Синхронный генератор Советский патент 1981 года по МПК H02K21/12 

На фиг. 1 представлена часть поперечного сечения генератора; на фиг. 2 - сечение паза и схема распределения потока.

i еператор содержит статор 1 с пазами 2, в которых выполнены перемычки 6 из ферромагнитного материала. Ротор выполнен из постоянных магнитов 4. Б пазах 2, разделенных перемычками 3, размещены проводники о оомотки статора 1. Проводники Ь размещены ио высоте пазов 2 неравномерно, а именно: на одном полюсном делении число проводников 5 убывает к дну паза 2, а на соседнем полюсном делении - возрастает таким ооразом, чтобы разность ампервитков в двух соседних частях паза 2 по обе стороны от перемычек 3 создавала ноток в перемычке, достаточный для ее насыщения.

1акое размещение проводников 5 в обмотке статора 1 по высоте наза 2 позволяет осуществить регулирование напряжения генератора без специальной подмагничивающеи обмотки на спинке статора или на перемычках.

Работа генератора осуществляется следующим образом.

При вращении постоянных магнитов 4 в обмотке статора 1 наводится ЭДС. ЭДС нропорциональна потокосцеплению обмотки. Поскольку в пазах 2 выполнены перемычки 3, то часть потока магпитов 4 замкнется по перемычкам 3 и будет сцеплена с частью проводников 5 обмотки. С ростом нагрузки генератора будет увеличиваться падение напряжения в проводниках 5 обмотки и появится поток рассеяния статора 1, который будет замыкаться вокруг наза 2 и его частей по перемычкам 3 (фиг. 2). Этот поток рассеяния будет подмагннчивать перемычки в выбранном режиме работы генератора, которому будет соответствовать и выбор сечения перемычки 3, она будет насыщена суммой потоков магнита 4 и рассеяния обмотки статора 1. Поток рассеяния в перемычке 3 будет иметь место только в том случае, если намагничивающая сила проводников одной части паза 2 будет отличаться от намагничивающей силы другой части паза 2 по обе стороны перемычки 3.

Ввиду насыщения перемычки 3 и существенного уменьшения ее магнитной проницаемости поток магнита 4, замыкающийся по ярму статора 1, возрастает и будет сцеплен с большим числом проводников 5 обмотки статора, что приведет к увеличению ЭДС генератора и соответственно его напряжения. Направление потока рассеяния в перемычках 3 на различных полюсных делениях должно быть различным, поэтому стороны секций, лежащие, например, в одном пазу в его нижней части, в другом пазу, принадлежащем другому полюсному делению (соседнему), должны быть расположены в верхней части, поскольку ток в

них имеет противоположные направления. Укладка двух секций должна производиться аналогичным образом, т. е. на одном полюсном делении секция с меньшим числом проводников 5 должна быть уложена над предыдущей секцией в соседней части паза 2, на другом полюсном делении другая сторона этой секции должна быть уложена нод предыдущей секцией. Таким образом, происходит укладка секций последовательно с уменьшающимся или увеличивающимся числом проводников 5 в соседних частях паза 2 по высоте его. В этом случае на всех полюсных делениях будет обеспечено совпадение направления потоков рассеяния обмотки и рабочего потока магпита 4 и получен эффект подмагничнвания перемычек 3. Перемычки 3 в пазах 2 могут выполняться различными способами, например в виде вставок из листовой электротехнической стали, либо в виде клиньев из магнитодиэлектрика, или другими методами, например применением составного статора.

Для регулирования напряжения по частоте вращения генратора может быть применена дополнительная обмотка на перемычках. Для подбора необходимого режима (диапазона) регулирования напряжения можно изменять количество проводников 5 по обе стороны от перемычки 3, материал перемычки 3, ее сечение и ширину паза 2. Предложенный генератор позволяет отказаться

от обмоток подмагничивания на перемычках 3, поскольку нодмагничивание обеспечивается самой обмоткой статора.

Формула изобретения

Синхронный генератор, содержащий статор, в пазах которого установлена распределенная обмотка и выполнены перемычки из ферромагнитного материала, разделяющие паз на части по высоте, причем числа

проводников по частям паза различны, о тличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, в пазах, расположенных на одном полюсном делении, число проводников увеличивается по частям паза в направлении от верхней части к дну наза, а на соседнем полюсном делении в противоположном направлении, причем приращение числа проводников определяется выражением

в

+ 0,5,

entier

магнитная индукция технического насыщения материала перемычки; магнитная проницаемость материала перемычки при индукции BS; ток в проводниках обмотки статора при индукции в перемычке, равной BS; длина перемычки,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Балагуров В. А. Электрические машины с постоянными магнитами, М., «Энергия, 1964, с. 345-348.

2. Авторское свидетельство СССР № 603060, кл. Н 02 К 21/12, 1977.

/

Н

фиг. 2

/