Синхронная электрическая машина Советский патент 1957 года по МПК H02K21/02 H02K21/14 

Синхронные генераторы с возбуждением от постоянных магнитов не допускают регулирования напряжения обычными способами. Поэтому для регулирования выходного напряжения таких генераторов необходимо использовать специальные мероприятия. К числу известных мероприятий относятся: выполнение синхронных машин с низкой синхронной реактивностью, применение емкостной компенсации и пр.

Для синхронных генераторов малой мощности с частотой выходного напряжения 400-500 герц получил широкое применение способ регулирования выходного напряжения путем изменения величины магнитного потока машины с помошью магнитного шунта, подмагничиваемого обмоткой постоянного тока.

Для уменьшения веса и габаритов подобных машин предлагается выполнять магнитный шунт в виде сплошного кольца, укрепленного на торце магнита и подмагничиваемого торцовым врашающимся электромагнитом.

На фиг. 1 и 2 изображен продольный разрез предлагаемой машины в двух вариантах.

Регулирование напряжения в машине осуществляется благодаря изменению магнитного потока в воздушном зазоре, которое достигается путем изменения величины потоков рассеивания вращающегося магнита 1. Для этого на торцовую поверхность магнита / накладывается магнитный шунт 2. выполненный в виде сплошного кольца из магнитной стали. Подмагничивание шунта 2 производится торцовым вращающимся электромагнитом, имеющим магнитопровод 3 в виде кольца корытообразного сечения и кольцевую обмотку 4, уложенную в полость магнитопровода 5 и создающую униполярное подмагничивающее поле.

Это поле, насыщая магнитный шунт 2, изменяет магнитное сопротивление путей торцовых потоков рассеивания, что приводит к изменению величины потока в зазоре генератора. Система колец 2 и 5 прикрепляется к магниту / с помощью немагнитной втулки с гайкой, образуя одну вращающуюся систему индзктора. Ток в подмагничивающую обмотку подводится в этом случае с помощью двух небольших контактных колец.

В тех случаях, когда применение контактных колец в генераторе по какой-либо причине недопустимо, магнитопровод 3 с подмагничивающей обмоткой 4 прикрепляется к щиту 5 генератора и при вращении индуктора с магнитным шунтом 2 остается неподвижным (см. фиг. 2).

В последнем случае воздущный зазор между вращающимся шунтом 2 и неподвижным магнитопроводом 3 должен быть минима;1ьным.

Предлагаемая система регулирования напряжения генераторов с постоянными магнитами с помощью магнитных шунтов может быть применена также в генераторах обращенного типа (с внешними неподвижными полюсами), а также в мащинах постоянного тока (например для регулирования скорости двигателей) . В этих случаях в месте стыка между щунтом 2 и магнитопроводом 3 практически не должно быть воздушных зазоров.

Для увеличения глубины регулирования выходного напряжения можно разместить кольца 5 и 5 с обмоткой 4 на двух торцовых поверхностях индуктора.

Пред1мет изобретения

1.Синхронная электрическая машина с возбуждением от вращающегося постоянного магнита и с регулированием магнитного потока при помощи магнитного шунта, подмагничиваемого постоянным током, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения веса и габаритов машины, магнитный шунт выполнен в виде сплошного кольца, закрепленного на торце магнита и подмагничиваемого торцовым вращающимся электромагнитом, имеющим магнитопровод в виде кольца корытообразного сечения и кольцевую подмагничивающую обмотку, уложенную в полость этого магнитопровода.

2.Видоизменение машины по п. 1, отличающееся те.м, что, с целью исключения скользящих контактов из цепи подмагничивающей обмотки, торцовый электромагнит выполнен неподвижным.

3.Применение магнитного щунта и подмагничивающего электромагнита по пп. 2 и 1 в электродвигателях постоянного тока и в синхронных машинах обращенного типа (с неподвижным постоянным магнитом и с вращающимся якорем).

Фиг. 1

Фиг. 2