Разноименнополюсный индукторный генератор

 

и (51) М. Кл.

Н 02 К 19/22 (61) Дополнительное к авт. свил-ву - (22) Заявлено 11,10.76 (21) 2410312/24-07 е присоединением ааявкн № (23) Приоритет—

Опубликовано 15.04.793юллетень № 14

Дата опубликовачия описания 19.04.79

Гееударетненний квинтет ссср в двлен нибрнтннМ н Ртн тнтнй (53) УДК 621.313. .322 (088.8) (72) Авторы изобретения

A. М. Сугробов, А, A. Кецарис и A. h. Ледовский (71) Заявитель (54) РАЗНОИМЕННОПОЛЮСНЫЙ ИНЙУКТОРНЫЙ

ГЕН ЕРА ТО Р

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к устройству раэноименнополюсных индукторных генераторов, и может быть использовано в энергетике металлургии, металлообрабатываюшей и химической промышленностях, а также в других отраслях народного хояйства, где для осушествления технологических процессов или в других целях применяются токи высокой частоты.

Известны разноименнополюсные индук- т© торные генераторы, содержашие зубчатый ротор, cTBTop c выступаюшими гладкими или зубчатыми по расточке полюсами, охватываемыми катушками обмотки возбуждения, и катушки обмотки якоря, которые

15 в большинстве конструктивных исполнений разноименнополюсных индукторных генераторов охватывают полюсы или зубцы, нанесенные на их расточку @ I p2g.

Известные разноименнополюсные индукторные генераторы выполняются на частоты от 500 Гц до 10 кГц. Выполне- ние их на более высокие частоты соприжено с необходимостью нанесения на ротор большого числа зубцов, что приводит к возрастанию относительной длины воздушного зазора (отношения длины воздушного зазора к длине зубцового деления), уменьшению вследствие этого глубины модуляции магнитного потока в зубцах и потокосцепления обмотки якоря и, как следствие, — к значительному возрас» танию массы генераторов.

Кроме того, предельная частота напряжения известных раэноименнополюсных индукторных генераторов, определяемая предельно допустимым по условию механической прочности диаметром ротора и минимальной по условию изготовления толщиной зубцов, в ряде случаев оказывается меньше требуемой, в связи с чем в этих случаях приходится отказываться от простого и экономичного способа получения электрической энергии высокой частоты с помошью электромашинных генераторов в пользу других менее эффективных способов ее получения.

657534

0,256 0,256

0,25 + П,254

2 где, катушки Ы

1ь

Из известных разноименнополюсных индукторных генераторов наиболее близ"ким по технической сущности и достига емому результату является генератор, который содержит зубчатый ротор, наб- 5 ранный из зубчатых пластин магнитомягкого материала, пакет статора с выступающими гладкими или зубчатыми по расточке полюсами, боковые станки каждого из которых отстоят пэ расточке ротора 10 от бэковык стенок сэседних полюсов на расстоянии равном полэвине длины нечетного числа зубцэвых делений ротора, и катушки обмэтки якоря и возбуждения, охватывающие пэлюса, 3$

Применение такого генератора так же, как и применение других конструктивных исполнений раэноименнополюсных индукторных генераторов иэ-эа указанных выше недостатков, а именно иэ-за значительно- 20 го возрастания массы этих машин при частотах свыше 10 кГц и ограниченного верхнего предела частоты напряжения, не всегда обеспечивает получение .требуемой частоты напряжения.

Целью изобретения является расширение области применения известных разноименнополюсных индукторных генераторов путем расширения диапазона частот.

Бель достигается тем, что обмотка возбуждения выполнена в виде двух катушек, установленных на явно выраженных полюсах каждая система полюсов снабжена отдельным ярмом, причем. одна си35 стема полюсов смещена относительно другой на угол 180/P + 180/Z < градусов, где р — число пар полюсов статора;

Л вЂ” число зубцов ротора.

На фиг. 1 изображен генератор, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1 на фиг, 3 — разрез В-В на фиг. 1.

Генератор содержит зубчатый ротор, выполненный иэ равномерно распределен- 4> ных по окружности аксиальных стержней 1, укрепленных на магнитной втулке

2 цилиндрическими кольцами 3 и 4; статор, состоящий иэ двуз(пакетов 5 и 6 с выступающими зубчатыми по расточке пэ- 5О люсами 7 и катушки обмоток возбуждения 8, и якоря 9. Один иэ пакетов 6 статора имеет сдвиг относительно другого

IlaKeTa 5 на угол больший угла мекду осевыми линиями расположенных рядом полю-у сов (углах) íà 180/Е градусов, (Z =12).

Генератор работает следующим разом.

При подключении катушек обмотки вэз буждения 8 к источнику питании и протекпия по ним тока,в магнитной пепи генератора пэявляются магнитные потоки Ф и ф, контуры замыкания которых отмечены пуйктирными линиями, а направления - стрелками. Каждый контур замыкания магнитных потоков Ф и Ф включает в себя четыре воздушных зазора, заключенных между. зубчатыми поверхностями полюсов 7 статора и зубчатым ротором (по два зазора в пределах каждого пакета статора).

При вращении ротора магнитные проводимости воздушных зазоров под полюсами пакета 5 статора5 изменяются во времени согласно формуле

9+6 + G cos t (g)

8; о

Магнитные провэдимости воздушных зазоров под полюсами пакета 6 статора

6g q при указанном выше взаимном

2 расположении пакетов статора, изменяются согласно формуле

6 =6 - б 1 (2), где Gc u G - постоянная и амплитуда

1 переменной составляющей проводимости воздушных зазоров, — время;

43 — круговая частота;

Ю 2ЧТй, (й — частота вращения) .

Каждый из магнитных потоков Ф и

Ф последовательно проходит через четыре воздушных зазора, поэтому результирующая магнитная проводимость каждого контура их замыкания, с учетом представленной на фиг. 1, 2 и 3 картины распределения магнитных потокэв, изменяется пэ следующему закону:

При таком законе изменения проводимостей контуров замыкания потоков Ф и Ф, магнитный поток, сцепленный с катушками обмотки якоря, будет равен

@2 2 ф-ф+ Р=.Ц 2@ =р о- 5, 2 Ь к Ы @ Я; СОЯ2ьф 4,, а — намагничивающая сила одной обмотки возбуждения;. Ь®Ы вЂ” ток возбуждения, 5 657534 о

9I - число витков в одной катушке . темами явно выраженных полюсов, акоиальЫ о мотки но смещенных друг относительно друга, на

Таким образом, магнитный поток, сцен- которых установлены катушки якорной ленный с обмоткой якоря, а следовательно обмэтки, обмотку возбуждения и ротор с и напряжение генератэра, изменяется с g зубцами в виде магнитоизолированных акчастотой, которая в 2 раза больше часто- сиальных стержней, о,т л и ч а ю щ и йты изменения потокэсцепления обмоток с я тем, что, с целью расширения области якоря и напряжения генератора конструкции применения, обмотка возбуждения выполКайль-Гермера при одинаковой с последним нена в виде катушек, установленных на частоте вращения ротора и одинаковом чис-1О явно выраженных B0JIIocELx> каждая систеле зубцов на роторе. ма полюсов снабжена отдельным ярмом, Изобретение позволяет вдвое увеличить причем одна система полюсов смещена верхний предел частоты р ты нап яжения изотносительно другой на угол f80 + 180 вестных разноименнополюсных генераторов p Е и тем самым расширить область рациэналь-15 ного их применения. убцэв ротор

Оптимальный с точки зрения массы диа- Источники информации, принятые во пазэн частот напряжения этэгэ генератора внимание при экспертизе равен 10-20 кГц.

Формула изобретения

Разноименнопэлюсный индукторный генератор,. содержащий статор с двумя сис

1. Авторское свидетельство СССР

J4 114919; кл. H 02 К 19/22, 1957.

2. Ьескэнтактные электрические машины, ч. 2, Рига, "Зинатне", 1970, с.42.