SU1415345A2 - Contactless variable synchronous generator - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в автономных источниках электроэнергии малой мощности и автономных системах управлени  объектами и технологическими процессами . Целью изобретени   вл етс  улучшение массогабаритных показателей при сохранении глубины регулировани  напр жени . Предлагаемый синхронный генератор содержит дополнительную обмотку 9, размещенную в общих с тороидальной обмоткой 8 регулировани  пазах кольцевого зубчатого магнитопровода (щунта) 6. Кажда  фаза обмотки 9 соединена последовательно- встречно с одноименной фазой  корной обмотки 7, размещенной в пазах магнитопровода статора 5. Применение дополнительной обмотки в генераторе с магнитным шунтом позвол ет сохранить все преимущества таких генераторов и регулировать их напр жение во всем диапазоне от нул  до номинального значени  при одновременном снижении массы и габаритов генератора . 3 ил. с S (ЛThe invention relates to electrical engineering and can be used in autonomous sources of electric power of low power and autonomous control systems of objects and technological processes. The aim of the invention is to improve the weight and size parameters while maintaining the depth of the voltage regulation. The proposed synchronous generator contains an additional winding 9 placed in common with the toroidal winding 8 of the adjustment slots of the ring-shaped gear magnetic circuit (shunt) 6. Each phase of the winding 9 is connected in series with the homogeneous phase of the core winding 7 placed in the slots of the stator magnetic circuit 5. Use of the additional winding in a generator with a magnetic shunt, it retains all the advantages of such generators and regulates their voltage over the entire range from zero to the nominal value at one temporary reduction of weight and size of the generator. 3 il. with S (L

Description

СПSP

ее 4 елher 4 ate

N)N)

Изобретение относитс  к электротехнике и  вл етс  усовершенствованием изобретени  по авт. св. № 1123081.The invention relates to electrical engineering and is an improvement of the invention according to the author. St. No. 1123081.

Цель изобретени  - улучшение массога- баритных показателей при сохранении глубины регулировани  напр жени .The purpose of the invention is to improve the mass-size parameters while maintaining the depth of voltage regulation.

На фиг. 1 представлен предлагае.мый генератор, продольный разрез; на фиг. 2 - схе.ма соединени   корной и дополнительной обмоток; на фиг. 3 - векторна  диаграмма ЭДС одной фазы.FIG. 1 shows the proposed generator, a longitudinal section; in fig. 2 shows a connection diagram for the root and secondary windings; in fig. 3 - vector diagram of the EMF of one phase.

Предлагаемый бесконтактный синхронный генератор содержит установленный на валу 1 ротор (индуктор), состо ш,ий из магнита-звездочки 2 и бандажного кольца 3, имеющего чередующиес  вдоль его окружности магнитом гкие,  вл ющиес  полюсными наконечниками, и немагнитные участки. В не.магнитном корпусе 4 закреплены маг- нитопровод 5 статора и кольцевой зубчатый магнитопровод (магнитный щунт) 6, выполненные в виде кольцевых сердечников. Магнитный щунт 6 выполнен в виде шихтованного пакета из листов электротехнической стали, например из тех же листков, что и магнитонровод 5 статора. Листы имеют пазы, расположенные по внутренней цилиндрической поверхности, и в каждом пакете электрически изолированы друг от друга. В пазах магнитопровода 5 статора и кольцевого зубчатого магнитопровода (шунта) 6 размешены соответственно  корна  обмотка 7 и тороидальна  обмотка 8 регулировани  с донолнительной обмоткой 9.The proposed contactless synchronous generator contains a rotor (inductor) mounted on a shaft, consisting of an asterisk 2 magnet and a retaining ring 3 having soft, alternating along its circumference by a magnet, pole poles, and non-magnetic sections. In the non-magnetic case 4 there are fixed the magnetic circuit 5 of the stator and the ring-toothed magnetic circuit (magnetic shunt) 6, made in the form of ring cores. Magnetic shunt 6 is made in the form of a laminated package of electrical steel sheets, for example, from the same sheets as the magnetic conductor 5 of the stator. The sheets have grooves located on the inner cylindrical surface, and in each package are electrically insulated from each other. In the grooves of the magnetic circuit 5 of the stator and the ring-toothed magnetic circuit (shunt) 6, the root winding 7 and the toroidal control winding 8 with the additional winding 9 are placed, respectively.

Магнитные оси фаз дополнительной 9 и  корной 7 обмоток совпадают, что обеспечиваетс  при установке пакетов магнитопро- вода 5 статора и кольцевого зубчатого магнитопровода 6. Дополнительна  обмотка 9 имеет то же число фаз и ту же схему намотки, что и  корна  обмотка 7. Одноименные фазы дополнительной 9 и  корной 7 обмоток соединены последовательно-встреч- но, как это видно из фиг. 2 дл  случа  трехфазных обмоток, при котором достигаетс  наибольц ий эффект. В случае необходимости возможно согласное включение дополнительной 9 и  корной 7 обмоток, но фи этом кольцевой зубчатый магнитопровод 6 закрепл ют в корпусе 4 так, чтобы магнитные оси одноименных фаз дополнительной 9 и  корной 7 обмоток были смещены на 180 эл. град, друг относительно друга. Дополнительна  обмотка шунта и  корна  обмотка статора могут иметь любое одинаковое число фаз. Генератор может иметь два кольцевых зубчатых .магнитопровода 6. Кольцевые зубчатые магнитопро- воды могут быть выполнены с пазами по наружной стороне и установлены с торцовых The magnetic axes of the additional 9 phases and the core 7 windings coincide, which is ensured when installing the packages of the magnetic conductor 5 of the stator and the ring toothed magnetic circuit 6. The additional winding 9 has the same number of phases and the same winding scheme as the root winding 7. The same phases are additional 9 and the root 7 of the windings are connected in series to each other, as can be seen from FIG. 2 for the case of three-phase windings at which the greatest effect is achieved. If necessary, it is possible that the additional 9 and core 7 windings are consistently connected, but the ring-toothed magnetic core 6 is fixed in the housing 4 so that the magnetic axes of the same 9 phases of the additional 9 and core 7 windings are shifted by 180 el. hail, relative to each other. The additional winding of the shunt and the root winding of the stator can have any equal number of phases. The generator can have two ring serrated magnet lines 6. Ring serrated magnetic conductors can be made with grooves on the outer side and installed with end

00

5five

00

5five

00

5 0 55 0 5

сторон ротора внутри полюсных наконечников .sides of the rotor inside the pole tips.

Генератор работает следуюш,им образом.The generator works in the following way.

Рабочий магнитный поток Ф разветвл етс . Одна его часть - поток Ф - проходит по магнитопроводу 5 статора, а друга  часть - поток Фщ - ответвл етс  в кольцевой зубчатый магнитопровод,  вл ющийс  шунтом.The working flux F is branched. One part of it, the flow F, passes through the magnetic circuit 5 of the stator, and the other part, the flow Fsch, branches into the ring-shaped gear magnetic circuit, which is a shunt.

Ответвление потока Ф ведет к уменьшению потока Ф, в магнитопроводе 5 статора и снижению ЭДС ЕС  корной обмотки 7. Поток Фш наводит в дополнительной обмотке 9 ЭДС fuj, направленную встречно с ЭДС ЕС как это показано на фиг. 3. По вление ЭДС Е-ш ведет к еще большему уменьшению ЭДС 2 на зажимах генератора, таким oбpaзoмJЭДC генератора , так какBranch flow F leads to a decrease in flow F, in the magnetic circuit 5 of the stator and a decrease in the EMF of the EC of the root winding 7. The flow of FS leads in the additional winding 9 of the EMF fuj, directed oppositely to the EMF of the EC as shown in FIG. 3. The appearance of EMF Е-ш leads to a further reduction of the EMF 2 at the terminals of the generator, such as the generator JEDC, since

Е. fl г-Фъ, (Ф -Фи,)-Ф« E. fl gf, (F-Fi,) - F "

Ф -2Фи. 1-2-ф 1-2Л:.F -2 Phi. 1-2-f 1-2L :.

Таким образом, введение дoпoлнитeльfloй обмотки эквивалентно увеличению вдвое глубины регулировани  магнитного потока при неизменной длине шунта. При одной и той же глубине регулировани  ЭДС на зажимах генератора дополнительна  обмотка позвол ет вдвое сократить длину шунта и тем самым уменьшить размеры и массу всего генератора , так как снижаютс  длина и масса не только шунта и его обмотки регулировани , но и вала, полюсных наконечников ротора, корпуса.Thus, the introduction of an additional winding is equivalent to doubling the depth of magnetic flux control with a constant shunt length. At the same depth of adjustment of the EMF at the generator terminals, the additional winding halves the length of the shunt and thereby reduces the size and weight of the entire generator, since the length and weight of not only the shunt and its adjustment winding but also the shaft, pole pieces of rotor are reduced. , shell.

Конструкци  технологична, поскольку шунт может быть выполнен из тех же листов, что и пакет статора, а дополнительна  обмотка может быть выполнена из такого же провода, что и  корна  обмотка статора.The design is technologically advanced, since the shunt can be made of the same sheets as the stator package, and the additional winding can be made of the same wire as the root stator winding.

Применение дополнительной обмотки в генераторах с магнитным шунтом позвол ет сохранить все преимушества таких генераторов и регулировать их напр жение во всем диапазоне от нул  до номинального значени  при одновременном снижении массы и габаритов генератора.The use of an additional winding in generators with a magnetic shunt allows one to retain all the advantages of such generators and to regulate their voltage in the entire range from zero to the nominal value while reducing the generator mass and dimensions.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Бесконтактный регулируемый синхронный генератор по авт. св. № 1123081, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  массо- габаритных показателей при сохранении глубины регулировани  напр жени , генератор снабжен размешенной в общих с тороидальной обмоткой регулировани  пазах кольцевого зубчатого магнитопровода дополнительной обмоткой, кажда  фаза которой соединена последовательно-встречно с одноименной фазой  корной обмотки.Contactless adjustable synchronous generator auth. St. No. 1123081, characterized in that, in order to improve the overall dimensions while maintaining the depth of voltage regulation, the generator is provided with an additional winding placed in common with the toroidal winding of the regulation of the slots of the ring-shaped magnetic circuit, each phase of which is connected in series with the same-name phase of the core winding . ylyl 1 Г1 G 77 Г R Риг.1Riga.1 ЕE г ш. -g sh. -