Синхронный бесконтактный генератор Советский патент 1977 года по МПК H02K21/00 

(54) СИНХРОННЫЙ БЕСКОНТАКТНЫЙ ГЕНЕРАТОР

Бесконтактный синхронный генератор выполнен трехпакетным и состоит из двух крайних основных переменногюлюсиых (силовых) пакетов 1 и среднего вспомогательного индукторного компаундирующего пакета 2. На каждом пакете расположены якорные обмотки 3, соединенные между собой последовательно. Генератор содержит две обмотки 4 регулирования, каждая из которых расположена между одним из крайних и средним пакетами статора. Указанные обмотки создают в расточке основных пакетов одинаково направленные потоки, которые, суммируясь в среднем пакете, создают униполярный поток противоположного направления. Этот униполярный поток возбуждения из балластного (постоя ной составляющей) становится полезным регулировочным потоком переменнополюсных пакетов.

В расточке пакетов статора расположены три части полюсной системы ротора.

Каждая полюсная система ротора, расположенная под одним из основных пакетов статора, состоит из одинарной системы клювов 5 с регулируемыми постоянными магнитами 6 одной полярности, между которыми на втулке 7 размещены нерегулируемые постоянные магниты 8, которые с помощью полюсных наконечников 9 и немагнитной чащки 10 образуют явнополюсную систему другой полярности. Все магниты 6 и 8 намагничиваются в соответствующих радиальных направлениях.

Средняя часть ротора выполнена зубчатой и снабжена ярмом 11.

Для создания замкнутой магнитной цепи, по которой проходят униполярные потоки обмоток регулирования, и эффективного регулирования потоков магнитов при одновременном устранении такой цепи для нерегулируемых магнитов, а также для индуктирования ЭДС в якорной обмотке среднего пакета статора той же частоты, что и в обмотках основных пакетов, число зубцов средней части ротора выполнено равным половине числа полюсов основных пакетов статора. При этом зубцы средней части ротора сокращают длину магнитопроводящего пути потока возбуждения для регулируемых магнитов 6, а пазы этой части увеличивают магнитонепроводящий путь потока возбуждения для нерегулируемых магнитов 8.

Оси одноименных полюсов с регулируемыми магнитами крайних частей и зубцов средней части должны совпадать между собой вдоль оси вращения.

Для создания максимальной магнитной проводимости по пути униполярных регулировочных потоков кольцевых обмоток 4, проходящих в плоскостях, ортогональных плоскостям прохождения рабочих потоков постоянных магнитов основных пакетов и подмагничивающих регулируеУ1ые магниты, между клювами 5 крайних частей ротора и зубцами средней части размещены аксиальные перемычки 12 из магнитомягкой стали, щирина которых составляет половину ширины сердечника клюва.

Между нерегулируемыми магнитами крайних частей вдоль оси вращения ротора должны быть магнитонепроводящие участки. С этой

целью для создания минимальной магнитной проводимости по пути униполярных регулировочных потоков размагничивающих нерегулируемые постоянные магниты, между магнитами 8 и ;14 в зоне пазов средней части ютора 5 размещены аксиальные перемычки 13 из немагнитной стали, имеющие ширину двойного полюсного деления.

Для высокоскоростных мащин перемычки

12и 13 выполняются в виде биметаллического кольца. Для обеспечения минимального веса

перемычки 12 размещаются во внутренних пазах осевых втулок 7 и ярма 11, а перемычки

13устраняются.

Применение двух обмоток регулирования и магнитопровода средней части позволяют получить одинаковую полярность рабочих и регулировочных потоков в расточках крайних (рабочих) пакетов статора, а также при соответствующих соотнощениях чисел полюсов и зубцов сердечников якорей расположить одну общую обмотку якоря для всех трех пакетов статора.

0Рабочий поток возбуждения магнитов Ф

создается регулируемыми 6 и нерегулируемыми 8 радиально намагниченными магнитами. При регулировании напряжения две кольцевые обмотки 4 и зубцы среднего индукторного пакета

, создают униполярный регулировочный поток, проходящий по пути максимальной магнитной проводимости магнитных щунтов постоянных магнитов, аксиальных магпитомягких перемычек, зубцов индукторного пакета и пакетов стали якорей статора.

0Для устранения размагничивания другой

части радиально намагниченных магнитов, не содержащих магпитомягких шунтов, униполярный поток возбуждения ограничивается сопротивлениями последовательно расположенных аксиальных немагнитных перемычек и пространством пазов индукторного пакета.

За счет того, что постоянные магниты намагничены радиально и установлены с чередующейся полярностью полюсов, а полюсные наконечники однополярных магнитов выполнены в

виде клювов и соединены с зубцами среднего магнитопровода аксиально установленными магнитомягкими перемычками создается магнитная цепь без пассивных магнитопроводящих промежутков. В результате постоянная составляющая потока возбуждения индукторного пакета, проходя по магнитопроводам основных пакетов, наводит полезную ЭДС, участвующую в основном энергопреобразовательном процессе, что повышает КПД генератора.

Формула изобретения

Синхронный бесконтактный генератор, содержащий трехпакетный статор с якорными обмотками и обмотками регулирования, размещенными между указанными пакетами, и ротор, состоящий из трех частей, средняя из

которых выполнена в виде зубчатого магнитопровода, а крайние части имеют постоянные магниты с полюсными наконечниками, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД путем снижения мощности возбуждения, магниты радиально намагничены и установлены с

чередующейся полярностью полюсов, а полюсные наконечники однополярных магнитов выполнены в виде клювов и соединены с зубцами среднего магнитопровода аксиально установленными магнитомягкими перемычками.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР № 197738, 21d21, 1967.

2.Пугачев В. А. Аксиальные индукторные машины с постоянными магнитами в пазах индуктора. Диссертация. Рига, 1969.

3.Бесконтактные электрические машины. «Зипатне, 1970, т. 9, с. 10

/ 4

iPut.l