Регулируемая синхронная электрическая машина Советский патент 1984 года по МПК H02K19/36 

00 СП

со 110 Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим ма шинам, и может быть использовано в генераторах, предназначенных для работы в системах электроснабжения со стальным напряжением сети, в электро двигателях для регулирования частоты вращения. Известны регулируемые синхронные электрические машины, работающие, например, в режиме генераторов, в ко торых стабилизация напряжения осуществляется подмагничиванием спинки статора, и снабженные тороидальной обмоткой подмагничивания, одна сторона которой укладывается на дно пазов якоря, а другая - на наружной .его поверхности. При пропускании постоянного тока любого направления по обмотке происходит уменьшение ЭДС чем и достигается управление выходным напряжением генератора 1 и 2 3. Недостаток данных машин - увеличенный вес активных частей, что связано с размещением обмотки подмагничивания на внешнем диаметре (спинке статора и в одних пазах с рабочей (Обмоткой), и высокая трудоемкость обмоточных работ. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является синх ронная электрическая машина, содержащая магнитоэлектрический индуктор, шунт, подмагничивающую обмотку. Которая размещается между полюсами ротора вокруг шунта, благодаря чему шунт ста новится управляемым. Наличие подмагничивающей обмотки позволяет осуществить регулирование напряжения генератора. Напряжение и величина потока в шунте зависят от величины намагничивающей силы обмотки подмагничивания. Изменяя по величине ток в подмагни чивающей обмотке, можно изменять величину результирующего потока в рабочем воздушном зазоре и якоре и регулировать напряжение генератора СЗ. Недостатками данного устройства являются увеличенные габариты и масса в связи с.размещением обмотки подмагничивания на периферии ротора, а также наличие контактного щеточного узла что снижает надежность устройства в целом. Цель изобретения - уменьшение массогабаритных показателей и повьш1ение надежности. 9 Поставленная цель достигается тем, что синхронная электрическая машина, содержащая якорь с обмоткой, индуктор с постоянными магнитами, установленный на валу,шунт и обмотку подмагничивания, снабжена сердечником и неподвижной осью, на которой размещен сердечник,установленными внутри вала, выполненного полым и составным, между частями вала закреплен индуктор, магниты которого намагничены тангенциально, а шунт выполнен в виде полого цилиндра, закрепленного на наружной поверхности сердечника, на котором размещена обмотка подмагничивания. На фиг.1 представлена предлагаемая машина, поперечный разрез; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1. В расточке якоря 1 электрической машины размещен индуктор, состоящий из намагниченных тангенциально магнитов 2 и магнитомягких секторов 3, расположенных постоянными магнитами, выполняющих роль полюсных наконечников. Неподвижный полый цилиндр 4, являющийся подмагничиваемым шунтом, и сердечник 5 с обмоткой подмагничивания 6 расположены внутри индуктора, отделены от него воздушным зазором сГ-щ и центрированы на неподвижной оси 7 внутри составного вала 8,например, с помощью подшипников 9.Сердечник 5 может быть установлен на оси, например, с помощью ступицы 10. Устройство работает следующим образом. При изменении тока подмагничивания меняется величина рабочего магнитного потока Фр, равная разнице между потоком постоянных магнитов и потоком рассеяния индуктора: Поток рассеяния индуктора ф, склаывается из потоков торцового ра.ссеяния (не показан) и с внутренней поверхности индуктора (фиг.1). Наичие подмагничиваемого шунта из агнитомягкой стали, отделенного от индуктора малым воздушным зазором с , величивает поток рассеяния с внутренней поверхности индуктора. При пропускании тока через обмотку подмагничивания 6 возникает поток подмагничивания Фподлл который,проходя через сердечник 5 и цилиндр унта 4, насыщает последний и вытес310953

няет из него поток 1 рассеяния магнитов 2.

Снижение потока рассеяния индуктора приводит к увеличению рабочего потока Фр.5

Изменяя величину тока подмагничивания, можно регулировать общий магнитный поток Фр , что необходимо для стабилизации напряжения в генераторах при изменении нагрузки или для регу- jo лирования частоты вращения в электродвигателях. При этом эффект регули94

рования достигается при меньшем объеме и массе машины, так как для шунта с .обмоткой подмагничивания использован внутренний объем активной части машины, остающийся обычно неиспользованным.

Предлагаемое устройство позволяет уменьшить габариты и массу регулируемой синхронной электрической машины и повысить надежность благодаря исключению из ее конструкции контактного щеточного узла.

РЕГУЛИРУЕМАЯ СИНХРОННАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА, содержащая якорь с обмоткой, индуктор с постоянными магнитами, установленный на валу, шунт и обмотку подмагничивания, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения массогабаритных показателей и повышения надежности, она снабжена сердечником и неподвижной осью, на которой размещен сердечник, установленными внутри вала, выполненного полым и составным, между частями вала закреплен индуктор, магниты которого намагничены тангенциально, а шунт выполнен в виде полого цилиндра, закрепленного на наружной поверхности i сердечника, на котором размещена обсл мотка подмагничивания.

i.

Фр

Фиг.Г