Ротор для синхронной электрической машины с магнито-мягкими разноименными полюсами Советский патент 1977 года по МПК H02K1/22 H02K19/22 

1

Изобретение относится к области электротехники И может быть использовано в электрических генераторах с переменной скоростью вращения.

Известен ротор синхронной электрической машины, составленный из двух частей, одна ИЗ которых имеет возможность поворота относительно другой. Напряжение генератора регулируется с помощью центробежного регулятора, обеспечивающего поворот подвижной части ротора на необходимый угол 1. Недостатком такого устройства является сложность конструкции центробежного регулятора И его низкая надежность.

Известен также ротор синхронной электрической мащины с магнитомягкими разноименными полюсами, между которыми размещены неподвижные магнитомягкие щунты, на которых расположены управляемые обмотки 2.

Нринцип работы такого устройства заключается в следующем.

Для стабилизации напряжения при изменении скорости ИЛИ нагрузки генератора регулируют величину тока обмотки управления, что приводит к изменению потока рассеяния между полюсами ротора, а следовательно, и к изменению основного потока в воздушном зазоре.

Указанное устройство является наиболее близким к изобретению по технической сущности И рещаемой задаче. Недостатком его являются большие массы и габариты, так как

при переменной скорости вращения привода необходимо увеличивать размеры шунтов и обмоток управления. Наиболее сильно этот недостаток проявляется в синхронных генераторах с возбуждением от постоянных магнитов, где прямое регулирование напряжения невозможно.

Целью настоящего изобретения является уменьшение массы и габаритов. Эта цель обеспечивается тем, что магнитные шунты установлены с возможностью перемещения в пазах между полюсами в радиальном направлении.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен продольный

разрез одного из вариантов исполнения электрической машины; на фиг. 2 - поперечный разрез электрической мащины.

Электрическая машина содержит вал 1 с немагнитной втулкой 2, на которой укреплены магниты 3 с полюсами 4. Полюсы 4 образуют с торца ротора радиальные пазы, в которых размещены магнитные щунты 5 с пружинами 6 (фиг. 2), закрепленными на полюсах 4. Немагнитная часть радиальных

пазов для щунтов 5 образована пазами не.магнитного кольца 7. Полюсы 4 скреплены между собой немагнитными перемычками 8 (фиг. 1). Количество магнитных шунтов 5 должно быть равно числу полюсов ротора.

Стабилизация напряжения генератора осуществляется следующим образом.

На минимальной скорости вращения привода центробежная сила, действующая на шунты 5 уравновешена силой пружины 6 таким образом, что шунты 5 находятся в пазах немагнитного кольца 7; поток рассеяния полюсов 4 через шунты 5 минимален, а магнитный поток в воздушном зазоре машины имеет максимальное значение, соответствующее номинальному напряжению генератора. При возрастании скорости привода шунты 5 перемещаются в магнитную часть пазов, образованных полюсами 4, под действием возросшей центробежной силы, преодолевая сопротивление пружин 6. Часть потока замыкается помимо рабочего зазора машины, причем механическая характеристика пружин 6 выбрана таким образом, что при изменении скорости вращения ротора через шунты 5 замыкается такая часть основного потока, которая обеспечивает постоянство напряжения на зажимах генератора.

Снижение веса и габаритов электрической машины обеспечивается уменьшением веса и габаритов узла стабилизации напряжения и устранением потерь мощности на возбуждение. Так, вес активных материалов генератора на мощность 9 квт с минимальной скоростью об/мин и Кмакс 8000 об/мин с неподвижным шунтом и электрической обмоткой составляет 14,5 кг, а генератора с подвижным шунтом 10,3 кг.

Формула изобретения

Ротор для синхронной электрической машины с магнитомягкими разноименными полюсами, между которыми расположены магнитные шунты, отличающийся тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов, указанные шунты установлены с возможностью перемещения в радиальном направлении и

механически связаны с ротором посредством упругих элементов, например пружин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авт. св. СССР № 125303, кл. Н 02К 19/34, 1959.

2. Авт. св. СССР № 201517, кл. Н 02К 19/16, 1970.