БЕСКОНТАКТНЫЙ СИНХРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР Российский патент 2004 года по МПК H02K19/06 

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к бесконтактным синхронным генераторам со встроенным выпрямителем, преимущественно для автотракторной техники.

Известна бесконтактная синхронная электрическая машина, содержащая статор с рабочей обмоткой, размещенный внутри него когтеобразный ротор, магнитопроводящие щиты, внешнезамкнутый магнитопровод и обмотку возбуждения в виде катушки, причем с целью упрощения конструкции и повышения удельной мощности магнитопроводящие щиты снабжены выступами, между которыми с прилеганием к ним установлен внешнезамкнутый магнитопровод, выполненный в виде стержня, а катушка обмотки возбуждения размещена на указанном стержне [1].

Недостатком данной машины является большие масса и габариты, вызванные наличием внешнезамкнутого магнитопровода с обмоткой и постоянным магнитом с намагничиванием вдоль оси стержня.

Наиболее близким изобретением по технической сущности и достигаемым результатам является бесконтактный синхронный генератор, содержащий статор в виде пакетов с рабочей обмоткой, ротор с системой полюсов, встроенный выпрямитель, неподвижные последовательную и параллельную обмотки возбуждения, причем с целью упрощения конструкции, повышения использования объема и упрощения технологии сборки машины последовательная обмотка возбуждения выполнена витой на ребро из стальной изолированной ленты, концы которой закреплены в изоляционных втулках между пакетами статора [2].

Недостатком данного устройства является большой уровень потребляемой мощности, сложность конструкции, большие масса и габариты, что в совокупности снижает эксплуатационные характеристики устройства.

Технический результат, заключающийся в повышении эксплуатационных характеристик за счет снижения потребляемой мощности, уменьшения массы, улучшения теплофизических характеристик, обеспечивается за счет того, что в бесконтактном синхронном генераторе, содержащем переднюю и заднюю крышки, статор в виде пакета с рабочей обмоткой, ротор с системой когтеобразных полюсов, встроенный выпрямитель, обмотку возбуждения ротора, установленную на валу и имеющую вывод к контактным кольцам, согласно изобретению вал выполнен полым с радиальными отверстиями, при этом один его конец снабжен заглушкой, а второй - соединен с входным отверстием системы охлаждения, кроме того, в зоне изгиба когтеобразных полюсов выполнены прорези, а в передней и задней крышках выполнены радиальные отверстия.

На чертеже изображен бесконтактный синхронный генератор, в верхней части чертежа в разрезе.

Бесконтактный синхронный генератор содержит входной патрубок 1, приводной шкив 2, переднюю крышку 3, статор 4 с обмоткой, стяжные винты 5, заднюю крышку 6, на которой установлен корпус выпрямителей 7. Полый вал 9 снабжен заглушкой 8, а также изоляционной втулкой 10, на которой установлены контактные кольца, контактирующие со щетками, в полом валу 9 выполнены радиальные отверстия 11, в крышках 3 и 6 выполнены радиальные отверстия 12, когтеобразные полюсы в зоне изгиба снабжены прорезями 13. Вал вращается в подшипниках 14, приводной шкив 2 закреплен на валу 9 с помощью шпонки и гайки 15, вал имеет центральное входное отверстие 16 системы охлаждения.

Устройство работает следующим образом. Входной поток воздуха через патрубок 1 попадает в центральное отверстие 16 и далее по отверстиям 11 под действием центробежного эффекта, вызванного наличием прорезей 13, которые играют роль лопастей, выбрасывается через отверстия 12 в крышках 3 и 6 в окружающую среду. При этом обе стороны лобовых частей статора охлаждаются свежим воздухом, а не нагретым, как в генераторах традиционного типа.

В частности, в генераторе [2] и в им подобных, снабженных центробежным вентилятором, который установлен рядом со шкивом, а крышки генератора снабжены прорезями в торцах, вентилятор создает разрежение у передней крышки, под действием этого холодный воздух поступает через отверстия в торце задней крышки, омывает задние лобовые части обмотки, далее, уже несколько нагретый, проходит через зону полюсных наконечников и воздушного зазора и далее омывает передние лобовые части обмотки и под действием центробежного эффекта выбрасывается в окружающую среду. В заявленном бесконтактном синхронном генераторе холодный воздух попадает сразу в полость вала и через два ряда радиальных отверстий 11 попадает сразу в холодном виде к передним и задним лобовым частям под действием центробежного эффекта, обусловленного прорезями 13 и радиальными частями наконечника, и далее выбрасывается через радиальные отверстия 12 в передней и задней крышках.

Использование данной конструкции позволяет отказаться от отдельного вентилятора, что снижает потребляемую мощность, и использовать в его качестве прорези наконечников ротора, что улучшает массогабаритные показатели, а также снижает нагрев, что увеличивает срок службы, то есть улучшает эксплуатационные характеристики.

Источники информации

1. А.с. СССР № 1162008 - Бесконтактная синхронная электрическая машина/А.В. Фрибус, заявка № 3685136/24, опубл. 15.06.85. БИ № 22, МПК Н 02 К 19/06.

2. А.с. СССР № 767907 - Бесконтактный синхронный генератор/М.И. Ильинский и Ю.А. Купеев, заявка № 2706453/24, опубл. 30.09.80. БИ № 36, МПК Н 02 К 19/06.

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к бесконтактным синхронным генераторам со встроенным выпрямителем, преимущественно для автотракторной техники. Технический результат, заключающийся в повышении эксплуатационных характеристик за счет снижения потребляемой мощности, уменьшения массы, улучшения теплофизических характеристик, обеспечивается за счет того, что в бесконтактный синхронный генератор, содержащий переднюю и заднюю крышки, статор в виде пакета с рабочей обмоткой, ротор с системой когтеобразных полюсов, встроенный выпрямитель, обмотку возбуждения ротора, установленную на валу и имеющую вывод к контактным кольцам, согласно изобретению вал выполнен полым с радиальными отверстиями, при этом один его конец снабжен заглушкой, а второй - соединен с входным отверстием системы охлаждения, кроме того, в зоне изгиба когтеобразных полюсов выполнены прорези, а в передней и задней крышках выполнены радиальные отверстия. 1 ил.

Бесконтактный синхронный генератор, содержащий переднюю и заднюю крышки, статор в виде пакета с рабочей обмоткой, ротор с системой когтеобразных полюсов, встроенный выпрямитель, обмотку возбуждения ротора, установленную на валу и имеющую вывод к контактным кольцам, отличающийся тем, что вал выполнен полым с радиальными отверстиями, при этом один его конец снабжен заглушкой, а второй соединен с входным отверстием системы охлаждения, кроме того, в зоне изгиба когтеобразных полюсов выполнены прорези, а в передней и задней крышках выполнены радиальные отверстия.