СИНХРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР Российский патент 2010 года по МПК H02K21/16 H02K1/27 

Изобретение связано с использованием синхронных машин специальной конструкции НО2К 21/27.

Наиболее близким решением к заявленному изобретению является патент на «компенсированный двухфазный генератор повышенной эффективности» RU 2317628 от 31.03.2006 г. (автор Бихман Р.И.), который следует принять за прототип.

Отличием заявленного изобретения от прототипа является конструкция ротора генератора, заключающаяся в установке на втулке ротора (6) с обеих сторон полюсов возбуждения экранов из ферромагнитного материала (5), в которой выполнены пазы специальной конфигурации (8).

Технический результат, на достижение которого направлено настоящее изобретение, состоит в создании синхронных генераторов с максимальной эффективностью (Э), т.е. отношением полезной электрической мощности, генерируемой в генераторе (Р_{эл.полез}), к механической мощности, потребляемой генератором (Р_{мех.потр}).

Заявленный синхронный генератор состоит из статора из шихтованной тонколистовой электротехнической стали, включающего спинки статора (1), явно выраженные полюса статора (2) и обмотки статора (3), наматываемые вокруг полюсов статора, и ротора, включающего полюса возбуждения (4), в количестве кратном двум, экраны с обеих сторон полюсов возбуждения из ферромагнитного материала (5) и втулку ротора (6), изготавливаемую из ферромагнитного материала с пазами специальной конфигурации под каждым полюсом возбуждения.

Указанная конструкция ротора обеспечивает минимальный тормозной момент генератора за счет прохождения полного потока возбуждения (F_воз) через полюса ротора, а также прохождение потока обмотки статора (F_стат) по экранам полюсов ротора и втулке ротора с максимально возможным удалением F_стат во втулке ротора от полюсов возбуждения.

На фиг.1 приведено схематическое изображение поперечного сечения предлагаемой конструкции для двухфазного синхронного генератора с числом пар полюсов Р=3.

На полюсах статора указана принадлежность расположенных на них обмоток к фазам 1 и 2.

На фиг.2а, 2b и 2с показаны пути основных магнитных потоков возбуждения F_воз (сплошными линиями) и потоков обмоток статора F_стат (пунктирными линиями) на линейных развертках фрагментов ротора и статора для основных положений ротора относительно статора для двухфазного генератора.

На фиг.2а показано среднее положение ротора при F_воз и F_стат, не равных нулю.

На фиг.2b показано положение ротора при отсутствии продольной составляющей F_воз в полюсах статора и максимальном потоке F_стат.

На фиг.2с показано положение ротора при максимальном F_воз в полюсах статора и отсутствии F_стат.

На фиг.1 приняты следующие обозначения:

1 - спинка статора; 2 - полюса статора; 3 - обмотки статора; 4 - полюса возбуждения; 5 - ферромагнитные экраны; 6 - втулка ротора; 7 - вал генератора; 8 - пазы во втулке ротора под полюсами возбуждения.

Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей конструктивного выполнения синхронных электрических машин, в частности - синхронных генераторов. Предлагаемый синхронный генератор содержит магнитопровод статора из шихтованной электротехнической стали с явно выраженными полюсами, на которых размещены обмотки статора, и ротор, включающий втулку ротора из ферромагнитного материала, на которой размещены полюса возбуждения. При этом, согласно изобретению, с обеих боковых сторон каждого полюса размещены экраны из ферромагнитного материала, а указанная втулка ротора выполнена с радиальными пазами под каждым полюсом возбуждения для обеспечения прохождения полного потока возбуждения через полюса ротора, а также прохождения потока обмотки статора по указанным экранам и втулке ротора с максимально возможным удалением потока статора во втулке ротора от полюсов возбуждения. Технический результат, на достижение которого направлено данное изобретение, состоит в повышении эффективности синхронных генераторов, определяемой как отношение полезной механической мощности, вырабатываемой генератором, к механической мощности, потребляемой генератором. 4 ил.

Синхронный генератор, содержащий магнитопровод статора из шихтованной электротехнической стали с явно выраженными полюсами, на которых размещены обмотки статора, и ротор, включающий втулку ротора из ферромагнитного материала, на которой размещены полюса возбуждения, отличающийся тем, что с обеих боковых сторон каждого полюса размещены экраны из ферромагнитного материала, а указанная втулка ротора выполнена с радиальными пазами под каждым полюсом возбуждения для обеспечения прохождения полного потока возбуждения через полюса ротора, а также прохождения потока обмотки статора по указанным экранам и втулке ротора с максимально возможным удалением потока статора во втулке ротора от полюсов возбуждения.