ГЕНЕРАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА Советский патент 1972 года по МПК H02K19/36 

По основному авт. св. № 233068 известен бесщеточный генератор постоянного тока, выполненный в виде синхронной машины с якорной многофазной обмоткой, подключенной к нагрузке через выпрямители, у которого на индукторе выполнено две обмотки возбуждения, одна из которых распределенная и расположена со сдвигом на 90 эл. град, по отношению ко второй, сосредоточенной обмотке.

Цель изобретения - улучшить использование активных материалов и повысить надежность.

Якорная обмотка выполнена из нескольких отдельных многофазных ветвей, подключенных к отдельным выпрямителям, соединенным между собой на стороне выпрямленного тока. Выпрямители могут быть шунтированы секционированными сопротивлениями.

Каждая пара вентилей противоположной полярности размещена своими основаниями на общем радиаторе, соединенном с фазами обмотки через выпрямители.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема генератора, используемого в качестве бесщеточного возбудителя, с двумя перпендикулярными обмотками возбуждения и с четырьмя независимыми четырехфазными обмотками на якоре; на фиг. 2 и 3 - конструкция выпрямительного блока.

Схема содерл ит сосредоточенную обмотку 1 возбуждения; распределенную обмотку 2 возбуждения, ветви 3-5 обмотки якоря (ротора), вращающийся полупроводниковый выпрямитель 6, обмотку 7 ротора возбуждаемого синхронного генератора, секционированное шунтирующее сопротивление 8, предохранители 9, каппу 10, центрирующее кольцо //, радиатор 12, переходную деталь 13 от предохранителя к концу фазы, переходную деталь 14 от вентиля к шинам постоянного тока, шины 15 постоянного тока, конические болты 16, токоподводы 17 к индуктору возбуждаемой машины.

Обмотка У в предлагаемой машине может быть выполнена подобно обмотке возбуждения амплидина, путем укладки в большие пазы сердечника статора.

Обмотка 2 электрически перпендикулярна обмотке 1, но в отличие от нее выполнена распределенной любым из известных способов. Может быть принято концентрическое выполнение катушек, которые уложены в малые пазы индуктора.

Фазы обмоток (3-5) якоря могут в зависимости от мощности и напряжения машины представлять собой как отдельные стержни, так и одну или несколько диаметральных НИИ под полюсами, или сдвинутых на 180 эл. град. Вращающийся выпрямитель 6 размещен под каппой 10, насаженной в горячем состоянии на центрирующее кольцо 11. Он состоит 5 из равного числа вентилей прямой и обратной полярности, которые попарно (в каждой паре один прямой и один обратный вентиль) укреплены своими основаниями на общих радиаторах 12. Радиаторы с помощью эла- 10 стичных хомутиков соединены с головками плавких предохранителей 9, вставленных в аксиальные отверстия центрирующего кольца 11. Противоположные головки предохранителей с помощью переходных деталей 13 под- 15 ключены к концам фаз обмотки (5) якоря. Штыревые концы вентилей с помощью переходных деталей 14 и болтов подключены к шинам 15 постоянного тока, уложенным в кольцевые пазы центрирующего кольца. Схема соединения выпрямителя осуществлена путем разбиения шин 15 на кольцевые участки соответственно числу независимых звезд обмотки якоря и объединения их между собой в схему посредством перемычек. 25 Концевые шины с помощью болтов 16 подключаются к центральным токоподводам 17. Элементы шунтирующих сопротивлений 8 вставлены в аксиальные отверстия ступицы центрирующего кольца 11, которые являют- ЗО ся продолжением аксиальных каналов в сердечнике якоря 18, шихтованном из изолированных друг от друга листов электротехнической стали. Распределенная обмотка 2 закреплена в 35 пазах сердечника индуктора (статора) клиньями, которые целесообразно выполнить из изоляционного материала с магнитным наполнителем (например, текстолита с прослойками из стальной сетки и пр. - «магнитный 40 клин) для уменьщения коэффициента воздущного зазора. Обмотка 1 удерживается немагнитными клиньями. Для повыщения быстродействия целесообразно выполнять их из изоляционного 45 материала. Ток с фаз якоря через предохранители 9 поступает в радиаторы 12, из которых переходит в один из двух вентилей, полярность которого соответствует направлению тока в 50 данный момент, а с вентилей через переходHbie детали 4 попадает либо на положительную, либо на отрицательную шину 15. С концевых шин суммарный выпрямленный ток через, болты 16 поступает в центральные токо- 55 подводы 17, через которые идет в обмотку ротора возбуждаемой машины. При выходе из строя вентиля поврежденная фаза отключается плавким предохранителем, а остальные остаются в работе. Допу-go .стимая нагрузка при этом и кратность форсировки зависят от запасов, принятых при про20Разбиение обмотки ротора на п независимых частей и т фаз производится с таким расчетом, чтобы в отдельной фазе был один вентиль, максимально использованный по току и напряжению. При этом отпадает необходимость в делителях тока и напряжения или увеличения установленной мощности вентилей за счет неравномерного распределения тока между ними. Благодаря двум перпендикулярным обмоткам на индукторе отпадает необходимость в демпферной обмотке для снижения коммутационных перенапряжений. Многофазность и многообмоточность якоря при этом обеспечивают одновременность работы нескольких фаз и коммутацию каждой фазой не полного выпрямленного тока, а лищь части его, тем меньшей, чем больше фаз. В результате значительно снижаются коммутационные перенапряжения и отпадает необходимость в конденсаторах для их снижения. Отсутствие дополнительных элементов, снижение коммутационных перенапряжений и уменьшение эффективного значения тока через вентиль при том же среднем выпрямленном значении позволяют примерно - в 2 раза сократить габариты, вес и стоимость вращающегося выпрямителя и упростить его конструкцию. Разбиение шунтирующего сопротивления на 2п секций с подключением каждой из них параллельно плечу моста не влияет на размеры выпрямителя, так как суммарная мощность и габариты сопротивления остаются без изменений. Некоторое усложнение схемы при этом окупается повышением надежности благодаря равномерному делению внешних перенапряжений, которое могло бы в противном случае нарушаться из-за неидентичности характеристик плеч моста, особенно при работе с неполным числом вентилей, Предмет изобретения 1. Генератор постоянного тока, по основному авт. св. № 233068, отличающийся тем, что, с целью улучшения использования активных материалов и повышения надежности, якорная обмотка выполнена из нескольких отдельных т-фазных ветвей, подключенных к отдельным выпрямителям, соединенным между собой на стороне выпрямленного тока. 2. Генератор по п. 1, отличающийся тем, что каждый из выпрямителей шунтирован секционированным сопротивлением. 3. Генератор по п. 1, 2, отличающийся тем, что в выпрямителях каждая фазная пара вентилей противоположной полярности размещена своими основаниями на общем радиаторе, соединенном с фазами обмотки через

W

12