СИНХРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР Российский патент 2014 года по МПК H02K19/16 H02K1/06 

Изобретение относится к электротехнике. Известны генераторы синхронного типа, где ток вырабатывается при вращении магнитного поля ротора. У ротора бывает обычно два или четыре магнитных полюса. Статор и ротор - явнополюсные.

Для получения трехфазного тока обмотки таких генераторов сдвинуты друг от друга по окружности через 120°. Это не дает возможности увеличить количество полюсов генератора, работающих одновременно. Обмотки генераторов сделаны из меди, что уменьшает магнитную проводимость статора (патент №2170487 Россия).

Цель изобретения - повысить выходную мощность генератора, не меняя габаритов.

Указанная цель достигается тем, что одна обмотка статора охватывает все пары полюсов одного из секторов статора, благодаря чему все они одновременно участвуют в генерации. Появляется возможность увеличения количества полюсов и, как следствие, рост эдс из-за роста общей длины эдс-образующих участков обмотки и роста ΔФ/Δt, где ΔФ - изменение магнитного поля за Δt - время поворота ротора на угол Δφ (10° для модели на фиг.2). Для того чтобы при вращении многополюсного ротора с разнонаправленным магнитным потоком при прохождении полюсов мимо эдс-образующих отрезков обмотки статора ротор не подвергался размагничиванию, предлагается делать эти участки из эмалированных пластин железа. Эти пластины будут соединяться в контур одной обмотки. Для ликвидации вихревых токов концы пластин соседних эдс-образующих участков соединены между собой: ближняя с ближней, дальняя с дальней - т.е зеркально симметрично относительно полюса между ними (фиг.3). Для получения трехфазного тока необходима работа трех вышеописанных секций ротора, смещенных друг от друга на 1/3 периода чередования магнитных полюсов ротора. Обмотка может быть петлевой, как в описании, параллельной - любой, важно то, что при вращении ротора эдс будет наводиться сразу во всей обмотке каждой секции. Число секций (N) может быть любым. Ротор может быть из магнитотвердого материала, с обмоткой возбуждения.

На фиг.1 изображен продольный разрез генератора, где 1 - секции статора, 2 - три секции ротора, смещенные друг от друга на 1/3 угла между полюсами ротора с одинаковым направлением магнитного поля.

На фиг.2 - разрез поперек оси генератора, где 1 - статор, 2 - ротор, 3 - обмотка ротора(показаны без элементов фиксации), 21 - выходной вал. Кол. полюсов - 18, ход - 10 - поворот ротора, при котором магнитный поток через якорную обмотку падает до нуля.

На фиг.3 показано соединение между собой эдс-образующих участков обмотки 31, сделанных из железных пластин, проводами 32.

Изобретение относится к области электротехники. Предлагаемый синхронный генератор рассчитан на характеристики по мощности до 1.5 кВт/кг, повышенный К.П.Д до 95%, выходное напряжение 220/380 в и выходную частоту f = 700 Гц . Разделение генерирующих обмоток вдоль вала в каждой секции в предлагаемом генераторе дает возможность наращивать число полюсов у статора и ротора. Предлагаемый синхронный генератор содержит явнополюсный статор с якорной обмоткой и ротор с чередующимися по направлению магнитного поля полюсами. При этом, согласно первому варианту осуществления, генератор состоит из N-секций, расположенных вдоль вала, в каждой из которых есть свой участок ротора и статора с якорной обмоткой, каждая обмотка секции охватывает все полюса статора своей секции, ротор каждой секции смещен относительно соседнего на 1/N периода чередования магнитных полюсов ротора. Согласно второму варианту осуществления, в предлагаемом синхронном генераторе активные участки якорной обмотки, уложенные в пазах между полюсами сделаны из железных пластин, концы которых соединены отдельными проводами с концами пластин соседнего паза зеркально - симметрично относительно полюса между ними. Технический результат - повышение выходной мощности синхронного генератора при сохранении его габаритов. 2 н. п. ф - лы, 3 ил.

1. Синхронный генератор, содержащий явнополюсный статор с якорной обмоткой, ротор с чередующимися по направлению магнитного поля полюсами, отличающийся тем, что:
генератор состоит из N-секций, расположенных вдоль вала, в каждой из которых есть свой участок ротора и статора с якорной обмоткой, каждая обмотка секции охватывает все полюса статора своей секции, ротор каждой секции смещен относительно соседнего на 1/N периода чередования магнитных полюсов ротора.

2. Синхронный генератор N-фазного тока, содержащий явнополюсный статор с якорной обмоткой, ротор с чередующимися по направлению магнитного поля полюсами, отличающийся тем, что:
активные участки якорной обмотки, уложенные в пазах между полюсами сделаны из железных пластин, концы которых соединены отдельными проводами с концами пластин соседнего паза зеркально-симметрично относительно полюса между ними.