БЕСКОНТАКТНЫЙ МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР Российский патент 1995 года по МПК H02K21/14 

Изобретение относится к электротехнике и может быть реализовано в синхронных машинах с когтеобразным ротором и возбуждением от постоянных магнитов.

Известны синхронные генераторы с когтеобразным ротором и возбуждением от постоянных магнитов. Так, например, известны синхронные генераторы с одинарными и двойными когтеобразными магнитопроводами ротора и возбуждением от постоянных магнитов.

Недостатком известных конструкций синхронных машин является значительный разброс магнитных потоков полюсов машин из-за технологического разброса параметров постоянных магнитов и допусков на их размеры, а также из-за технологического разброса при изготовлении самих машин и трудность, а при использовании высококоэрцитивных магнитов невозможность стабилизации магнитного потока методом размагничивания.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является генератор, содержащий шихтованный сердечник статора с размещенной в пазах обмоткой и ротор, имеющий магнитопроводы с когтеобразными полюсами и расположенными между ними постоянными магнитами.

Недостатком этого генератора является зависимость магнитного потока полюсов и как следствие ЭДС генератора от разброса магнитных свойств магнитов и технологических допусков на линейные размеры магнитов и невозможность регулирования магнитного потока полюсов генератора при использовании высококоэрцитивных магнитов методом размагничивания магнитов.

Целью изобретения является улучшение выходных параметров бесконтактных магнитоэлектрических генераторов с когтеобразным ротором и повышение технологичности машины при изготовлении.

Поставленная цель достигается тем, что в бесконтактном магнитоэлектрическом генераторе, содержащем шихтованный сердечник статора с размещенной в пазах обмоткой, ротор, имеющий магнитопроводы с когтеобразными полюсами и постоянными магнитами, по торцам ротора установлены магнитопроводы регулирования, имеющие полюсные выступы, причем оси полюсных выступов магнитопроводов регулирования смещены относительно осей магнитопроводов ротора на угол до α .

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемый бесконтактный магнитоэлектрический генератор отличается тем, что на наружных торцевых поверхностях магнитопроводов ротора установлены магнитопроводы регулирования, имеющие полюсные выступы, причем оси полюсных выступов магнитопроводов регулирования смещены относительно осей магнитопроводов ротора на угол до α
Таким образом, бесконтактный магнитоэлектрический генератор соответствует критерию "новизна".

Сравнение предлагаемого решения с другими техническими решениями в данной области техники позволяет выявить в них признаки, отличающие предлагаемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

На фиг.1 изображена магнитная система магнитоэлектрического генератора с когтеобразным ротором и возбуждением от постоянных магнитов; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1.

Предлагаемый магнитоэлектрический генератор содержит шихтованный сердечник статора 1 с уложенной в пазы одно- или многофазной обмоткой 2, когтеобразный ротор, имеющий на валу 3 один или несколько комплектов магнитопроводов с когтеобразными полюсами 4 и 5 с расположенными между ними постоянными магнитами 6, имеющими форму кольца, и магнитопроводы 7 системы регулирования, примыкающие к наружным торцевым магнитопроводам 4 ротора и имеющие возможность поворота их при регулировочных операциях вокруг оси ротора относительно магнитопроводов 4 на любой угол в пределах полюсного деления ротора.

Создаваемый постоянными магнитами 6 магнитный поток Φ_м состоит из двух частей: одна часть подводится магнитопроводами 5 и 4 к воздушному зазору и является рабочим потоком полюса Φ, другая часть потока, замыкаясь помимо воздушного зазора, образует поток рассеяния Φ_σ, который в свою очередь состоит из двух частей: первая Φ_σ1 это поток рассеяния между внутренними поверхностями когтеобразных полюсов магнитопроводов 4, 5, вторая часть Φ_σ2 это поток рассеяния с внутренней и торцевой поверхностей полюса магнитопровода 5 на полюсные наконечники магнитопровода 7 системы регулирования.

В зависимости от углового положения магнитопровода 7 относительно магнитопровода 4 поток рассеяния может изменяться от минимального значения при соосности полюсов магнитопроводов 7 и 4 до максимального значения при соосности полюсов магнитопроводов 7 и 5. Промежуточные положения магнитопровода 7 относительно его крайних положений обеспечивают возможность необходимого изменения потока рассеяния.

Так как в заданном режиме работы машины, например в режиме номинальной нагрузки, рабочий поток машины (поток полюса) равен
Φ=Φ_м-Φ_σ1-Φ_σ2, и должен быть определенной величины, то при разбросе потоков Φ_м и Φ_σ1 изменение потока рассеяния Φ_σ2 за счет регулировки положения магнитопровода 7 относительно магнитопровода 4, приводит к соответствующему изменению рабочего потока Φ, благодаря чему обеспечивается возможность получения требуемого напряжения генератора.

Предлагаемый генератор по сравнению с прототипом обеспечивает следующие преимущества:
возможность обеспечения выходного напряжения независимо от технологических разбросов постоянных магнитов по геометрическим размерам и магнитным параметрам и технологических разбросов деталей магнитной системы генератора;
возможность регулирования выходного напряжения генератора;
снижение трудоемкости изготовления генераторов за счет расширения поля допусков узлов и деталей магнитной системы генератора.

Использование: электротехника, синхронные машины. Сущность изобретения: бесконтактный магнитоэлектрический генератор содержит статор 1 с обмоткой 2, ротор и вал 3. На валу 3 расположены магнитопроводы с когтеобразными полюсами 4,5 и постоянные магниты 6. Дополнительные магнитопроводы 7 находятся на наружных торцевых поверхностях магнитопровода 4 и имеют выступ. Оси полюсных выступов смещены на угол α=360^°/2p относительно осей магнитопроводов ротора. 2 ил.

БЕСКОНТАКТНЫЙ МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР, содержащий сердечник статора с размещенной в пазах обмоткой, ротор, имеющий магнитопроводы с когтеобразными полюсами и постоянными магнитами, отличающийся тем, что на наружных торцевых поверхностях магнитопровода ротора установлены дополнительные магнитопроводы, имеющие полюсные выступы, причем оси полюсных выступов дополнительных магнитопроводов смещены относительно осей магнитопроводов ротора на угол до 360^o/2p.