СИНХРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР Российский патент 2013 года по МПК H02K19/16 H02K19/20 H02K1/32 H02K9/04 

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к синхронным генераторам индукторного типа, применяемым, например, в автотракторном электрооборудовании.

Известен синхронный генератор, содержащий вал, крышки с подшипниками. На валу установлен ротор в виде звездочки, имеющий магнитный контакт со статором, кроме этого на одной из крышек (одностороннее возбуждение) установлена катушка с обмоткой с магнитопроводом, находящимся в магнитной связи со вторым магнитопроводом, установленным на роторе и имеющим магнитный контакт со звездочкой. Аналогичная катушка может быть установлена и на второй крышке (двухстороннее возбуждение). Конструктивные разновидности данного генератора описаны в [1].

Недостатками данного синхронного генератора являются большие массы и габариты, а также то, что лобовые части обмотки статора, лежащие за статором по ходу охлаждающего воздуха, охлаждаются уже нагретыми от лобовых частей воздухом, лежащих перед статором.

Наиболее близким к заявленному изобретению по технической сущности и достигаемым результатам является бесконтактный синхронный генератор [2], содержащий переднюю и заднюю крышку с отверстиями, статор в виде пакета с рабочей обмоткой, ротор с источником возбуждения и когтеобразными наконечниками, встроенные в выпрямитель, полый вал ротора с радиальными отверстиями.

Недостатком данного устройства является большая турбулентность, возбуждаемая клювообразными наконечниками ротора, что приводит к снижению интенсивности теплообмена, нарушение синхронности в обдуве статора, что в конечном итоге приводит к потерям на вентиляцию.

Изобретение направлено на улучшение эксплуатационных характеристик за счет снижения потребляемой мощности, расходуемой на вентиляцию и улучшение теплофизических характеристик.

Это достигается тем, что в синхронном генераторе, содержащем статор, переднюю и заднюю крышки, ротор с клювообразными полюсными наконечниками и катушкой возбуждения, согласно изобретению ротор дополнительно снабжен звездочкообразной немагнитной перемычкой, установленной на середине катушки в плоскости ее вращения, а зубцы перемычки расположены между клювообразными наконечниками.

На фиг.1 изображен общий вид синхронного генератора в разрезе, на фиг.2 изображена предлагаемая звездочкообразная немагнитная перемычка в плане.

Данный синхронный генератор содержит подшипник 1 со стороны выпрямителя, щеткодержатель 2, статор 3, подшипник 4 со стороны привода, шкив 5, вентиляторы 6, переднюю крышку 7, клювообразные наконечники ротора 8, заднюю крышку 9, выпрямитель 10, звездочкообразную перемычку 11. Перемычка 11 содержит зубцы 12, надета на катушку 13 с сердечником 14 (втулкой), который, в свою очередь, надет на шлицы вала 15. Как видно из фиг.1 немагнитная перемычка установлена посередине катушки 13 в осевом ее направлении, имеет центральное отверстие, в которое помещена катушка, при этом зубцы 12 перемычки расположены между клювообразными наконечниками 8.

Устройство работает следующим образом. При вращении шкива 5 и включенной катушке 13 магнитное поле клювообразных наконечников 8 пересекают зубцы статора, наводя в рабочей обмотке ток, который далее через выпрямитель подается на нагрузку. Охлаждение генератора осуществляется штатными вентиляторами 6, охлаждают лобовые части рабочей обмотки. Параллельно с ними работают и полюсные наконечники, выступающие в роли лопаток.

Звездочкообразная немагнитная перемычка препятствует перетеканию турбулентных потоков воздуха вызванных неидентичностью правых и левых полюсных наконечников ротора, способствует созданию аэродинамического сопротивления для этих турбулентных потоков, которые могут прорываться лишь относительно малый зазор между перемычкой и статором. Тем самым полезное действие полюсных наконечников выступающих в качестве лопаток усиливается и складывается с действием вентиляторов.

Использование данной конструкции позволяет:

- эффективным образом использовать вентиляционное действие полюсных наконечников, при этом каждый из комплектов наконечников охлаждает соответствующую лобовую часть статора;

- в результате применения отдельных вентиляторов может быть исключено или, во всяком случае, может быть уменьшено число лопаток и уменьшена ширина лопаток;

Источники информации

1. Патент РФ №2231199 - Бесконтактный синхронный генератор / А.М. Литвиненко, заявка №2003109938, опубл. 07.04.2003, бюл. №17, МПК 7 H02K 19/06.

2. Патент РФ №2335079 - Синхронный генератор / А.М.Литвиненко, И.Н. Мозговой, заявка №2007136433/09 опубл. 27.09.2008, бюл. №27, МПК H02K 19/36.

Изобретение относится к области электротехники и касается электрических машин, в частности - синхронных генераторов индукторного типа, применяемых, например, в автотракторном электрооборудовании. Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, состоящего в улучшении эксплуатационных характеристик за счет снижения потребляемой мощности, расходуемой на вентиляцию и улучшение теплофизических характеристик. Указанный технический результат достигается тем, что в синхронном генераторе, содержащем статор, переднюю и заднюю крышки, ротор с клювообразными полюсными наконечниками и катушкой возбуждения, согласно данному изобретению ротор дополнительно снабжен звездочкообразной немагнитной перемычкой с центральным отверстием, причем последняя установлена на середине катушки в плоскости ее вращения, а зубцы перемычки расположены между клювообразными наконечниками. Использование данной конструкции позволяет эффективным образом использовать вентиляционное действие полюсных наконечников, при этом каждый из комплектов наконечников охлаждает соответствующую лобовую часть статора. При этом, в случае применения отдельных вентиляторов, может быть исключено или, во всяком случае, уменьшено число лопаток их лопаток и уменьшена ширина лопаток. Данные эффекты достигаются применением простой в технологическом отношении детали звездочкообразной немагнитной перемычки, которая может быть изготовлена, например, путем литья из пластмассы. 2 ил.

Синхронный генератор, содержащий статор, переднюю и заднюю крышки, ротор с клювообразными полюсными наконечниками и катушкой возбуждения, отличающийся тем, что ротор дополнительно снабжен звездочкообразной немагнитной перемычкой, установленной на середине катушки в плоскости ее вращения, а зубцы перемычки расположены между клювообразными наконечниками.