БЕСКОНТАКТНАЯ СИНХРОННАЯ МАШИНА Советский патент 1966 года по МПК H02K21/14 H02K19/36 

Известны бесконтактные синхронные машины со смешанным возбуждением, осуш,ествляемым от неподвижных кольцевых обмоток на статоре и постоянного магнита типа звездочка на роторе.

Описываемая синхронная машина отличается от известных тем, что на роторе но обеим сторонам постоянного магнита расположены когтеобразные полюсные системы, разноименные полюсы которых попарно размеш,ены 1з промежутках между полюсами постоянного магнита, образуя совместно с ними систему полюсов чередуюш,ейся полярности.

Такое выполнение машины способствует лучшему исиользованию постоянного магнита при регулировании и, следовательно, улучшению энергетических показателей машины.

На чертеже изображена конструкция бесконтактной синхронной машины.

Статор У машины, обмотки 2 и 3 возбуждения и участки 4-6 внешней магнитной цепи конструктивно такие же, как и у машины с внешнезамкнутым магнитным потоком. Ротор содержит постоянный магнит 7 типа звездочка и две систе.мы когтеобразных полюсов 5 и 9 северной и южной полярностей. Каждая пара разноименных когтеобразных нолюсов расположена в промежутке между полюсами магнита 7. Третью часть всех полюсов составляют полюсы постоянного магнита и две трети - когтеобразные. При этом сохраняется нормальное чередование полярностей. Активные части ротора залиты алюминиевым сплавом 10 и посажены на вал Л.

При отсутствии тока возбуждения э. д. с. наводится главным образом в тех проводниках обмотки статора, против которых расположены в данный момент полюсы магнита 7. Хотя в этом случае в поле машины содерлсится значительная низшая гармоника порядка /3, в кривой фазного напряжения этой гармоники нет, так как при последовательном соединении полюсных групп обмотки статора / ее обмоточный коэффициент равен нулю. При

включении обмоток 2 и 3 возбуждения появится магнитный ноток когтеобразных полюсов 8 Н 9, и увеличится э. д. с. статора /, величину которой можно регулировать, изменяя ток возбуждения. Пока ноток когтеобразных полюсов 8 и 9 Е& достигнет величины, равной величине потока полюсов магнита 7, предлагаемый генератор должен иметь выигрыш по мощности возбул дения по сравнению с аналогичной машиной электромагнитного возбуждения. Под нагрузкой преимущества предлагаемого генератора должны проявляться еше сильнее, так как значительные изменения потока под действием продольной реакции якоря будут только у когтеобразных полюсов,

По сравнению с нормальными роторамизвездочками с нолным числом нолюсов магнит 7 предлагаемой машины имеет более выгодную геометрию. При 2р 12, например, длина средней силовой линии магнита получается большей в 2,2-2,5 раза; отношение «длинной силовой линии (центр полюса) и «короткой (край полюса) в 1,6-1,7 раз меньше, а угол поворота силовой линии в 1,67 раза меньше. Поэтому при равных свойствах сплава магнит 7 «звездочка предлагаемого генератора имеет несколько лучшие удельные свойства и обеспечит больший поток полюса п стойкость против размагничивания при коротком замыкании якоря. В результате можно выбирать сплавы с максимальной индукцией (для обеспечения магнитного потока) и в то же время практически снять ограничения по увеличению лине;йной нагрузки статора. Поток магнита рационально -выбирать соответствующим насыщению зубцов, т. е. в 1,2-1,5 раза больщий, ,чем у эквивалентной машины электромагнитного возбуждения, это позволяет несколько разгрузить когтеобразные полюсы 5 и 5 и обеспечить заметный выигрыш по мощности возбуждения в номинальном режиме. Одновременно разгружаются внешний и боковые магннтопрозоды (приблизительно на 40-50з/о) и соответственно нх сечения можно будет уменьшить. Это не только компенсирует повышение веса за счет магнита, но и приводит к общему снижению веса машины.

П р е.д м е т изобретения

Бесконтактная синхронная машина со смешанным возбуждением, осуществляемым от

кольцевых обмоток на статоре и постоянного магнита типа звездочка на роторе, отличающаяся тем, что, с целью улучшения весовых и энергетических показателей, на роторе по обеим сторонам магнита расположены когтеобразные полюсные системы, разноименные полюсы которых размещены попарно в промежутках между полюсами магнита, образуя совместно с последними систему полюсов чередующейся полярности.