Синхронный генератор

 

Изобретение относится к бесконтактным синхронным электрическим машинам и может быть использовано для электроснабжения транспортных средств. Цель изобретения - повысить удельную мощность и улучшить массогабаритные показатели генератора . На роторе 1 размещены две системы 2 и 3 полюсных выступов 4 и 5. На магнитопроводе статора 8 расположены параллелограммообразные зубцы 10 и 11. На стороне каждой из систем 2 и 3 полюсных выступов расположена половина зубцов. Якорная обмотка 12 выполнена трехфазной петлевой в виде катушек, охватывающих зубцы 10. Каждая катушка якорной обмотки 12 размещена на собственном немагнитном держателе 13, выполненном в форме угольника , закрепленного на зубцах 1р. Обмотка возбуждения 14 размещена на каркасе 15с помощью держателя 16. 2 з.п. ф-лы. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (и)ю Н 02 К 19/16

ГОСУДАРСТВЕH+IA КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4740192/07 (22) 05.09.89 (46) 23.03.92. Бюл. hh 11 (71) Рижский технический университет (72) С. С. Петров. Я..П. Грейвулис, В, А. Пугачев и Л. С. Рыбицкий (53) 621.313(088.8) . (56) Авторское свидетельство СССР

М 1 241362, кл. Н 02 К 19/16, 1986. (54) СИНХРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР (57) Изобретение относится к бесконтактным синхронным электрическим машинам и может быть использовано для электроснабжения транспортных средств. Цель изобретения,— повысить удельную мощность и

< > 5U 1 72 1 734 А 1,улучшить массогабаритные показатели генератора. На роторе 1 размещены две системы 2 и 3 полюсных выступов 4 и 5. На магнитопроводе статора 8 расположены параллелограммообразные зубцы 10 и 11. На стороне каждой из систем 2 и 3 полюсных выступов расположена половина зубцов, Якорная обмотка 12 выполнена трехфазной петлевой в виде катушек, охватывающих зубцы 10. Каждая катушка якорной обмотки

12 размещена на собственном немагнитном держателе 13, выполненном в форме угольника, закрепленного на зубцах 10, Обмотка . возбуждения 14 размещена на каркасе 15 с помощью держателя 16. 2 з.п. ф-.лы, 3 ил, 1721734

Изобретение относится к бесконтактным электрическим машинам, в частности к синхронным генераторам индукторного типа. и может быть использовано для электроснабжения транспортных и авиационных средств, а также индивидуальных хозяйств, Известна индукторная машина, содержащая.стержневой статор, обмотку якоря, обмотку возбуждения, закрепленный на немагнитном валу ротор с двумя пакетами, сдвинутыми один относительно другого на четверть зубцового деления ротора.

Недостатком такой машины. является невысокая удельная мощность, так как катушки обмотки возбуждения расположены на стержневом магнитопроводе между лобовыми частями якорной обмотки. При этом увеличивается осевой габарит и масса конструкции в целом.

Известна также электрическая машина, содержащая взаимно сдвинутые полюсные системы ротора, соединенные междлу собой магнитопроводом, жестко закрепленным на валу, неподвижную обмотку возбуждения, закрепленную на держателе магнитопровода статора с якорной обмоткой, размещенной на клинообразных зубцах, шихтованных в направлении, перпендикулярном к направлению шихтовки ярма.

Недостатком известной машины является то, что якорная обмотка расположена на прямоугольном участке магнитопровода зубцов статора. Это не позволяет. уменьшить диаметр ярма, массу зубцов статора, а следовательно, габарит и массу конструкции в целом. Поэтому удельная мощность машины недостаточно высока.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является синхронный генератор, содержащий статор в виде ярма с размещенными в нем Z1 зубцами, имеющими форму параллелограмма в аксиапьной плоскости и шихтованными в этой плоскости, на которых размещены, охватывающие один зубец, катушки якорной обмотки, установленную неподвижно на держателе коль. цевую обмотку возбуждения и ротор с двумя охватывающими обмотку возбуждения с обеих сторон системами когтеобразных полюсов различной полярности, по соответствующим сторонам которых расположена половина чередующихся зубцов статора.

Недостатком известного синхронного генератора является недостаточно высокая удельная мощность, вследствие необходимости удлинения активной части проводников волновой обмотки для удержания ее на наружных боковых сторонах соседних паРаппелограммообраэных зубцов.

Цель изобретения — повышение удельной мощности.

Поставленная цель достигается тем, что в синхронном генераторе, содержащем ста5 тор в виде ярма с размещенными в нем Z> зубцами, имеющими форму параллелограмма в аксиальной плоскости и шихтованными в этой плоскости. на которых размещены охватывающие один зубец катушки якорной

10 обмотки, установленную. неподвижно на держателе кольцевую обмотку возбуждения и ротор с двумя охватывающими обмотку возбуждения с обеих сторон системами когтеобразных полюсов различной полярности.

15 по соответствующим сторонам которых расположена половина чередующихся зубцов статора, якорная обмотка выполнена петпевой и каждая из катушек ее, охватывающая один зубец, закреплена на немагнит20 ном держателе в виде угольника, имеющего ширину, равную ширине зубцов, и прилегающего одной стороной к зубцам, а другой стороной, параллельной оси вала. связанного жестко с держателем обмотки возбужде25 ния, причем полюса ротора смещены взаимно на геометрический угол 2 л/Z>.

Дополнительно цель достигается тем, что катушки фаз якорной обмотки в каждой из ее ветвей размещены поочередно на ча30 сти зубцов, относящихся к этой фазе, и включены последовательно-встречно с шагом в два зубцовых деления статора. Кроме того,. держатель обмотки возбуждения связан жестко по крайней мере с двумя держа35 телями катушек якорной обмотки посредством прямоугольной немагнитной скобы.

На фиг. 1 представлен синхронный генератор, продольный разрез; на фиг, 2—

40 схема трехфазной петлевой обмотки; на фиг. 3- зубец статора с держателем якорной обмотки.

На фиг. 2 стрелками показано направлвwe намотки. а буквами С1, Сэ, Сз обозначены

45 начала фаз соотввтстввннь А.B,Ñ;Ñ4,ÑI,Ñâконцы фаз; ц — зубцовое деление статора.

Hi фиг. 3 bz> обозначает ширину зубца статора, держателя якорной обмотки и прямоугольной немагнитной скобы.

Синхронный генератор содержит ротор

1 с двумя системами 2 и 3 когтеобразных полюсов.4 и 5 противоположной полярности, магнитопроводящую втулку 6, вал 7, .

55 магнитопровод статора 8 с ярмом 9 и закрепленными в нем 2 зубцами 10 и 11, имеющими в аксиальной плоскости форму параллелограмма и шихтованными в этой же плоскости. Каждая иэ полюсных систем

2 и 3 ротора 1 содержит по Zg когтеобраэных.5

1721734

40 полюсов, причем полюса 4 и 5 смещены взаимно на геометрический угол 2 л/Z>. Половина числа зубцов статора, равная Еы расположена по окружности полюсов 4, а вторая половина — по окружности полюсов 5

5. Якорная обмотка 12 выполнена трехфазной петлевой в виде зубцовых катушек и размещена на собственном .немагнитном держателе 13, выполненном в виде угольника шириной. равной ширине зубцов bz>, и 10 прилегающего одной стороной к зубцам 10 статора. Вторая сторона держателя 13 расположена параллельно оси вала 7 (фиг. 1 и

3). Катушки фаз якорной обмотки 12 в каждой иэ ее ветвей размещены поочередно.на 15 части зубцов, относящихся к этой фазе. и включены последовательно-встречно с шагом в два зубцовых деления статора, т,е. с шагом 2 t> (фиг. 2). Обмотка 14 возбуждения размещена на каркасе 15 с помощью держа- 20 теля 16, жестко связанного по крайней мере с двумя держателями 13 катушек якорной обмотки 12 посредством прямоугольной немагнитной скобы 17. При этом держатели 13 и 16 и немагнитная скоба жестко соединены 25 между собой, например, посредством резь-. бы, Зубцы 10 и 11 статора отделены от полюсов 4 и 5 ротора воздушными зазорами

18 и 19 соответственно.

Предлагаемый генератор имеет откры- 30 тые пазы на статоре. При этом число полюсов Zz ротора на стороне Z1s зубцов статора целесообразно выбрать иэ условия Ез > Zm.

При наличии а последовательных.или параллельных ветвей s каждой фазе число зуб- 35 цов Z>s статора, содержащих катушки с числом когтеобразных полюсов Zz каждой полюсной системы ротора целесообразно связать соотношением

2 где К вЂ” целое число.

При выполнении указанного соотношения катушки каждой фазы в каждой иэ ее 45 ветвей размещены на 3 зубцах. Число

Z16

За зубцов Хм, равное Zt/2, выбирается нечетным, кратным трем, если Ез/Еи — несократимая дробь и а - нечетное число. Если 50

2з/21б - дробь, сокращаемая на а, то число .зубцов Ещ выбирается четным, кратным трем при четном а. Чередование фазных зон в предлагаемом генераторе такое же,как и . в обычных трехфаэных машинах. 55

Синхронный генератор работает следующим образом.

При питании обмотки 14 возбуждения постоянным током возникает магнитное поле, линии которого проходят через втулку 6 ротора 1, его полюсам 4, пронизывают воздушный зазор 18, зубцы. 10 статора, проходят по ярму 9, попадают в зубцы 11 статора, пронизывают воздушный зазор 19 и попадают в полюса 5 ротора и магнитопроводящую втулку 6. При вращении ротора 1 в воздушных зазорах 18 и 9 происходит модуляция магнитного потока, переменная составляющая которого наводит ЭДС в фазах якорной обмотки 12.

Положительный эффект от использования изобретения заключается в экономии меди якорной обмотки за счет уменьшения длины ее проводников, что приводит к уменьшению потерь и улучшению теплоотдачи с ее поверхности. В конечном итоге это обуславливает повышение удельной мощности генератора.

Формула изобретения

1. Синхронный генератор. содержащий статор в виде ярма с размещенными в нем зубцами, имеющими форму параллелограмма в аксиальной плоскости и шихтованными в этой плоскости, на которых размещены охватывающие один зубец катушки якорной обмотки, установленную неподвижно на держателе кольцевую обмотку возбуждения и ротор с двумя охватывающими обмотку возбуждения с обеих сторон. системами когтеобразных полюсов различной полярности, по соответствующим сторонам которых расположена половина чередующихся зубцов статора, отличающийся тем, что, с целью повышения удельной мощности, якорная обмотка выполнена петлевой и каждая иэ ее катушек, охватывающая один зубец. закреплена на немагнитном держателе в виде угольника, имеющего ширину, равную ширине зубцов, и прилегающего одной стороной к зубцам, а другой стороной, параллельной оси вала, связанного жестко с держателем обмотки возбуждения, при.чем полюса ротора смещены взаимно на геометрический угол 2 ж/21.

2. Генератор по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что катушки фаз якорной обмотки в каждой из ее ветвей размещены поочередно на части зубцов, относящихся к этой фазе, и включены последовательно-встречно с шагом в два зубцовых деления статора.

З..Генератор по п. 1,. о т л и ч а ю щ и йс я тем, что держатель обмотки возбуждения связан жестко по крайней мере с двумя одержателями катушек якорной обмотки посредством прямоугольной немагнитной скобы.

1721734

1721734

Ф 5

Составитель С.Петров

Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова

Редактор Н.Яцола

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 960 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изоОретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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