Ударный генератор Советский патент 1984 года по МПК H02K25/00 

г

13 Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам, и может быть использовано для создания сильных магнитных полей, запитки ламп и других импульс ных систем. Известен ударный генератор, содержащий явнополюсный статор с однофазной сосредоточенной обмоткой, размещенной на полюсах, и изолированным от нее и от магниТопровода статора экраном из электропроводного материала и ротор с однофазной обмоткой, снабженной средством коммутации накоротко р. Наличие экрана в данном устройстве .препятствует замыканию магнитного потока в процессе преобразования энергии с полюса статора на ярмо, однако при этом магнитное поле попадает в обмотку статора, вызьюая дополнительные потери энергии и снижая эффективность преобразования : энергии в результате снижения плотности магнитного потока в воздушном зазоре. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является ударный генератор, содержащий явнополюсный статор с однофазными обмотками и экранами из электропроводного материала замкнутыми вокруг катушек этих обмоток, т.е. выполненными в виде оболочек по форме катушек. Экраны электро иаолированы от обмоток и от магнитопровода статора и имеют по одному разрезу в плоскости, перпендикулярной виткам обмотки. Экраны катушек, размещенных на соседних полюсах, при мыкают друг к другу на стороне рабо чего зазора. Ротор генератора имеет однофазную обмотку, снабженную средством коммутации ее накоротко С23. Недостатком известного устройства является сложность выполнения экранов катушек статорной обмотки из тонкостенных конструкций. Тайие экра ны должны удержива.ться на магнитопро воде статора с помощью специального крепления, так как во время работы генератора на них действуют значи- . тельные по величине электродинамичес кие силы, передаваемые через магнито провод на корпус генератора. Монтаж и эксппуатадия генератора в этой связи затруднительны. Цель изббрётёния - уменьшение массогабаритных показателей и упрощение конструкции ударного генератора. Поставленная цель достигается тем, что в ударном генераторе, х:одержащем статор с размещенной на полюсах сосредоточенной однофазной обмоткой и с изолированным от нее и от магнитопровода статора экраном из электропроводного материала с разрезами, число которых равно числу полюсов в плоскости, перпендикулярной виткам обмотки и ротор с однофазной обмоткой, снабженной средством коммутации ее накоротко, экран выполнен из двух коаксиально размещенных друг относительно друга обечаек с отверстиями по форме и числу полюсов статора, внутренняя обечайка с одного торца жестко соединена с подшипниковым щитом, а разрезы выполнены с другого торца обеих обечаек в аксиальном направлении S зоне каждого из упомянутых отверстий, причем на наружной поверхности внутренней обечайки вы- полнены замкнутые пазы вокруг каждо- го из отверстий для размещения обмотки статора. На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый генератор, осевой разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез. Устройство содержит экран статорной обмотки, образованный двумя цилиндрическими обечайками - внутренней 1 и внешней 2, выполненными с отверстиями под полюса, на которых размещена якорная обмотка 3. Один из подшипниковых пщтов 4 жестко связан с одним торцом внутренней обечайки 1, образуя единый корпус генератора. С противоположного торца обечаек 1 и 2 выполнены разрезы 5 в аксиальном направлении, число которых равно числу полюсов ударного генератора. При сборке, ударного генератора разрезы в обечайках t и 2 должны совпадать. Обмотка 3 размещается в замкнутых пазах 6, выполненных вокруг каждого отверстия на наруткной поверхности внутренней обечайки 1. Второй подшипниковый щит 7 изолирован от обечайки 1 с помощью :. изоляционных втулок 8 и прокладки 9. Полюса 10... статора генератора размещены в упомянутых прямоугольных отверстиях,выполненных в обечайках 3 1 и 2, и окружены.ярмом 11. Полюса 10 шихтованы вдоль оси генератора, что упрощает технологию их сборки и увеличивает магнитное сопротивление полюсов в направлении касательной к диаметру. Последнее приводит к увеличению КПД ударного генератора . Ярмо 11 шихтовано поперек оси генератора и имеет прямоугольные пазы для сопряжения с полюсами 10 статора. Ярмо 11 может быть вьтолне но составным. . Однофапная обмотка 12 ротора закреплена на магнитопроводе 13. и сна жена средством 14 коммутации ее накоротко, размещенным на валу 15. Ротор генератора также может быть снабжен экраном, выполненным аналогично экрану статора, в пазах которого размещается при таком конструк тивном выполнении генератора обмотка 12. Сборка ударного генератора произ водится следующим образом. Отдельно собранные ротор с подшипниковым щитом 7 и статор стыкуют ся между собой через прокладку 9, затем крепятся к фланцу привода (не показан). Для проведения профилактических работ с обмоткой статора ярмо 11 осевым перемещением снимается с генератора, высвобождая полю са 10, которые свободно вынимаются из отверстий экрана.. Обечайка 2 сни мается также осевым перемещением. Частичный разбор генератора обеспечивает прямой доступ ко всей обмотке статора. Генератор работает следующим образом. В начальный момент времени обмот ка 12 разомкнута, к обмотке 3 подключен через дроссель источник пост янного напряжения, ротор раскручен до номинальной скорости. Магнитный поток, созданный током статорной об мотки, замыкается через магнитопровод 13 ротора. В момент совпадения магнитных осей однофазных обмоток статора и ротора с помощью средства 14 коммутации роторная обмотка 12 замыкается HaKopotKO. Постоянная вр мени обмотки 12 больше времени пово рота ротора на один оборот, поэтому 33 4 обмотка 12 удерживает с помощью наведенных в ней токов первоначально созданный магнитйый поток. При повороте ротора на 180 эл. град, взаимная индуктивность обмоток 3 и 12 принимает максимальное отрицательное значение. Токи, протекающие в обмотках 3 и 12, создают поля, стремящиеся взаимно ослабить друг друга. Благодаря закону сохранения пртокосцепления (закон Кирхгофа для магнитны полей) это вызывает в обмотках 3 и 12 увеличение токов до значений, обеспечивающих выполнение этого за- кона. Импульс тока в обмотке 3 замыкается через нагрузку, включенную параллельно обмотке 3 через диод. Направленные встречно магнитные потоки пытаются замкнуться по наикратчайшеМУ пути, снижающему эффективность процесса преобразования кинематической энергий в электрическую. Траектория этого П5ГГИ лежит через обмотку 3. Обечайки 1 и 2, выполненные из Электро троводного материала, благодаря вихревьм токам, возникающим в них, препятствуют проникновению магнитного поля через обмотку 3 с полюса 10 на ярмо 11. Вследствие этсго, магнитный поток вынужден замы-, каться между полюсами в узком зазоре меяду ротором и статором. Продольная шихтовка полюсов 10 статора препятствует щунтированию магнитного потока по полюсам. Благодаря этому, повышается плотность магнитного потока в воздушном зазоре и, как след-ствие, повышается удельная энергоемкость генератора. . Технико-экономический эффект изобретения заключается в том, что масса Ударного генератора снижается на 10-20% благодаря тому, что экран выполняет одноврем енно и функции коруса генератора. Разъемное выполнеие магнитопровода статора значительо зшрощает процесс сборки и разбори генератора и проведение профилакических работ со статорной обмоткой ез удаления ротора из корпуса. Своодный доступ А обмотке статора упощает эксш1уата1щю генератора в асти улучшения охлаждения наиболее еплонапряженных узлов.

/4

сриг.2

УДАРНЫЙ ГЕНЕРАТОР, содержащий статор с размещенной на полюсах сосредоточенной однофазной обмоткой и с изолированным от нее и от маг нитопровода статора экраном из электропроводного материала с разрезами, число которых равно числу полюсов в плоскости, перпендикулярной виткам обмотки, и ротор с однофазиой обмоткой, снабженной средством коммутаций ее накоротко, отличающийся тем, что, с цепью уменьшения массогабаритных показателей и упрощения конструкции, экран вьшолнен из двух коаксиально размещенных друг относительно друга обечаек с отверстиями, по форме и числу полюсов статора, внутренняя обечайка с одного торца жестко соединена с подшипниковым щитом, а разрезы в экране выполнены с другого торца обеих обечаек в аксиальном направлении в зоне i каждого из упомянутых отверстий, причем на наружной поверхности внут Л ренней обечайки выполнены замкнутые пазы вокруг каждого из отверстий для размещения обмотки статора.