ВОЗБУДИТЕЛЬ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА Российский патент 2003 года по МПК H02K19/38 H02K19/16 

Изобретение относится к синхронным генераторам электроэнергии, конструктивно сопряженным с машиной возбуждения, и может быть использовано, например, на электростанциях.

Известен возбудитель синхронного генератора, представляющий собой вспомогательный синхронный генератор с неподвижными полюсами, расположенный на одном валу с основным синхронным генератором, включающий магнитопровод, обмотку возбуждения, обмотки якоря и диоды, расположенные на валу, выпрямляющие переменное напряжение, получаемое в обмотках якоря, в постоянное напряжение, необходимое для возбуждения синхронного генератора (Вольдек А.И. Электрические машины. Издание второе. -Л.: Энергия, 1974, с. 787-788).

Недостатком такого возбудителя является низкая надежность из-за использования выпрямителя на диодах специальной конструкции и якоря, состоящего из отдельных изолированных проводников. Если генератор является турбогенератором, то центробежные силы, воздействующие на диоды, значительны; следовательно, необходимо выполнение диодов с механически прочным n-p переходом и специальным корпусом, а также необходимо надежное крепление диодов на валу. Кроме того, температурный режим работы возбудителя лежит в пределах от -50 до +150^oС, следовательно, необходимо предусмотреть охлаждение диодов. Все эти меры понижают надежность возбуждения синхронного генератора и удорожают конструкцию возбудителя.

Цель изобретения - повышение надежности возбуждения синхронного генератора и упрощение конструкции якоря возбудителя синхронного генератора.

Указанная цель достигается тем, что из конструкции возбудителя исключают выпрямитель.

Сущность изобретения заключается в том, что якорь возбудителя выполнен в виде полого токопроводящего цилиндра с двумя вырезами, расположенными параллельно продольной оси и заполненными диэлектриком, якорь закреплен на торце вала синхронного генератора и электрически изолирован от него, один полюс магнитопровода расположен внутри цилиндра якоря, другой охватывает цилиндр якоря по внешней поверхности так, что между цилиндром и полюсами магнитопровода выполнены воздушные зазоры.

На чертеже изображена схема возбудителя синхронного генератора, состоящего из неподвижного магнитопровода 1 с обмоткой возбуждения 2, создающей магнитный поток возбуждения Ф_в, полого токопроводящего цилиндра 3 с двумя вырезами 4, расположенными параллельно продольной оси, токоведущей части 8, соединенной с основной частью цилиндра 3, токоведущей части 5, соединенной с частью цилиндра 3, расположенной между вырезами 4. Токоведущие части 5 и 8 закреплены на валу 6, общем для предлагаемого возбудителя синхронного генератора и ротора синхронного генератора, на котором расположена обмотка возбуждения синхронного генератора (последние на чертеже не показаны). Между валом 6 и цилиндром 3 расположен диэлектрик 9.

Предлагаемый возбудитель синхронного генератора работает следующим образом. К обмотке возбуждения 2 приложено постоянное напряжение от внешнего источника (на чертеже не изображен). По обмотке возбуждения 2 протекает ток возбуждения таким образом, что магнитный поток возбуждения Ф_в протекает между полюсом, расположенным внутри цилиндра 3, и полюсом, который охватывает цилиндр 3 по внешней поверхности. Магнитные линии потока возбуждения Ф_в проходят через воздушные зазоры 7 и цилиндр 3 в радиальном направлении от одного полюса к другому и замыкаются по магнитопроводу 1. Таким образом, между полюсами образуется однородное магнитное поле.

Вращение цилиндра 3 вместе с валом 6 при наличии магнитного поля приводит к тому, что в цилиндре 3 наводится электродвижущая сила, и между торцами цилиндра 3 возникает разность потенциалов. Вырезы 4 необходимы для снятия напряжения с торцов цилиндра 3. Если подключить к токоведущим частям 5 и 8 обмотку возбуждения синхронного генератора (на чертеже не изображена), то потечет ток по цепи: токоведущая часть 8 - токопроводящий цилиндр 3 - расположенная между вырезами 4 часть токопроводящего цилиндра 3 - токоведущая часть 5 - обмотка возбуждения синхронного генератора (на чертеже не изображена).

Регулирование тока возбуждения синхронного генератора осуществляют регулированием магнитного потока возбуждения Ф_в возбудителя.

Таким образом, предлагаемое устройство повышает надежность возбуждения синхронного генератора за счет исключения выпрямителя из конструкции возбудителя и упрощения конструкции якоря возбудителя. Усложнение магнитопровода незначительно, зато значительно упрощается и удешевляется производство якоря, и из конструкции исключаются сложные дорогие вращающиеся диоды. Предлагаемое устройство может также питать любой другой вращающийся потребитель постоянного тока.

Изобретение относится к области электротехники, а именно - к синхронным генераторам электроэнергии, конструктивно сопряженным с машиной возбуждения, и может быть использовано, например, на электростанциях. Технический результат от использования изобретения состоит в повышении надежности возбуждения синхронного генератора и упрощении конструкции якоря его возбудителя. Сущность изобретения заключается в следующем. Якорь возбудителя выполнен в виде полого токопроводящего цилиндра с двумя вырезами, расположенными параллельно продольной оси и заполненными диэлектриком, якорь закреплен на торце вала синхронного генератора и электрически изолирован от него. При этом один полюс магнитопровода расположен внутри цилиндра якоря, другой охватывает цилиндр якоря по внешней поверхности так, что между цилиндром и полюсами магнитопровода существуют воздушные зазоры. 1 ил.

Возбудитель синхронного генератора, включающий магнитопровод с обмоткой возбуждения постоянного тока, якорь, вал, отличающийся тем, что якорь выполнен в виде полого токопроводящего цилиндра с двумя вырезами, расположенными параллельно продольной оси и заполненными диэлектриком, якорь закреплен на торце вала синхронного генератора и электрически изолирован от него, один полюс магнитопровода расположен внутри цилиндра якоря, другой охватывает цилиндр якоря по внешней поверхности так, что между цилиндром и полюсами магнитопровода выполнены воздушные зазоры.