Автотракторный бесконтактный электрогенератор
Владельцы патента RU 2515276:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" (RU)
Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к бесконтактным синхронным генераторам индукторного типа, работающим преимущественно на выпрямительную нагрузку, применяемым в генераторных установках автотракторной техники. Технический результат, заключающийся в минимальном вмешательстве в тормозной механизм, обеспечивается за счет того, что автотракторный бесконтактный электрогенератор, содержащий ротор, а также статор с системой возбуждений и рабочей обмоткой, согласно изобретению является частью тормозного механизма. Ротор бесконтактного электрогенератора выполнен в виде перфорированного тормозного диска, а участки тормозного диска имеют возможность вхождения в магнитный контакт через воздушный зазор с магнитопроводами статора бесконтактного электрогенератора, на которых размещены рабочие катушки и катушки возбуждения. Использование данного генератора позволяет применить так называемое генераторное торможение, когда энергия торможения транспортного средства преобразуется в напряжение рабочей катушки, при этом энергия может быть запасена, например, в дополнительном конденсаторе, а также может быть реализована в разных целях, например для обеспечения пуска двигателя. 4 ил.
Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к бесконтактным синхронным генераторам индукторного типа, работающим преимущественно на выпрямительную нагрузку, применяемым в генераторных установках автотракторной техники.
Известен автотракторный бесконтактный синхронный генератор (патент РФ №2231119 / Литвиненко A.M. - опубл. 20.06.2004, бюл. №17). Он содержит ротор, статор с системой возбуждения в виде пакета с рабочей обмоткой, обмотку возбуждения ротора, при этом вал выполнен полым с радиальными отверстиями.
Ее недостатком является наличие щеточного контакта, в частности, колец, установленных на валу, что приводит к увеличению его осевой длины.
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемым результатам является синхронный индукторный генератор (патент РФ №2400908 / Литвиненко A.M., Мозговой И.Н. - опубл. 27.09.2010, бюл. №27), содержащий два статора с системой возбуждения и рабочими обмотками. Ротор выполнен с полым валом и когтеобразными наконечниками, а источник возбуждения выполнен в виде конических катушек, установленных на крышках.
Его недостатком является невозможность использования в качестве тормозной генераторной установки, располагаемой непосредственно в зоне колес транспортного средства, рядом с тормозным механизмом.
Технический результат, заключающийся в минимальном вмешательстве в тормозной механизм, обеспечивается за счет того, что автотракторный бесконтактный электрогенератор, содержащий ротор, а также статор с системой возбуждений и рабочей обмоткой, согласно изобретению является частью тормозного механизма, при этом бесконтактный электрогенератор размещен на основании оси ходовой системы, ротор бесконтактного электрогенератора выполнен в виде перфорированного тормозного диска, при этом неперфорированные участки тормозного диска имеют возможность вхождения в магнитный контакт через воздушный зазор с магнитопроводами статора, на которых размещены рабочие катушки и катушки возбуждения.
На чертежах изображено заявленное устройство, где на фиг.1 схематично показана конструкция генератора, разрез в осевой плоскости, на фиг.2 показан генератор, вид сбоку тормозного диска, на фиг.3 показано положение тормозного диска, характеризующее разомкнутое состояние магнитной цепи, на фиг.4 показано положение тормозного диска, характеризующее замкнутое состояние магнитной цепи.
Генератор является частью тормозного механизма, в состав которого входит тормозной диск 1. При этом также присутствует штатная тормозная система, а перфорированный, т.е. снабженный отверстиями тормозной диск выполняет функции ротора, при этом участки тормозного диска имеют возможность входить в магнитный контакт через воздушные зазоры 2 с магнитопроводами статора, а именно с магнитопроводами 3, Т образной формы, на которые надета рабочая катушка 4. Основание магнитопровода 3 с помощью болта 5 прикреплено к стойке Г-образного магнитопровода 6, полка которого с помощью болтов 7 прикреплена к неподрессоренной части 8, связанной, например, с кулаком переднего колеса или балкой заднего колеса. А в общем случае с основанием оси ходовой системы. К этому же элементу с помощью болтов 9 прикреплен малый Г-образный наконечник 10, к которому с помощью болтов 11 прикреплен Т-образный магнитопровод 12 катушки возбуждения 13.
Таким образом, диск имеет отверстие, концентрично с которым при вращении располагаются наконечники магнитопроводов 3, например левый наконечник на фиг.3, а правый находится в зоне частичного перекрытия. Неперфорированные участки тормозного диска - 14 на фиг.3 и 15 на фиг.4 имеют возможность вхождения в магнитный контакт, уменьшая магнитное сопротивление между левым 3 и правым 12 магнитопроводами.
Работа устройства
При нормальной работе ходовой части катушка возбуждения отключена, в магнитной цепи генератора магнитный поток отсутствует. При необходимости торможения по сигналу концевого выключателя, связанного с тормозной педалью, катушка возбуждения 13 подключается к источнику питания. В магнитной цепи возбуждается магнитный поток по цепочке: магнитопровод 12 правый (фиг.1) - воздушный зазор 2 - диск 1 - воздушный зазор 2 левый (фиг.1) - магнитопровод 3 - магнитопровод 6 - магнитопровод 10 - магнитопровод 2. Поскольку тормозной диск выполнен перфорированным, т.е. с отверстиями, магнитный поток непрерывно модулируется отверстиями (аналогами пазов) с одной стороны и промежутками между отверстиями (аналогами зубьев) с другой стороны. Например, на фиг.1 показано, что левый наконечник находится точно посреди отверстия диска, следовательно магнитное сопротивление максимально, а на фиг.4 показано, что тот же левый наконечник находится в зоне между отверстиями, т.е. магнитное сопротивление минимально и вызвано лишь наличием зазоров 2. Данных генераторов может быть установлено несколько, например на фиг.2 показано 2 таких генератора.
Использование данного генератора позволяет применить так называемое генераторное торможение, когда энергия торможения транспортного средства преобразуется в напряжение рабочей катушки, при этом энергия может быть запасена, например в дополнительном конденсаторе, а также может быть реализована в разных целях, например для обеспечения пуска двигателя.
Автотракторный бесконтактный электрогенератор, содержащий ротор, а также статор с системой возбуждений и рабочей обмоткой, отличающийся тем, что он является частью тормозного механизма, при этом бесконтактный электрогенератор размещен на основании оси ходовой системы, ротор бесконтактного электрогенератора выполнен в виде перфорированного тормозного диска, при этом неперфорированные участки тормозного диска имеют возможность вхождения в магнитный контакт через воздушный зазор с магнитопроводами статора, на которых размещены рабочие катушки и катушки возбуждения.
