Индукторный синхронный генератор
Владельцы патента RU 2515265:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" (RU)
Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам, и касается особенностей конструктивного выполнения синхронных генераторов индукторного типа, применяемых, например, в автотракторном оборудовании. В предлагаемом синхронном генераторе, содержащем источник возбуждения, статор с полюсными наконечниками и обмоткой, ротор барабанного типа с валом и передней и задней крышками со стягивающими болтами согласно изобретению передняя крышка ротора снабжена отверстиями, через которые пропущен радиальный магнитопровод, к внешнему концу которого прикреплен аксиальный магнитопровод, соединенный со спинкой статора, а внутренний конец радиального магнитопровода магнитно связан с источником возбуждения и уголковым магнитопроводом, имеющим вертикальные и горизонтальные полки, причем внешний торец горизонтальной полки установлен в торцевой зоне ротора. Технический результат - обеспечение бесконтактности индукторного синхронного генератора при одновременной возможности использования типовой конструкции статора и предельно простой конструкции ротора, а также типовой унифицированной и дешевой конструкции источника возбуждения. 3 ил.
Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к синхронным генераторам индукторного типа, применяемым, например, в автотракторном оборудовании.
Известен синхронный генератор [Патент РФ №2335079 / А.М.Литвиненко, Мозговой И.Н. - Синхронный генератор, Бюл. №27, от 27.09.2008, №2007136433/09 от 01.10.2007, МПК Н02К 19/36, Н02К 19/16], который содержит 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, отличающийся тем, что между статорами установлена ферромагнитная цилиндрическая перемычка с поясной выемкой, в которой расположен источник возбуждения, а когтеобразные наконечники выполнены в 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.
Недостатком данного синхронного генератора является двухпакетная конструкция, что ведет к увеличению массы и габаритов.
Наиболее близким к заявленному изобретению по технической сущности и достигаемым результатам является индукторный синхронный генератор [Патент РФ №2400908 / А.М.Литвиненко, Мозговой И.Н. - Индукторный синхронный генератор, Бюл. №27, от 27.09.2010, №2008147624/07 от 02.12.2008, МПК Н02К 19/20, Н02К 19/16]. Изобретение направлено на достижение технического результата, состоящего в улучшении эксплуатационных характеристик генератора указанного типа за счет снижения потребляющей мощности возбуждения, а также в улучшении тепло-физических характеристик синхронных генераторов индукторного типа. Указанный технический результат достигается за счет того, что в синхронном генераторе предлагаемой конструкции эффективным образом используется магнитодвижущая сила обмотки возбуждения за счет укороченного пути протекания магнитного потока, поскольку торцевые части крышек не участвуют в его проводке. Таким образом, данный генератор содержит источник возбуждения, статор с полюсными наконечниками и обмоткой, ротор барабанного типа с валом и крышки со стягивающими болтами.
Недостатком данного индукторного синхронного генератора также является двухпакетная конструкция, и, кроме того, относительно сложное изготовление конических катушек.
Изобретение направлено на обеспечение возможности использования классического статора с ферромагнитным ротором в варианте индукторной машины.
Это достигается тем, что у индукторного синхронного генератора, содержащего источник возбуждения, основной статор с полюсными наконечниками и обмоткой, ротор барабанного типа с валом и крышки со стягивающими болтами, согласно изобретению передняя крышка снабжена отверстиями, через которые пропущен радиальный магнитопровод, к внешнему концу которого прикреплен аксиальный магнитопровод, соединенный со спинкой статора, а внутренний конец радиального магнитопровода магнитно связан с источником возбуждения и уголковым магнитопроводом, имеющим вертикальные и горизонтальные полки, причем внешний торец горизонтальной полки установлен в торцевой зоне ротора.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображен заявленный генератор, продольный полуразрез; на фиг.2 показан внешний вид аксиального магнитопровода; на фиг.3 - вид спереди и схема размещения радиальных магнитопроводов.
Индукторный синхронный генератор содержит вал 1, задний подшипник 2, заднюю крышку 3 с ушками 4, стяжные болты 5, статор 6 с лобовыми частями обмотки, промежуточную ферромагнитную прокладку 7, радиальный болт крепления 8, аксиальный магнитопровод 9, болт аксиального магнитопровода 10, отверстие 11, радиальный магнитопровод 12, источник возбуждения 13, вертикальную полку уголкового магнитопровода 14, немагнитный болт 15, горизонтальную полку уголкового магнитопровода 16, переднюю крышку 17 с подшипником 18, внешний конец горизонтальной полки размещен в зоне воздушного зазора 19 торцевой зоны ротора 20, аксиальный магнитопровод закреплен с использованием планок 21.
Индукторный синхронный генератор работает следующим образом. При наличии возбуждения магнитный поток проходит по цепи: источник возбуждения 13, например кольцевой постоянный магнит - радиальный магнитопровод 12 - аксиальный магнитопровод 9 - прокладка 7 - статор 6 - основной воздушный зазор - ротор с торцевой зоной 20 - балластный зазор 19 - горизонтальная полка 16 - вертикальная полка 14 - источник возбуждения 13. При вращении ротора его зубцы модулируют магнитный поток, в результате чего в обмотке статора возникает эдс.
Использование данной конструкции позволяет:
- использовать типовую конструкцию основного статора;
- применить предельно простую конструкцию ротора;
- обеспечить бесконтактность;
- применить типовую унифицированную и дешевую конструкцию источника возбуждения в виде статора меньших габаритов, например, от генератора меньшей мощности;
- применить типовые конструкции на базе асинхронных машин.
Индукторный синхронный генератор, содержащий источник возбуждения, статор с полюсными наконечниками и обмоткой, ротор барабанного типа с валом и передней и задней крышками со стягивающими болтами, отличающийся тем, что передняя крышка ротора снабжена отверстиями, через которые пропущен радиальный магнитопровод, к внешнему концу которого прикреплен аксиальный магнитопровод, соединенный со спинкой статора, а внутренний конец радиального магнитопровода магнитно связан с источником возбуждения и уголковым магнитопроводом, имеющим вертикальные и горизонтальные полки, причем внешний торец горизонтальной полки установлен в торцевой зоне ротора.
