Синхронный электромеханический преобразователь энергии обращенной конструкции

Изобретение относится к электротехнике, а именно к магнитоэлектрическим машинам. Синхронный электромеханический преобразователь энергии обращенной конструкции содержит вал, вращающийся статор, на котором расположена обмотка, вращающийся трансформатор, содержащий первичную цепь с обмоткой и сердечником и вторичную цепь с обмоткой и сердечником; на валу установлена первичная цепь с обмоткой вращающегося трансформатора, при этом выводы обмотки статора соединены с выводами вращающегося трансформатора шинами; пространство между вращающимся трансформатором и вращающимся статором залито теплопроводящим компаундом. Вторичная цепь с обмоткой вращающегося трансформатора установлена на неподвижном корпусе. Технический результат состоит в увеличении кпд синхронного электромеханического преобразователя энергии, повышении надежности при минимальных массогабаритных показателях за счет обращенной конструкции. 1 ил.

 

Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано в магнитоэлектрических машинах, применяемых в современных установках автономной энергии.

Известна бесконтактная электрическая машина (патент РФ 2406212 С2, Н02K 21/20, 20.02.2010), содержащая ротор в виде явно полюсного индуктора, у которого ось симметрии от полюса N к полюсу S совпадает с осью вращения ротора, и статор с проводниками, расположенными на внутренней поверхности статора вдоль его цилиндрических образующих, проводники разбиты на две группы, в одной из которых проводники расположены вокруг полюса индуктора с полярностью N, а в другой - вокруг полюса индуктора с полярностью S. Проводники одной группы расположены зеркально-симметрично по отношению к проводникам другой группы, то есть так, что начала (концы) активной части проводников расположены вблизи крышек машины, а их концы (начала) - вблизи центральной части статора. Вал машины и ее боковые крышки могут быть выполнены из немагнитных материалов.

Недостатками такой конструкции являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные малой быстроходностью электрической машины, а также низкое значение КПД, недостаточная надежность конструкции и высокие массогабаритные показатели.

Известна бесконтактная синхронная электрическая машина (патент РФ 2091965 C1, Н02K 19/38, 27.09.1997), содержащая статор, ротор, на статоре якорную обмотку и обмотку возбуждения возбудителя, а на роторе систему возбуждения, выполненную как минимум из двух обмоток, соединенных между собой электрически. Отличительной особенностью является то, что каждая обмотка системы возбуждения выполнена по меньшей мере из двух частей, соединенных между собой через переключающие устройства, например диоды, с возможностью их включения последовательно или параллельно. При этом одноименные зажимы частей обмоток системы возбуждения, не имеющие связи с разноименными зажимами других частей данных обмоток через переключающее устройство, соединены между собой электрически.

Недостатками такой конструкции являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные малой быстроходностью электрической машины, а также низкое значение КПД, недостаточная надежность конструкции и высокие массогабаритные показатели.

Известна конструкция сверхпроводящей бесконтактной синхронной машины (патент US 4352033 C1, Н02K 9/19, 1982 г.), содержащая статор, ротор, на статоре якорную обмотку и обмотку возбуждения возбудителя, а на роторе систему возбуждения, выполненную в виде многофазной обмотки.

Недостатками такой конструкции являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные малой быстроходностью электрической машины, а также низкое значение КПД, недостаточная надежность конструкции и высокие массогабаритные показатели.

Известен бесконтактный синхронный генератор (А.С. СССР №169658, Н02K 19/38, 1955), содержащий статор, ротор, на статоре основную и дополнительную обмотки, а на роторе обмотку возбуждения, питаемую от дополнительной роторной обмотки через полупроводниковые выпрямители, с целью упрощения и уменьшения расхода активных материалов, указанная дополнительная обмотка статора питается от основной статорной обмотки через линейный дроссель, осуществляющий фазовое компаундирование совместно с токовой обмоткой, расположенной на статоре.

Недостатками такой конструкции являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные малой быстроходностью электрической машины, а также низкое значение КПД, недостаточная надежность конструкции и высокие массогабаритные показатели.

Наиболее близкой к заявляемой по технической сущности и достигаемому результату является конструкция бесконтактной синхронной машины с вращающимися выпрямителями (Д.А. Бут. Бесконтактные электрические машины // М. - Высшая школа. - 1990 г. - с. 108), содержащая вал, статор с пазами, ротор, насаженный на вал, основную обмотку, уложенную в пазах статора, на роторе расположена обмотка возбуждения, электрически соединенная через блок вращающихся выпрямителей со вторичной обмоткой вращающегося трансформатора, уложенной в подвижном магнитопроводе, насаженном на валу, первичную обмотку вращающегося трансформатора, уложенную в неподвижном магнитопроводе, установленном в корпусе концентрично с воздушным зазором относительно подвижного магнитопровода.

Недостатками такой конструкции являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные малой быстроходностью электрической машины, а также низкое значение КПД, недостаточная надежность конструкции и высокие массогабаритные показатели.

Задача изобретения - расширение функциональных возможностей, увеличение КПД, эффективности, надежности и получение минимальных массогабаритных показателей за счет обращенной конструкции.

Технический результат - увеличение КПД синхронного электромеханического преобразователя энергии, увеличение надежности при минимальных массогабаритных показателях за счет обращенной конструкции.

Поставленная задача достигается тем, что в синхронном электромеханическом преобразователе энергии, содержащем вал, статор с пазами, ротор, основную обмотку, уложенную в пазах статора, вращающийся трансформатор, отличающийся тем, что статор выполнен подвижным и насажен на вал, при этом выводы обмотки статора соединены с выводами вращающегося трансформатора, при этом диаметр подвижного магнитопровода вращающегося трансформатора равен диаметру ротора, а диаметр расточки неподвижного магнитопровода вращающегося трансформатора равен диаметру расточки статора, свободное пространство между вращающимся трансформатором и вращающимся статором залито теплопроводящим компаундом с целью повышения механической прочности конструкции.

Основные преимущества предложенной обращенной конструкции синхронного электромеханического преобразователя энергии заключаются: в высоком КПД и уменьшенном нагреве из-за отсутствия потерь на возбуждение и в скользящем контакте; в увеличенном кинетическом моменте ротора; меньших по величине радиопомехах благодаря отсутствию скользящих контактов; малой постоянной времени; минимальном воздушном зазоре, а, следовательно, и максимальной индукции в нем благодаря отказу от бандажной оболочки ротора; минимальных массогабаритных показателях.

Существо изобретения поясняется чертежом. На чертеже изображена схема устройства.

Устройство содержит вал 1, вращающийся статор 2, на котором расположена обмотка 3. Вращающий трансформатор содержит первичную цепь 4 с обмоткой и сердечником и вторичную цепь 5 с обмоткой и сердечником. На сердечник 1 устанавливается первичная цепь 4 с обмоткой вращающегося трансформатора, при этом выводы обмотки статора соединены с выводами вращающегося трансформатора проводами 6. Свободное пространство между вращающимся трансформатором и вращающимся статором 2 залито теплопроводящим компаундом 7. Вторичная цепь 5 с обмоткой вращающегося трансформатора устанавливается на неподвижном корпусе. Постоянные магниты фиксируются на неподвижном роторе 8.

При работе электрической машины статор 2 вращается в магнитном поле. Электрическая энергия, вырабатываемая статором 2, питает первичную обмотку 4 трансформатора переменным током, образуя переменный магнитный поток, замыкающийся через сердечник 1 ротора 8 и статора 2. Этот поток наводит ЭДС во вторичной обмотке 5, подключаемой к основной обмотке возбуждения. Далее электрическая энергия поступает к потребителю.

Таким образом, заявляемое изобретение позволяет достичь наибольших значений КПД и надежности при минимальных массогабаритных показателях за счет обращенной конструкции синхронного электромеханического преобразователя энергии.

Устройство синхронного электромеханического преобразователя энергии обращенной конструкции, содержащего вал, статор с пазами, ротор, основную обмотку, уложенную в пазах статора, вращающийся трансформатор, отличающееся тем, что статор насажен на вал, при этом выводы обмотки статора соединены с выводами вращающегося трансформатора, при этом диаметр подвижного магнитопровода вращающегося трансформатора равен диаметру ротора, а диаметр расточки неподвижного магнитопровода вращающегося трансформатора равен диаметру расточки статора, свободное пространство между вращающимся трансформатором и вращающимся статором залито теплопроводящим компаундом с целью повышения механической прочности конструкции.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электроэнергетики, а точнее - к системам для генерации электроэнергии. Технический результат - повышение эффективности электроснабжения различных потребителей.

Настоящее изобретение относится к электрической машине, в частности, электрическая машина представляет собой синхронный генератор, выполненный с возможностью соединения с газовой или гидротурбиной.

Изобретение относится к преобразованию тепловой энергии в электрическую и может применяться в качестве автономного источника электрической энергии, используя для нагрева, например, солнечную тепловую энергию или любой другой источник тепла.

Вертикальный ветровой электрогенератор содержит опорную колонну (1), по крайней мере один генераторный блок (2), по крайней мере две лопасти (3), устройство контроля возбуждения, выпрямительное устройство, реверсивный частотный преобразователь, фланцы, опоры, систему охлаждения, подъемный механизм (80) и подъемную систему.

Изобретение относится к области электротехники и физико-химических технологий и касается устройств, используемых для электролиза воды. .

Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей конструктивного выполнения электрических машин, в частности - к синхронным электрическим машинам с возбуждением от постоянных магнитов, которые наряду с известными достоинствами обладают и некоторыми недостатками, в частности - довольно сложными пусковыми и регулировочными характеристиками и относительно низким КПД.

Изобретение относится к электротехнике и энергетике, а более конкретно к "малой" энергетике - автономным источникам питания на базе силовых агрегатов небольшой мощности, способных работать в полевых условиях в автоматическом режиме не менее 1 - 2 лет.

Изобретение относится к области охлаждения микроэлектронного оборудования с высокой интегральной плотностью комплектующих компонентов. .

Изобретение относится к системам охлаждения аппаратуры летательного аппарата. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к магнитным системам статоров электрических машин постоянного тока и магнитных приводов. Технический результат: повышение магнитного потока магнитной системы статора в заданных габаритах.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к синхронным электродвигателям с реактивным ротором, и может быть применено в электромеханических системах.

Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики и может быть использовано для создания генераторов для малооборотных ветро- или гидроустановок.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам. .

Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей конструктивного выполнения вращающихся электрических машин, в частности двигателей, содержащих кольцеобразные статоры, расположенные вокруг оси, и два ротора, вращающиеся вокруг указанной оси.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам, и касается особенностей конструктивного выполнения электродвигателей с низким числом оборотов.

Изобретение относится к области электротехники, в частности - к однофазным электрическим генераторам с постоянными магнитами, и может быть использовано в автономных системах электрооборудования, в автоматике и бытовой технике, на авиационном и автомобильном транспорте, в качестве ветрогенераторов, высокочастотных электрических генераторов и синхронных преобразователей частоты однофазного переменного тока, а также при выпрямлении переменной ЭДС при помощи неуправляемых и управляемых полупроводниковых вентилей - в качестве генераторов постоянного тока, возбудителей синхронных генераторов передвижных мини-электростанций, подвозбудителей главных возбудителей синхронных генераторов на стационарных электростанциях.

Изобретение относится к бесконтактным электродвигателям постоянного тока и может применяться в электроприводе, где необходимы сочетания качеств бесконтактного электродвигателя постоянного тока, а именно высокий ресурс, с высоким быстродействием и к.п.д., характерным для коллекторных электродвигателей с полым ротором.

Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики, а именно к электрическим машинам. .

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к электрическим машинам постоянного тока с постоянными магнитами, и может быть использовано в электрических двигателях и генераторах постоянного тока.

Изобретение относится к электротехнике, к электрическим машинам постоянного тока и предназначено для преобразования механической энергии вращения в электрическую энергию постоянного тока высокого качества, а также для преобразования электрической энергии постоянного тока в механическую энергию вращения с регулируемой частотой вращения.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к магнитоэлектрическим машинам. Синхронный электромеханический преобразователь энергии обращенной конструкции содержит вал, вращающийся статор, на котором расположена обмотка, вращающийся трансформатор, содержащий первичную цепь с обмоткой и сердечником и вторичную цепь с обмоткой и сердечником; на валу установлена первичная цепь с обмоткой вращающегося трансформатора, при этом выводы обмотки статора соединены с выводами вращающегося трансформатора шинами; пространство между вращающимся трансформатором и вращающимся статором залито теплопроводящим компаундом. Вторичная цепь с обмоткой вращающегося трансформатора установлена на неподвижном корпусе. Технический результат состоит в увеличении кпд синхронного электромеханического преобразователя энергии, повышении надежности при минимальных массогабаритных показателях за счет обращенной конструкции. 1 ил.

Наверх