Явнополюсная синхронная электрическая машина

 

Использование: в синхронных явнополюсных электрических машинах. Сущность изобретения: концентрично с валом с обеих сторон сердечников полюсов установлены катушки дополнительной обмотки. Соединение катушек между собой и с обмоткой возбуждения выполнено таким образом, что в пространстве направление протекающего по катушкам дополнительной обмотки тока противоположно направлению тока в лобовых частях катушек обмотки возбуждения. 7 ил.

СОКОВ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РеспуБлик (я)5 Н 02 К 1/24, 3/20

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

В FДОМСТ ВО СССР (I ОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 4945550/07 (22) 14.06.91 (46) 15.05.93, Бюл. № 18 (71) Баранчинский электромеханический завод (72) Г. А. Черменский (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 307463, кл. Н 02 К 3/00, 1971, Авторское свидетельство СССР

¹964858,,кл. Н 02 К 1/08, 1983.

Алексеева M. M. Машинные генераторы повышенной частоты, Л.: Знергия, 1967, с, 6.

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к конструкциям синхронных явнополюсных электрических машин, Известны явнополюсные синхронные электрические машины, содержащие статор с якорной обмоткой. подшипниковые щиты, ротор с валом, сердечники полюсов с катушками обмотки возбуждения, закрепленными на половине сердечников полюсов с чередованием через один полюс.

Целью изобретения является повышение мощности явíoRîëþñной синхронной электрической машины, повышение ее коэффициента полезного действия, надежности работы подшипников и снижение уровня внешнего магнитного поля рассея. ния.

На фиг. 1 и 2 представлена предлагаемая явнополюсная синхронная электрическая машина, при этом фиг. 1 представляет кт ассическую конструкцию, когда ротор с

„„. Ж„„1815739 А1 (54) Я В НОПОЛ ЮСНАЯ СИ НХРОН НАЯ

ЗЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА (57) Использование; в синхронных явнополюсных электрических машинах. Сущность изобретения: кон центрично с валом с обеих сторон сердечников полюсов установлены катушки дополнительной обмотки. Соединение катушек между собой и с обмоткой возбуждения выполнено таким образом, что в пространстве направление протекающего по катушкам дополнительной обмотки тока противоположно направлению тока в лобовых частях катушек обмотки возбуждения. 7 ил. размещенной на нем обмоткой возбуждения вращается внутри статора с якорной обмоткой, а фиг, 2 представляет обращенную конструкцию, при которой ротор с обмоткой возбуждения вращается снаружи статора с якорной обмоткой; на фиг, 3 и 4 представлены предлагаемые явнополюсные синхронные машины в изометрии; на фиг. 5, 6 и 7 схематически представлены развертки конструкций роторов явнополюсных синхронных машин, при этом на фиг. 7 представлена конструкция с размещением катушек обмотки возбуждения через один полюс и с дополнительными катушками (предложенное решение).

Предлагаемая машина (см, фиг. 1) содержит статор 1, корпус статора 2, воздушный зазор 3, якорную обмотку 4, подшипниковые щиты 5, подшипники 6, ротор 7, вал 8, сердечники полюсов без катушек обмотки возбуждения 9, сердечники полюсов с катушками обмотки возбуждения

1815739

10, катушки обмотки возбуждения 11 и ка тушки дополнительной обмотки 12.

Конструкция по фиг. 2 содержит статор

1, воздушный зазор 3, якорную обмотку 4, подшипнйковые щиты 5, подшипники 6, ротор 7, вал (ось) 8, сердечники полюсов без катушек обмотки возбуждения 9, сердечники полюсов с катушками обмотки возбуждения 10, катушки обмотки возбуждения 11, катушки дополнительной обмотки 12 и стояк

13, крепящий статор 1 с валом (осью) 8 к неподвижной части машинного агрегата.

На фиг. 5 представлены сердечники полюсов с катушками обмотки возбуждения 10 и катушки обмотки возбуждения 11.

На фиг. 6 представлены сердечники паIIQcQB без катушек обмотки возбуждения 9, сердечники с катушками обмотки возбуждения 10. и катушки обмотки возбуждения 11.

На фиг. 7 представлены сердечники. по.люсов без катушек обмотки возбуждения 9, сердечники с катушками обмотки возбуждения 10; катушки обмотки возбуждения 11 и

"катушки дополнительной обмотки 12.:

Изобретение осуществляется следую, щим образом.

Если условимся; что полный ток катушек обмотки возбуждения 11 в межполюсном пространстве равен 1 для всех,рассматриваемых вариантов конструкций (одинаковы основные.рабочие процессы), то увидим, что по фиг. Ь с торцеа.полюсов действуют МДС учайгков лобовых частей катушек возбуждЬ.ния согласно с МДС межполюсного пространства величиной 1/2 . Причем это действие одинаково для всех полюсов — система магнитно симметрична.

Для.варианта по фиг. 6 (прототип) участкй а лобовыми частями имеются только у полюсов с катушками обмотки возбуждения; Причем величина МДС участков равна

1/2 1 +:1/2 1 = 1. Это значит, что у полюсов с катушками варианта фиг. 6 по отношению к::варианту фиг. 5 имеется добавка магнитйого потока полюса ЬФ, соответствующая дополнительным 1/2 1; Наоборот — у полюсов без катушек, не имеющих участков лобовых частей катушек, по сравнению.с аарйантом фйг. 5 будет снижение магнитно-. го потока полюса на ту же величину ЛФ .

Очевидно, что разность (алгебраическая) магнитных потоков разноименных полюсов равна 2 ЛФ . А на всю машину — 2P ЛФ, где P — число пар полюсов. Эта разность магнитных потоков и является униполя рным магнитным потоком "утечки", который вы. зывает описанные выше негативные явления.

10 Из фиг.7 видно, что если сторцев полюсов концентрично с валом установить катушки дополнительной обмотки с полной

МДС, равной 1/2 1 так, чтобы токи этих катушек в пространстве были противопо15 ложны токам лобовых частей катушек обмотки возбуждения, то в зоне торцев полюсов с катушками появляются МДС, равные 1/2 1 + 1/2 t — 1/2 1 = 1/2 1. Такая же величина, но противоположно направленная появляется в зоне торцев полюсов без катушек..

Это значит, что пространственное распределение токов возбуждения в предлагаемом техническом .решении одинаково с

"классической" конструкцией, в которой катушки обмотки возбуждения располагаются на каждом полюсе. Это значит, что в предложенном варианте отсутствуют магнитные потоки "утечек" со всеми негативными по-

30 следствиями..

Формула изобретения

Явнополюсная синхронная электрическая машина, содержащая статор с якорной

35 обмоткой, подшипниковые щиты, ротор с валом, сердечниками полюсов и катушками обмотки возбуждения, закрепленными на половине сердечников полюсов с чередованием через один полюс, о т л и ч а ю щ а.я- ., 40 с я тем; что, с целью повышения. мощности, КПД и надежности работы подшипников, она. снабжена катуш ка ми. дополнительной обмотки, установленными концентрично с валом с обеих сторон сер45 дечников полюсов и соединенными между собой с обеспечением направления протекающего по катушкам тока противоположного направлению тока в лобовых частях катушек обмотки возбуждения, 1815739

A-А

1815739

1815739

Vvr. 5

Рог. 5

Составитель M.Èáðàlèìîçà

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С.Патрушева

Редактор

Заказ 1641 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Произзодстеенно- издатеаьскии комбинат "Патент", г. Ужгород,.уа.Гагарина, 101