SU892591A1 - Бесконтактный синхронный торцовой генератор - Google Patents

Description

(54) БЕСКОНТАКТНЫЙ СИНХРОННЫЙ ТОРЦОВЫЙ ГЕНЕРАТОР

Изобретение относитс  к синхронным электрическим мгииинам, в частности к бесконтактным синхронным тор цовым генераторам комбинированного возбуждени . Известен бесконтактный синхронный генератор торцового типа с комбиниро ванным возбуждением, содержащий торцовый статор с двум  обмотками, неподвижную кольцевую обмотку возбужде ни  с врашакхцимс  безобмоточным магнитным коммутатором когтеобразного типа и вращающийс  магиито-электрический индуктор 1. Недостатками такого генератора  в л етс  сложна  конструкци , особенно в сборке (статор и ротор  вл ютс  взаимно неразборными), и больша  осе ва  длина. Кроме того, недостатком генератора  вл етс  невозможность по лучени  двух автономно регулируемлх напр жений, имеющих, в общем случае, разную частоту. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  бесконтактный торцовый регулируемый генератор с посто нными магнитами, содержащий два обмотанных торцовых . статора, установленных в неподвижных боковых магнитопроводах, две кольцевые катушки обмотки возбуждени  и ротор, полюсна  система которого состоит из брусков аксиально намагниченных в одном направлении посто нных магнитов и чередующихс  с ними магнитом гких полюсов противоположной пол рности 2. Недостатками такого генератора  вл ютс  больша  масса обмотки возбуждени  и повышенна  потребл ема  мощность . Это обусловлено тем, что упом нутые катушки обмотки возбуждени  ; охватывают торцовые статоры и поэтому имеют относительно большую длину витка. Цель изобретени  - уменьшение массы обмотки возбуждени  и потребл емой мощности. Поставленна  цель достигаетс  тем, что на валу генератора установлен дополнительный магнитопровод, на котором закреплен ротор, катушки возбуждени  установлены на боковых маг- нитопроводах под торцовыми статорами а корпус генератора выполнен немагнитным . На фиг 1 изображен генератор, продольный разрез; на фиг. 2 - распределение магнитного потока воздупг ного зазора и характеристикахолостого хода; на фиг. 3 усовершенствованный генератор,.обеспечивающий- получение токов двух разных частот, продольный разрез; на фиг. 4 - усовершенствованный генератор, обеспечиваквдий раздельное регулирование напр жени  каждого статора, продольный разрез.

Генератор имеет два торцовых статора 1 и 2, обмотки которых могут быть выполнены на разные напр жени  и число фаз, и две кольцевые катушки 3 и 4 обмотки возбуждени , которые устанавливаютс  внутри статоров 1 и 2 на неподвижных боковых магнитопроводах 5 и 6, магнитно-разомкнутых по наружной поверхности генератора (корпус 7 немагнитный). Ротор 8 установлен на внутреннем осевом магнитопроводе 9, размещенном в свою очередь на валу 10 и состоит из чередующихс  брусков магнитов 11 и магнитом гких полюсов 12. Крепление деталей ротора осуществл етс  немагнитной рубашкой 13 и бандажам 14. Магниты 11 намагничены аксиально в одном направлении, .и, если дл  статора 1 они  вл ютс 

северными полюсами, то дл  статора| 2 - южными.

Когда катушки 3 и 4 обесточены, то потоки магнитов 11, проход  через свои рабочие воздушные зазоры и зубцы статоров 1 и 2, далее разветвл ютс  по двум пут м: по зубцам и полюсам 12 и по магнитопроводам 5, 9 и 6. Поскольку значительна  часть потока магнитов 11 ответвл етс  в осевой магнитопровод 9, распределение индукции воздушного зазора В (фиг. 2) несимметрично (потоки магнитов 11 больше потоков полюсов 12), Величина начальной ЭДС е пропорциональна амплитуде Вр первой гармоники BQ . Когда включаютс  обмотки 3 и 4, их суммарна  намагничивающа  сила действует на параллельно включенные цепи магнитов 11 и полюсов 12. Вследствие значительно большей проводимости магнитом гких полюсов 12 их поток интенсивно увеличиваетс , а поток магнитов 11 остаетс  практически неизменным . Например, при некоторой н.с. обмотки возбуждени  f распределение индукции воздушного Зазора B примет вид, показанный на фиг.. 2 пунктиром. Увеличение первой гармоники B веде к соответствующему увеличению ЭДС ег чем и обеспечиваетс  регулирование напр жени .

При некотором значении н.с. обмотки возбуждени  ц потоки магнитов 11 и полюсов 12 станов тс  одинаковыми и ,в рабочем воздушном зазоре образуетс  распределение магнитного потока характерное дл  нормальных переменнополюсных машин и обеспечивающее оптимальное использование магнитного потока (при отсутствии посто нной составл ющей). В этом режиме,очевидно , поток боковых 5, 6 и осевого 9 агнитопроводов равен нулю. Следовательно , по закону полного тока дл  контура abed падение н.с. происходит только на участке аЬс, куда вход т ва рабочих воздушных зазора. Аналогичное распределение магнитного потока имеет место и в известном генераторе 2, однако там средн   длина витка обмотки возбуждени  в 2-2,5 раза больше. Если сечени  обмоток возбуждени  прин ть одинаковыми, то в Пред,лагаемог1 генераторе масса катуек , обмотки возбуждени  уменьшитс  в 2-2,5 раза и в такой же пропорции снизитс  потребл ема  мощность.

Кроме того, дл  получени  двух различных частот на роторе генератора (фиг. 3) по нейтральному сечению полюсной систе1 1Ы устанавливаютс  магнитом гкие кольца 15. При этом лева  часть полюсной системы содержит Р магнитов 16 и столько же чередующихс  с ними посто нных магнитов (на чертеже не показаны), а права  часть Р2. магнитом гких полюсов 17 и столько же чередующихс  с ними посто нных магнитов (на чертеже не показаны). Все магниты намагничены аксиально в одном направлении, и, если на правой части полюсной системы все магниты северные, то на левой - южные. Соответственно обмотка левого статора выполнена 2р -полюсной, а правого - 2р2 -полюсной.

Поэтому при вращенииротора со скоростью п об/мин в обмотке левого статора наводитс  ЭДС с частотой

f - ±s

а в обмотке правого стато -f 60

2 1Гpa - ЭДС с частотой

Дл  обеспечени  раздельного регулировани  напр жени  каждого статора (фиг. 4) полюсна  система по нейтральному сечению разделена магнитом гким диском 18, установленным (или выполненным , как одна деталь) на осевом магнитопроводе 19. Лева  часть полюсной системы содержит магниты 20 и чередук циес  с ними магнитом гкие (на чертеже не показаны), а права  часть - магнитом гкие полюса 21. В номинальном режиме и при пропорциональных возмущени х(колебани  частоты вращени  изменени  окружающей температуры и др.) потоки левой и правой частей полюсной системы практически одинаковы. В этом случае радиальный поток в диске 18 отсутствует. При . непропорциональных возмущени х дл  поддержани  стабильных напр жений статоров потоки левой и правой частей полюсной системы должны быть различными . Соответственно различными будут потоки осевого магнитопррвода 19 с левой и правой сторон, а их разность будет замыкатьс  в радиальном направлении по диску 18. Одной из наиболее эффективных областей применени  предлагаемого генератора  вл ютс  источники питани  с двум  выходными каналс1ми, отличаю- щимис  в общем случае родом тока и характером нагрузки, величиной и формой напр жени , числом фаз и частотой гформула изобретени  Бесконтактный синхронный торцовый генератор, содержащий корпус, два обмотанных торцовых статора, установленных в неподвижных боковых магнитопроводах , две кольцевые катушки оь мотки возбуждени  и ротор на валу, полюсна  система которого состоит из брусков аксиально намагниченных в одном направлении посто нных магнитов и чередун цихс  с нуми магнитом гких полюсов, отличающий с   тем, что, с целью уменьшени  мас сы обмотки возбуждени  и потребл емой мощности, на валу генератора установлен дополнительный ыагнитопровод , на котором закреплен ротор, ка-; тушки возбуждени  установлены на боковых магнихопроводах прд торцовыми статорами, а корпус генератора выполнен немагнитным. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе , 1. Авторское свидетельство СССР 265250, кл. Н 02 К 21/08, 1962. .2, Паластин Л.М. Электрические машины автономных источников питаний. М., Энерги 

20

(риг.З

1раг. 4

Claims (1)

1. Бесконтактный синхронный торцовый Ю генератор, содержащий корпус, два обмотанных торцовых статора, установленных в неподвижных боковых магнитопроводах, две кольцевые катушки обмотки возбуждения и ротор на валу, 15 полюсная система которого состоит из брусков аксиально намагниченных в одном направлении постоянных магнитов и чередующихся с ними магнитомягких полюсов, отличающий с я тем, что, с целью уменьшения массы обмотки возбуждения и потребляемой мощности, на валу генератора установлен дополнительный магнитопровод, на котором закреплен ротор, катушки возбуждения установлены на боковых магнитопроводах под торцовыми статорами, а корпус генератора выполнен немагнитным.