БЕСКОНТАКТНЫЙ ТОРЦОВЫЙ РЕГУЛИРУЕМЫЙ ГЕНЕРАТОР С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ Советский патент 1970 года по МПК H02K19/36 H02K21/08 

Известны торцовые регулируемые генераторы с постоянными магнитами, состоящие из двух обмотанных торцовых статоров и кольцевых обмоток возбуждения.

Недостатком таких генераторов, является нерациональность регулирования напряжения.

Целью настоящего изобретения является увеличение глубины и повышение экономичности регулирования напряжения генератора.

Предлагаемый торцовый регулируемый генератор с постоянными магнитами, состоящий из двух обмотанных торцовых статоров и кольцевых обмоток возбуждения, отличается тем, что для увеличенияглубины и повышения экономичности регулирования напряжения при одновременном обеспечении бесконтактности полюсная система ротора состоит из брусков аксиально намагниченных в одном направлении постоянных магнитов и чередующихся с ними магнитомягких полюсов противоположной полярности, а статоры вместе с обмотками возбуждения установлены в неподвижных магнитопроводах, образующих внешнюю магнитную цепь.

Для получения токов двух разных частот статоры выполнены с разным числом полюсов, а ротор магнитомягким кольцом разделен по нейтральному сечению на две части, каждая из которых представляет собой систему аксиальИо намагниченных в одном направлении.

магнитов, чередующихся с магнитомягкими полюсами противоположной полярности, причем число полюсов каждой полюсной системы ротора равно числу полюсов соответствующего статора.

С целью раздельного регулирования напряжения каждого статора полюсная система ротора по нейтральному сечению разделена магнитомягким кольцом, внешняя цилиндричеекая поверхность которого отделена от внешнего неподвижного магнитопровода небольшим воздушным зазором, а каждая обмотка возбуждения питается ст своего регулятора. На фиг. 1 и 2 дана конструктивная схема

торцового регзлируемого генератора с постоянными магнитами; на фиг. 3 - характеристики холостого хода и распределение потоков в воздушном зазоре при обесточенной (сплошные линии) и включенной (пунктшр)

обмотке возбуждения; на фит. 4 и 5 - коиструкция ротора генератора двух частот; на фиг. 6 - конструктивная схема генератора с раздельной стабилизацией напряжений каждого пакета.

Генератор имеет два торцовых статора 1 и 2, обмотки которых в общем случае могут быть выполнены на разное напряжение и число фаз, и две кольцевые обмотки возбуждения 3 и 4, которые устанавливаются в неподвнешнюю магнитную цепь. Ротор 7 вращается на валу 8 и состоит из чередующихся брусков магнитов 9 и магнитомягких полюсов 10. Крепление деталей ротора осуществляется немагнитной рубашкой 11 и бандажом 12. Магниты 9 намагничены аксиально в одном направлении, и если для статора 1 они являются северными полюсами, то для статора 2 - южными. Когда катушки 3 и 4 обесточены, то потоки магнитов 9, проходя через воздушные зазоры и зубцы в спинке статоров 1 к 2, далее замыкаются по двум основным путям в соответствии с их проводимостями: по зубцам. воздушным зазорам и полюсам 10 и по магнитопроводам 5 и 6. Из-за отсутствия значительной части потока магнитов 9 во внешней магнитной цепи распределение индукции в воздушном зазоре BQ (см. фиг. 3) получается несимметричным: потоки магнитов 9 существенно превосходят потоки полюсов 10. Величина начальной э.д.с. во пропорциональна амплитуде В, от первой гармоники BOI- Высшие гармоники So, состав которых при данном распределении поля црактически не отличается от обычного, создают пропорционально своим амплитудам и обмоточным коэффициентам высшие гармоники э.д.с. (ностоянная составляющая BQ э.д.с. не создает). Когда включаются обмотки 3 и 4, их общая намагничивающая сила (н.с.) F действует на параллельно включенные продольные цепи магнитов 9 и полюсов 10, и вследствие значительно большей проводимости цепи полюсов 10 их поток интенсивно растет, а поток магнитов 9 почти не изменяется. В результате при некоторой н.с. обмотки возбуждения f распределение индукции воздушного зазора Bf принимает вид, показанный на фиг. 3 пунктиром. Увеличение первой гарМОНИКИ Byi ведет к соответственному увеличению э.д.с. е, чем и обеспечивается регулирование. Н.с. катушек целиком и непосредственно воздействует на поток воздушного зазора, не преодолев.ая магнитного сопротивления магнитов 9. Поэтому для одинакового регулирования требуемая н.с. в предлагаемом генераторе должна быть значительно меньшей, а возможная глубина регулирования - большой. Возможно усовершенствование предлагаемого генератора для использования его в качестве источника напряжений двух разных частот (или в качестве преобразователя частоты). Для этого статоры выполняются с разным числом полюсов, а ротор 13 (см. фиг. 4) магнитомягким кольцом 14 разделен по нейтральному сечению на две полюсные системы, каждая из которых, как и прежде, состоит из чередующихся магнитов и .магнитомягких полюсов, причем число полюсов каждой половины ротора равно числу полюсов соответствующего статора. Процесс регулирования аналогичен описанному выше. Генераторы, показанные на фиг. 1-5, при использовании их в качестве двух источников, имеют поток обоих статоров общий, и поэтому точно стабилизироваться может напряжение только одного статора. Естественно, что изменения напряжений, вызванные общими факторами (колебаниями скорости вращения и окружающей температуры, пропорциональным изменением нагрузок и др.), будут в равной мере компенсированы для обоих статоров, но индивидуальные возмущения (непропорциональное изменение нагрузок, различный нагрев обмоток и др.) будут скомпенсированы только для того напряжения, от которого цитается измерительный орган регулятора. Стабильность другого напряжения будет хуже. Усовершенствованием магнитной системы можно этот недостаток ликвидировать. Для этого полюсная система ротора 15 (см. фиг. 6) делится по нейтральному сечению на две половины магнитомягким кольцом 16, наружная цилиндрическая поверхность которого отделена от внещнего магнитопровода 5 и 5 небольшим воздушным зазором, а каждая катушка 3 и 4 обмотки возбуждения питается от своего регулятора (половинной мощцости). В номинальном режиме и при общих возмущениях полные потоки и падения н.с. в каждом статоре примерно равны, и радиальный поток в кольце 16 и дополнительном зазоре практически отсутствует. При непропорциональных возмущениях потоки статоров 1 и 2 уже неодинаковы и поток, равный их разности, замыкается по кольцу 16. Предмет изобретения 1. Бесконтактный торцовый регулируемый генератор с постоянными магнитами, состоящий из двух обмотанных торцовых статоров и кольцевых обмоток возбуждения, отличшощийся тем, что, с целью увеличения глубины и повышения экономичности, регулирования напряжения, полюсная система ротора состоит из брусков аксиально намагниченных в одном направлении постоянных магнитов и чередующихся с ними магнитомягких полюсов противоположной полярности, а статоры вместе с обмотками возбуждения установлены в неподвижных магнитопроводах, образующих внешнюю магнитную цепь. 2. Генератор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью получения токов двух разных частот, статоры выполнены с разным числом полюсов, а ротор магнитомягким кольцом разделен по нейтральному сечению на две части, каждая из которых представляет собой систему аксиально намагниченных в одном направлении магнитов, чередующихся с магнито.мягкими полюсами противоположной полярности, причем число полюсов каждой полюсной системы ротора равно числу полюсов соответствующего статора.

пряжения каждого статора, полюсная система ротора по нейтральному сечению разделена магнитомягким кольцом, внешняя цилиндрическая поверхность которого отделена от внешнего неподвижного магнитопровода воздушным зазором, а каждая обмотка возбуждения подключена к источнику питания через отдельный регулятор.

Приоритет ЦП. 2 и 3 исчислять но заявке № 1244432/24-7 от 27.V.1968 г.

fLieZ

иг.З

В-6