки вторичной обмотки 9 трансфор45 матора, создавая в ней йеременное напряжение. Вторичная обмотка 9 замкнута на выпрямитель 5, и по ней будет протекать переменный ток, который выпрямляется выпрямителем 5 и подается на обмотку возбуждения 4 ротора 3. Этот ток создает магнит55 4 ный поток, который при вращении ротора 3 наводит в обмотке 2 статора

ЭДС, которая в свою очередь вызывает в обмотке 2 статора ток нагрузки, которым питаются потребители.

Использование в качестве магнитопровода трансформатора двух деталей в виде стаканов пилиндрической формы выгодно отличает предлагаемую конструкцию трансформатора от известной, так как уменьшается вдвое количество деталей магнитопровода, упрощается сборка трансформатора.

Такая конструкция трансформатора не требует большой точности техно" логии изготовления деталей магнитопровода и обеспечения зазоров

0,003-0,005 дюйма, так как консоль-: но закрепленная на концевой части вала вращающаяся деталь, — вторичный магнитопровод трансформатора имеет осевую длину, вдвое меньшую, чем в известном устройстве, что вдвое сокращает длину концевой части вала (консоли) и, следовательно, уменьшает амплитуду биений, которая, как известно, пропорциональна длине консоли.

В результате обеспечивается стабильность величины радиального воздушного зазора трансформатора и уменьшается вероятность задевания неподвижной и вращающейся частей . (магнитопроводов) трансформатора, что ведет к повышению надежности устройства в целом.

Кроме того, выполнение магнитопроводов трансформатора в виде сплошных (без стыков) деталей в предлагаемом устройстве позволяет при тех же габаритных размерах, обмоточных данных и материале магнитопроводов трансформатора увеличить. мощность вторичной его обмотки, а следователь" но и выходную мощность электрической машины в целом, за счет исключения потерь магнитного потока первичной обмотки в воздушном зазоре и в стыках обоих йагнитопроводов .трансформатора и уменьшения потерь магнитного потока в воздушных зазорах благодаря увеличению их площади.

1 120455

/8

f4

/Я

0

Составитель Т. Калашникова

Редактор Л. Лосева Техред М. Гергель Корректор М, Максимишинец

Закаэ 7757/43 Тираж 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППЛ "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4