Индукторный генератор Советский патент 1992 года по МПК H02K1/22 H02K19/20 

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к индукторным электрическим генераторам.

Цель изобретения - снижение шума и повышение КПД путем уменьшения потерь на трение о воздух.

На фиг. 1 показан индукторный генератор, поперечный разрез (разрез одной четверти - по сердечникам статора и ротора); на фиг. 2 - ротор индукторного генератора.

Индукторный генератор содержит статор 1 с обмоткой якоря 2, уложенной в малых пазах 3, и обмоткой возбуждения 4, уложенной в больших пазах 5 сердечника 6, и ротор 7 с цилиндрическим шихтованным сердечником 8, на внешней поверхности которого имеются пазы 9. В генераторе могут быть предусмотрены каналы 10 и 11 для охлаждения статора и ротора аксиальными потоками воздуха.

В шихтованном сердечнике 8 ротора установлены через определенное количество зубчатых пластин сердечника вдоль его длины перегородочные пластины 12 круглой формы, внешний диаметр которых равен диаметру 13 сердечника 8. Количество перегородочных пластин 12 выбирается от двух и более в зависимости от длины сердечника. Пластины 12 разделяют пазы 9 на отдельные отсеки 14. На роторе также может быть установлен вентилятор. При отсутствии собственного вентилятора аксиальный поток охлаждающего воздуха может создаваться посторонним вентилятором.

Индукторный генератор работает следующим образом.

Х|

ю

5

Ј

При вращении ротора 7 вентилятор прогоняет охлаждающий воздух по каналам 10 и 11. Одновременно часть воздуха движется по пазам 9, вызывая потери на трение и шум. Потери на трение ротора о воздух за- висят от скорости движения воздуха относительно сердечника 8 - они тем больше, чем больше эта скорость. Ввиду малой величины воздушного зазора в индукторных генераторах можно считать, что движение по нему осуществляется с незначительной скоростью, и основная часть потерь на трение ротора о воздух в традиционных зубчатых конструкциях имеет место в пазах сердечника ротора. Суммарная скорость движения воздуха в пазах 9 сердечника ротора является геометрической суммой двух составляющих: радиальной - от вращения ротора и аксиальной - от напора вентиляционной струи. В данной конструкции перегородоч- ные пластины 12 создают большое сопротивление в аксиальном направлении на пути воздуха по пазам 9, вследствие чего скорость воздуха в этих пазах резко снижается и потери на трение о воздух су- щественно уменьшаются. Источником аэродинамического шума в известных конструкциях индукторных генераторов являются, помимо самого вентилятора, также осевые вентиляционные пути, сечение кото- рых при вращении ротора периодически резко изменяется в зависимости от взаимного расположения пазов статора и ротора.

8частности, когда с большим пазом 5 статора совпадает паз 9 ротора, сечение этого канала наибольшее, в то время как при совпадении паза 5 с зубцом ротора сечение канала наименьшее. Высокий уровень шума

в известных конструкциях часто бывает обусловлен соизмеримостью свободной от обмотки части паза 5 статора и сечения паза

9ротора. При такой соизмеримости сечение этого осевого канала периодически заметно изменяется при вращении ротора, что сопровождается аэродинамическими выхло- пами и гулом. В случае больших частот вращения наличие изменяющихся во времени сечений аксиальных каналов может привести к очень высокому уровню шума, обусловленному так называемым эффек- том сирены. Установка перегородочных пластин 12 резко уменьшает расход воздуха вентиляционной системы по пазам 9, вследствие чего совпадение пазов 5 и 9 уже не приводит к заметным изменениям осевого канала паза 5 по расходу воздуха в сравнении с другими вариантами взаимного расположения осевых каналов. Поэтому

существенно уменьшается уровень шума, обусловленный аэродинамической характеристикой сердечника ротора. Рекомендуемые длины отдельных отсеков 14 - от 50 до 80 мм (меньшие значения для генераторов относительно высокой частоты вращения и меньшей мощности).

Установка перегородочных пластин самым незначительным образом уменьшает активную длину сердечника и поэтому не сопровождается какими-либо негативными факторами. Например, при длине пакета стали сердечника ротора 200 мм вдоль этой длины следует установить в роторе 4 перегородочные пластины, причем если две из них установить в торцах сердечника, то в самом пакете будет всего две перегородочные пластины, наличие которых при толщине каждой пластины 0,5 мм уменьшит активную длину сердечника лишь на 1 мм, т.е. всего на 0,5% от первоначальной активной длины пакета без перегородочных пластин. Таким образом, при неизменной общей длине сердечника индукция в ней возрастает всего на 0,5%, что самым незначительным образом скажется на магнитных характеристиках индукторного генератора. В то же время технологические операции по изготовлению и установке перегородочных пластин круглой формы исключительно просты и практически не приводят к повышению трудоемкости изготовления индукторного генератора. В качестве материала для перегородочных пластин могут служить как ферромагнитные (например, из той же листовой стали, что и пластины сердечника ротора), так и электропроводящие (медные, латунные) и изоляционные (текстолит, пластмасса) материалы. В целом данная конструкция позволяет достигнуть поставленную цель - уменьшение потерь трения о воздух и снижение уровня шума без усложнения технологического процесса изготовления.

Формула изобретения Индукторный генератор, содержащий статор с обмотками якоря и возбуждения, уложенными в пазах сердечника статора, ротор с цилиндрическим шихтованным сердечником, на внешней поверхности которого выполнены пазы, отличающийся тем, что, с целью снижения шума и повышения КПД путем уменьшения потерь на трение о воздух, в сердечнике ротора установлены по меньшей мере две пластины круглой формы диаметром, равным диаметру сердечника, разделяющие пазы сердечника ротора на отдельные отсеки.

51 6 Ю

П

п

Фиг. 2

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к индукторным электрическим машинам. Цель изобретения - снижение шума и повышение КПД путем уменьшения потерь на трение о воздух. Индукторный генератор содержит статор с обмоткой якоря, уложенной в малых пазах, и обмоткой возбуждения, уложенной в больших пазах сердечника, и ротор 7 с шихтованным сердечником 8, на внешней поверхности которого имеются пазы 9. В сердечнике 8 через определенное количество пластин вдоль его длины установлены по меньшей мере две пластины 12 круглой формы внешним диаметром, равным диаметру сердечника 8, разделяющие пазы 9 сердечника 8 на отдельные отсеки 14. 2 ил. сл С