Синхронный генератор
Владельцы патента RU 2335079:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" (RU)
Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей конструктивного выполнения электрических машин, а именно синхронных генераторов индукторного типа, применяемых, например, в автотракторном электрооборудовании. Сущность изобретения состоит в том, что в синхронном генераторе, содержащем переднюю и заднюю крышки с отверстием, два статора в виде пакетов с рабочей обмоткой, источник возбуждения, ротор с полым валом и когтеобразным наконечником, а также выпрямитель, согласно данному изобретению между статорами установлена ферромагнитная цилиндрическая перемычка с поясной выемкой, в которой расположен источник возбуждения, а когтеобразные наконечники выполнены виде двух пакетов и установлены на валу, при этом сплошные центральные части сердечников установлены вплотную друг к другу. В предлагаемом синхронном генераторе обеспечено эффективное использование магнитодвижущей силы обмотки возбуждения за счет укороченного пути протекания магнитного потока, поскольку торцевые части крышек не участвуют в его проводке, кроме того, также исключена надобность использования магнитопроводящей втулки, что ведет к достижению технического результата, состоящего в улучшении эксплуатационных характеристик генератора за счет снижения потребляемой мощности возбуждения и улучшения его теплофизических характеристик. 1 ил.
Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к синхронным генераторам индукторного типа, применяемым, например, в автотракторном электрооборудовании.
Известен синхронный генератор, содержащий вал, крышки с подшипниками. На валу установлен ротор в виде звездочки, имеющий магнитный контакт со статором, кроме этого на одной из крышек (одностороннее возбуждение) установлена катушка с обмоткой с магнитопроводом, находящимся в магнитной связи со вторым осевым магнитопроводом, установленным на роторе и имеющим магнитный контакт со звездочкой. Аналогичная катушка может быть установлена и на второй крышке (двухстороннее возбуждение). Конструктивные разновидности данного генератора описаны в [1].
Недостатками данного синхронного генератора являются большие массы и габариты, а также то, что лобовые части обмотки статора, лежащие за статором по ходу охлаждающего воздуха, охлаждаются уже нагретыми от лобовых частей воздухом, лежащих перед статором.
Наиболее близким к заявленному изобретению по технической сущности и достигаемым результатам является бесконтактный синхронный генератор [2], содержащий переднюю и заднюю крышку с отверстиями, статор в виде пакета с рабочей обмоткой, ротор с источником возбуждения и когтеобразными наконечниками, встроенные в выпрямитель, полый вал ротора с радиальными отверстиями.
Недостатком данного устройства является низкая технологичность, поскольку в индукторном исполнении одна из крышек должна быть целиком ферромагнитной, что усложняет процесс изготовления.
Изобретение направлено на улучшение эксплуатационных характеристик за счет снижения потребляемой мощности возбуждения и улучшения теплофизических характеристик.
Это достигается тем, что в синхронном генераторе, содержащем переднюю и заднюю крышки с отверстиями, два статора в виде пакетов с рабочей обмоткой, источник возбуждения, ротор с полым валом и когтеобразным наконечником, выпрямитель, согласно изобретениям между статорами устанавливается ферромагнитная цилиндрическая перемычка с поясной выемкой, в которой расположен источник возбуждения, а когтеобразные наконечники устанавливаются на валу в виде двух пакетов, при этом сплошные центральные части сердечников установлены вплотную друг к другу.
На чертеже изображен общий вид синхронного генератора.
Данный синхронный генератор содержит заднюю крышку 1,первый статор 2, ферромагнитную цилиндрическую перемычку 3 с катушкой возбуждения 4, второй статор 5, переднюю крышку 6 с валом ротора 7, которая имеет заборное отверстие 8 и вращающуюся в подшипнике 9 передней крышке 6. Вал ротора 7 имеет радиальное отверстие 10, на вал ротора 7 напрессован первый пакет когтеобразных наконечников 11, передняя крышка 6 имеет радиальное отверстие 12 для выхода охлажденного воздуха, обмотки статоров имеют лобовые части 13, подверженные охлаждению. Ферромагнитная цилиндрическая перемычка 3 имеет так же радиальное отверстие 14 (снабжена поясной выемкой), на внешнюю часть перемычки 15 намотана катушка возбуждения 4, а внутренняя поверхность катушки 16 служит для передачи магнитного потока на первый пакет когтеобразных наконечников 11 и второй пакет когтеобразных наконечников 17. Задняя часть вала выполнена глухой, установлена в задней крышке 1, которая так же имеет вентиляционное отверстие 18, в котором находятся подшипники 19. Генератор имеет балластный зазор 20 и рабочий зазор 21.
Устройство работает следующим образом. Набегающий поток воздуха через направляющий патрубок (не показан) входит в заборное отверстие 8 вала ротора 7.Через радиальное отверстие 10, под воздействием вентиляционного эффекта от когтеобразных наконечников 11 и 17 поток омывает лобовые части 13 обмоток статора 5 и 2 и выходит наружу через радиальные отверстия 12, 14 и вентиляционное отверстие 18. Магнитный поток возбуждается от источника - катушки возбуждения 4, тем самым замыкаются по цепи: внешняя часть перемычки 15; внутренняя поверхность катушки 16, полюса когтеобразных наконечников 11 и 17 и зазор 20 между ними, рабочие зазоры 21, статоры 5 и 2; внешняя часть перемычки 3. Далее напряжение выпрямляется через выпрямитель (не показан) и поступает в бортовую сеть.
Использование данной конструкции позволяет:
- эффективным образом использовать магнитодвижущую силу обмотки возбуждения за счет укороченного пути протекания магнитного потока, поскольку торцевые части крышек не участвуют в его проводке, также отпадает надобность в магнитопроводящей втулке;
- применить более простую технологию изготовления передней крышки 6, являясь фактически цилиндрической;
- эффективным образом применить воздействие потока воздуха, поскольку лобовые части 13 находятся в зоне воздействия лопастей - когтеобразных наконечников 11 и 17, при этом применение отдельного вентилятора может быть исключено.
Источники информации
1. Жежерин Р.П. - Индукторные генераторы / М.-Л., Госэнергоиздат, 1961 г., 319 с., ил.
2. Патент РФ №2231199 - Бесконтактный синхронный генератор / А.М.Литвиненко, заявка №2003109938, опубл. 07.04.2003, бюл. №17, МПК 7 Н02К 19/06.
Синхронный генератор содержит переднюю и заднюю крышки с отверстием, два статора в виде пакетов с рабочей обмоткой, источник возбуждения, ротор с полым валом, выпрямитель, отличающийся тем, что между статорами установлена ферромагнитная цилиндрическая перемычка с поясной выемкой, в которой расположен источник возбуждения, а когтеобразные наконечники в виде двух пакетов установлены на валу, при этом сплошные центральные части когтеобразных наконечников установлены вплотную друг к другу.
