Разноименный индукторный генератор Советский патент 1992 года по МПК H02K19/22 

Изобретение относится к электрическим машинам и может быть использовано при создании электрогенераторов и преоб- .разователей индукторного типа. Известны разноименнополюсные индукторные генераторы, у которых катушки обмотки якоря укладываются с неполным охватом главных зубцов статора, отсюда низкие удельные массогабаритные показатели.

Наиболее бдизким по технической сущности к предлагаемому является разно- именнополюсный индукторный генератор, содержащий статор с полюсами чередующейся полярности и зубчатый безобмоточный ротор. На полюсах статора, охватывая их, расположены катушки обмотки возбуждения и выполнены главные зубцы. В пазах между главными зубцами размещены катушки многофазной обмотки якоря. На главных зубцах могут быть выполнены дополнительные зубцы. Шаги по зубцам ротора и дополнительным зубцам в пределах одного и того же главного зубца полюса выполнены равными.

Недостатком этой конструкции является низкая удельная мощность из-за большого расхода меди на обмотку возбуждения, каждая катушка которой охватывает только два главных зубца. Малая величина потока сцепляется здесь и с фазой обмотки якоря, охватывающей только часть главных зубцов.

Цель изобретения - повышение удельной мощности путем уменьшения массы и габаритов генератора при заданной выходной мощности.

Поставленная цель достигается тем, что в разноименнополюсном индукторном генераторе, содержащем статор с полюсами

Х|

сл ы сл сл о

чередующейся полярности, на полюсах статора, охватывая их, расположены катушки обмотки возбуждения и выполнены главные зубцы, в пазах между которыми размещены катушки многофазной обмотки якоря, на главных зубцах выполнены дополнительные зубцы, зубчатый безобмоточный ротор, шаги по зубцам ротора и дополнительным зубцам в пределах одного, и того же главного зубца полюса статора выполнены равными, каждый полюс выполнен с числом главных зубцов, равным удвоенному числу фаз, катушки обмотки якоря бхватывают по m главных зубцов каждая и соединены между собой попеременно согласно и встречно, а каждая фаза обмотки якоря охватывает все главные зубцы полюсов, шаг по дополни тельным зубцам смежных главных зубцов полюса выполнены в соответствии с выражением

(Ki±27n ),

а по дополнительным зубцам смежных полюсов разной полярности - в соответствии с выражением

(K2+ 1±TL }

где tz - шаг по зубцам ротора;

m - число фаз;

Ki и К2 - целые числа, причем К2 KL

На чертеже представлены развертка обмотки якоря и структура зубцовых зон статора и ротора.

Разноименнополюсный индукторный генератор содержит статор 1-е полюсами 2 и 3 чередующейся полярности. На полюсах статора, охватывая их, расположены катушка 4 обмотки возбуждения. На полюсах выполнены главные зубцы 5-16. В пазах между главными зубцами расположены катушки многофазной обмотки якоря 17. На главных зубцах 5-16 выполнены дополнительные зубцы 18. В расточке статора расположен зубчатый безобмоточный ротор 19, на котором с равномерным шагом tz расположены зубцы 20. Шаги по дополнительным зубцам 18 в пределах одного и того же главного зубца полюса выполнены равными tz. Каждый полюс 2 и 3 выполнен с числом главных зубцов, равным удвоенному числу фаз. Катушки каждой фазы обмотки якоря охватывают m главных зубцов и соединены в фазе между собой попеременно согласно и встречно, Каждая фаза обмотки якоря охватывает все главные зубцы полюсов.

Шаг по дополнительным зубцам, относящимся к смежным главным зубцам полюса, выполнен в соответствии с выражением

),

а по дополнительным зубцам, относящимся к смежным главным зубцам полюсов разной полярности - в соответствии с выражением

г2(К2+1±2),

Здесь Ki и К2 целые числа, выбираемые из соображений обеспечения достаточного места в пазах для размещения сторон соответствующих катушек, причем поскольку в пазах между полюсами разной полярности кроме сторон катушек обмотки якоря размещаются еще и стороны катушек обмотки возбуждения, то Ki.

Число зубцов ротора в этом случае определяется выражением (a-1)+2p

(2m-1XKi±2 )+2Р(К2+|±2),

а число дополнительных зубцов на статоре

,

где р - число пар полюсов;

а - число дополнительных зубцов на одном главном зубце.

Пример (чертеж) , , . Катушки

каждой фазы охватывают по три главных зубца, на каждом из которых расположено по два дополнительных зубцах. На одном полюсе шесть, а всего на двух полюсах двенадцать главных зубцов и двадцать четыре дополнительных. На роторе расположено двадцать три зубца. Шаги

со

по зубцам: ti -|tz; t2 -gtz при и

знаке -. В этом случае обеспечивается фазовый сдвиг первых гармоник магнитных потоков главных зубцов 60 эл.град.

Поскольку в устройстве катушки каждой фазы охватывают все главные зубцы полюсов статора, а каждая катушка охватывает

сразу m таких зубцов, то общее потокосцеп- ление фазы увеличивается, возрастает при вращении ротора и наводимая в ней ЭДС. Максимальное потокосцепление с одной фазой равно произведению числа витков в

одной катушке, амплитудного значения магнитного потока главного зубца, числа главных зубцов и обмоточного коэффициента. В этих условиях сокращается расход активных материалов, т.е. улучшается их использование, а отсюда повышается удельная мощность генератора.

Формула изобретения Разноименнополюсный индукторный генератор, содержащий статор с полюсами

чередующейся полярности, на полюсах статора, охватывая их, расположены катушки обмотки возбуждения и выполнены главные зубцы, в пазах между которыми размещены катушки многофазной обмотки якоря, на главных зубцах выполнены дополнительные зубцы, зубчатый безобмоточный ротор, шаги по зубцам ротора и дополнительным зубцам в пределах одного и того же главного зубца статора выполнены равными, о т личающийся тем, что, с целью пбвышения удельной мощности генератора, каждый полюс выполнен с числом главных зубцов, равным удвоенному числу фаз, катушки обмотки якоря охватывают m главных зубцов каждая и соединены между собой попеременно согласно и встречно, а каждая фаза обмотки якоря охватывает все главные зубцы полюсов, tuarti по дополни0

тельным зубцам смежных главных зубцов полюса выполнен в соответствии с выражением

(Kl ± ).

а шаг t2 по дополнительным зубцам смежных полюсов разной полярности - в соответствии с выражением

где tz - шаг по зубцам ротора; m - число фаз; Ki, Kz - целые числа, причем Кг Ki.

Использование: электрогенераторы и преобразователи индукторного типа. Сущность изобретения: индукторный генератор содержит, статор с полюсами чередующейся полярности. На полюсах статора расположены катушки обмотки возбуждения и выполнены главные зубцы. В пазах между главными зубцами размещены катушки многофазной обмотки. На главных зубцах с шагом, равным шагу по зубцам безобмоточного ротора, выполнены дополнительные зубцы. Число главных зубцов на полюсе равно удвоенному числу фаз. Катушка фазы охватывает m главных зубцов, а одна фаза - все зубцы. Шаг по дополнительным зубцам смежных главных зубцов полюса выполнен в соответствии с выражением (Ki ±1/2m), а по дополнительным зубцам смежных полюсов разной полярности - в соответствии с выражением (K2-M/2±1/2m), где tz - шаг по зубцам ротора, m - число фаз, Ki, K2 - целые числа, причем К2 Ki.1 ил.