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

4 СД СП f Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим генераторам подвижных объектов, гла ным образом автомобилей и тракторов. Известна бесконтактная синхронная электрическая машина, содержащая статор, ротор с обмоткой возбуждения, соединенной через вращающийся вьшрямитель с трансформатором состоящим из установленных коаксиально и с радиальным зазором наружного неподвижного с первичной обмот кой и внутреннего вращающегося с вторичной обмоткой магнитопроводов, выполненных из пластин электротехни ческой стали. Вращающаяся часть (вт ричный магнитопровод) трансформатор закреплен на втулке, установленной на валу ротора jj . . Недостатками этой электрической машины являются сложность выполнени шихтованного Трансформатора и его консольного крепления на валу ротора с помощью втулки и, как следствие, большие радиальные габариты трансформатора. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является бесконтактная синхронная электрическая машина, содержащая статор с обмоткой, явнополюсный ротор с обмоткой возбуждения, соединенной через вращающийся выпрямитель с вторичной обмоткой вращающегося трансформатора, сбстоя щего из первичного и вторичного маг нитопроводов с Кольцевыми .обмотками первый из которых размещен в крьш1ке трансформатора, закрепленной на подшипниковом щите Каждый магнитопровод Трансформатора состоит из. двух фланцевых втулок, вьшолненных из Металлокерамики. Вторичный магнитопровод прикреплен консольно к торцу вала ротора с помощью болта и втулки и установлен с радиальным зазором внутри первичного магнитопр вода трансформатора 23 . Однако эта машина имеет следующие недостатки: сложность конструкции магнитопровода трансформатора, состоящей из четырех деталей и требующей большой точности технологии, чтобы обеспечить зазоры 0,003-0,005 дюйма между деталями вращающейся и неподвижной частей трансформатора, чтобы избежать поломки деталей при 52 биениях консольно закрепленного на болте вторичного магнитопровода трансформатора, сложность крепления вращающейся части трансформатора с помощью втулки и болта так, чтобы фланец втулки входил в зацепление с соответствующей выемкой в торце вала для обеспечения осевого вь1равнивания с осью вала ротора генератора, наличие пар трения притертых поверхностей магнитопровода, а также головки болта о крьш1ку, и следовательно, потери мощности и дополнительный нагрев, кроме того диаметр вторичного магнитопровода трансформатора должен быть меньше диамеТра вала, чтобы снимать и устанавливать подшипник, а это ограничива.ет площадь окна под вторичную обмотку трансформатора. Целью изобретения является упрощение конструкции и повьшение надежности при одновременном -увеличении Мощности электрической машины. Поставленная цель достигается тем, что в бесконтактной синхронной электрической машине, содержащей статор с обмоткой, явнополюсный ротор с обмоткой возбуждения, соединённой через вращающийся выпрямитель с вторичной обмоткой вращакнцегося трансформатора, состоящего из первичного и вторичного магнитопроводов с кольцевыми обмотками, первый из которых размещен в крьш1ке трансформа тора, закрепленной на подшипниковом щите, и установлен коаксиально и с радиальным зазором снаружи вторичного магнитопровода, вьшолненного с центральным осевым отверстием и размещенного на концевой части вала, магнитопроводы трансформатора выполнены в виде установленных с аксиальным зазором относительно дрУг друга стаканов цилиндрической формы с центральными цилиндрическими выступами, на которых размещены обмотки, а основание первичного магнитопровода установлено на торцовой поверхности крьш1ки трансформатора. На чертеже изображена бесконтактная синхронная электрическая машина, продольный разрез. Бесконтактная синхронная электрическая машина содеряит статор 1 с обмоткой 2 статора, ротор 3 с обмоткой 4 возбуждения, соединенной через вращающийся выпрямитель 5 с вращающимся трансформатором, состоя щим из двух установленных коаксиально с радиальным и аксиальным зазорами относительно друг друга магнитопроводов - неподвижного 6с первичной обмоткой 7 и вращающегося 8 с вторичной обмоткой 9, соединенной с выпрямителем 5. Магнитопроводы 6 и 8 трансформатора вьтолнены из металлокерамики в виде стаканов цилиндрической формы, в центрсшьной которых вдоль их оси имеются цилиндрические выступы 10 и 11, на осоторых рас положены обмотки трансформатора первичная 7 и вторичная 9, соответветственно. В выступе 11 вторичного магнитопровода 8 вьшолнено центральное осевое отверстие для насадки его на концевую часть вала 12, на котором размещен ротор 3. В цилиндрическом выступе 10 неподвижного магнитопровода 6 может быть вьшолнено отверстием 13 для того, чтобы конец вала 12 не задевал магнитопровод 6. Вращающийся магнитопровод 8 закреплен на конце вала 12 например, с помощью замкового пружинного кольца 14, неподвиядаый магнитопцовод 6 может быть, например, , зажат в крышке трансформатора 15 стопорным кольцом 16 так, что образует радиальный воздушный зазор 17 и аксиальный зазор 18 между магнито проводами 6 и 8. Электрическая машина работает сл дующим образом. Под действием переменного напряжения, приложенного к концам первич ной обмотки 7 трансформатора по ней будет протекать переменный ток, соз давая в окружающем обмотку магнитепроводе 6 переменный магнитный поток. Этот поток, замыка ясь по магни топроводам 6 и 8, будет пронизывать витки вторичной обмотки 9 трансформатора, создавая в ней переменное напряжение. Вторичная обмотка 9 замкнута на вьшрямитель 5, и по ней будет протекать переменный ток, который выпрямляется вьшрямителем 5 и подается на обмотку возбуждения 4 ротора 3. Этот ток создает магнитный поток, который при вращении ротора 3 наводит в обмотке 2 статора ЭДС, которая в свою очередь вызыва ет в обмотке 2 статора ток нагрузки, которым питаются потребителиv Использование в качестве магнитопровода трансформатора двух деталей в виде стаканов цилиндрической формы выгодно отличает предлагаемую конструкцию трансформатора от известной, так как уменьшается вдвое количество деталей магнитопровода, упрощается сборка трансформатора. Такая конструкция трансформатора не требует большой точности технологии изготовления деталей магнитопровода и обеспечения зазоров 0,003-0,005 дюйма, так как консольно закрепленная на концевой части вада вращающаяся деталь - вторичный магнитопровод трансформатора имеет осевую длину, вдвое меньшую, чем в известном устройстве, что вдвое сокращает длину концевой части вала (консоли) и, следовательно, уменьшает амплитуду биений, которая, как известно, пропорциональна длине консоли. В результате обеспечивается стабильность величины радиального воздушного зазора трансформатора и уменьшается вероятность задевания неподвижной и вращающейся частей (магнитопроводов) трансформатора, что ведет к повышению надежности устройства в целом. Кроме того, выполнение магнитопроводов трансформатора в виде сплснпных (без стыков) деталей в предлагаемом устройстве позволяет при тех же габаритных размерах, обмоточных данных и материале магнитопроводов трансформатора yBenKtfl4Tb,MCM4HocTb вторичной его обмотки, а спедовательно и выходную мощность электрической машины в целом, за счет исключения потерь магнитного потока первичной обмотки в воздушном зазоре и в стьжах обоих нагниТопроводов .трансформатора и уменьшения потерь магнитного потока в воздушных зазорах благодаря увеличению их площади.

БЕСКОНТАКТНАЯ СИНХРОННАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА, содержащая статор с обмоткой, явнополюсный ротор с обмоткой возбуждения, соединенной через вращающийся выпрямитель с вторичной обмоткой вращающегося трансформатора, состоящего из первичного и вторичного магнитопроводов с кольцевыми обмотками, первьй из которых размещен в крьпике трансформатора, закрепленной на подщипниковом щите, и установлен коаксиально и с радиальным зазором снаружи вторичного магнитопровода, выполненного с центральным осевым отверстием и размещенного на концевой части вала, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности при одновременном увеличении мощности, магнитопроводы трансформатора выполнены в виде установленных с аксиальным зазором относительно друг друга стаканов цилиндрической формы с центральными цилиндрическими выступами, на которых размещены обмотки, а основание первичного магнитопровода установлено на торцовой поверхности крьщ1ки трансформатора.