Электрический бесщеточный генератор Советский патент 1982 года по МПК H02K3/00 

(54) ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ БЕСЩЕТОЧНЫЙ ГЕНЕРАТОР

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройству электрических бесщеточных генераторов с обмоткой возбуждения, прикрепленной к статору генератора в междуполюсном пространстве когтеобразного индуктора, и может найти применение в конструкции автомобильных электрических генераторов.

Известен бесщеточный генератор с обмоткой возбуждения, прикрепленной к статору генера- ,Q тора в.междуполюсном пространстве ротора с коггеобразными полюсами, выполненными несколько меньшей длины, чем половина статора. Причем в указанном устройстве обмотки возбуждения прикреплены к статору посредством jj заклинивания в нем по его середине практически листового диска 1.

Часть статора с обмоткой и часть втулки индуктора по этому размеру утяжеляют генератор, ухулдгают его характеристики и технико-20 (экономические показатели. Автомобильные генераторы в эксплуатации подвергаются воздействию трехосных вибрации и ударов, значи тельным по величине и градиенту температурным колебаниям, а также должны быть ремонтоспособны. При этом дисковый элемент крепления обмотки возбужде1шя, заклиненный в статоре, при направлении вибрации и ударов вдоль оси вала не выдерживает механических напряжений. Температурное старение элементов превращает их в мембраны, изменяющие прогиб под действием вибрации, температуры и сил одностороннего магнитного притяжения.

Известен также бесщеточный генератор, содержащий ротор с укороченными когтеобразными полюсами и обмотку возбуждения, расположенную на каркасе, выполненном в виде цилиндрической втулки, установленной в расточке статора в междуполюсном пространстве мащины, причем указанная втулка в средней части имеет выступ, упирающийся во внутреннюю расточку статора и предназначенный для крепления втулки в статоре, например, с помощью опорного винта 2).

Несмотря на очевидную механическую прочность и простоту такого устройства, данный генератор не применяют ввиду того, что толщина указанного выступа знач1ттелы1а (по крайней 3970 мере, в 2,5-3 раза больше диаметра опорного винта) и при целесообразных соотношениях диаметров и длины активной части генератора составляет практически около 25% длины статора. Цель изобретения - уменьшение расхода активных материалов и улучшение характеристик генератора. Поставленная цель достигается тем, что радиальный выступ втулки вьтолнен с расположенными между внутренней конической поверх ностью полюсов и наружной поверхностью обмотки возбужения кольцевым утолщением с радиальными резьбовыми отверстиями, а в периферий}юй части радиальный выступ имеет форму диска с радикальными прорезями, образуюшими с радиальными отверст иями каналы, в которых расположены винты, прикрепляющие каркас к статору. На фиг. 1 схематически показано устройство бесщеточного генератора, разрез; на фиг. 2 статор генератора в сборе с обмоткой возбуждения; на фиг. 3 - каркас, аксонометрия. Генератор содержит статор 1 с якорной обмоткой 2, ротор с укороченными когтеобразными полюсами 3 и обмотку 4 возбуждения на каркасе с несущим дисковым злементом 5, прикреш1е1шым к статору 1 в межполюсном пространстве посредством винтов 6., проходящи через зубцы статора 1. Дисковый несущий элемент 5 каркаса обмотки 4 возбуждения в пространстве между полюсами 3 и обмоткой 4 возбуждения снабжен кольцевым утолщением 7 с радиальными резьбовыми отверстиями под винты крепления каркаса. Винт 6 проходит через зубец статора 1, радиальную прорезь 8 и ввернут в резьбовое отверстие в кольцевом утолщении 7 несущего диска 5. Угловое расположение рал иальных прорезей в несущем диске 5 и соответственно резьбовых отверстий 9 в кольцевом утолщении 7 (на дне прорезей 8) вибирается в соответствии с Ч51СЛОМ и расположением зубцов статора На фиг. 3, например, показан возможтгый вариант для четырех зубцов. Предлагаемый генератор работает следующи . образом. При питании обмотки 4 возбуждения ПОСТОЯ1ШЫМ током в мапштопроводе генератор возникает магнитный поток, силовой котур которого замыкается по следующему пути: втулка ротора - полюса 3 одной полярности (например, слеваот обмотки возбуждения) воздущный зазор - зубец статора 1 - воздуш ный зазор - полюса 3 другой полярности (на пример, справа от обмотки возбу;кдения) втулка ротора. При вращении возбужденного .ротора под. каждым зубцом с обмоткой статора 2 проходят поочередно полюса 3 то одно о другой полярности, в результате чего обмотка якоря пересекается переменным магнитным потоком и в ней, наводится переменная электродвижущая сила. Величина магнитного потока и, следовательно, ЭДС определяется магнитной индукцией в зазоре, шириной полюса и его длиной. Длина статора равна удвоенной длине полюсов плюс расстояние между концами полюсов. При присоединении обмотки 2 статора 1 к агрузке величина тока нагрузки зависит от сопротивления нагрузки и от полного сопротивления (активного и индуктивного) обмотки 2, пропорщюнального длине статора. Уменьшение расстояния между конца ми полюсов 3 не только облегчает генератор, но и улучшает его характеристики, снижая активное и, в большей степени, индуктивное сопротивление обмотки 2 статора. Предлагаемое устройство генератора позволяет уменьшить длину статора генератора, в частности на бесщеточных генераторах, выполненных, например, на базе серийного генератора 7250 (с диаметром расточки 97,2 мм), уменьшает длину статора с 42 до 38 мм, одновременно уменьшив индуктивное сопротивление и повысив максимальную мощность генератора на 9,5%. При годовом выпуске 100 тыс. генераторов в год применение изобретения по сравнению с прототипом дает годовой экономический эффект в народном хозяйстве не менее 266 тыс. рублей. Формула изобретения Электрический бесщеточный генератор, содержащий статор с якорной обмоткой, ротор с укороченными коггеобразными полюсами, имеющими коническую внутреннюю поверхность, и обмотку возбуждения, расположенную на несущем каркасе, установленном в расточке статора в междуполюсном пространстве, и выполненном в виде цилиндрической втулки, имеющей в средней части радиальный выступ, прикрепленный к статору при помощи винтов, отличающийся тем, что, с целью уменьшения расхода материалов при одновременном улучшении эксплуатационных характеристик, радиальный выступ упомянутой втулки выполнен с расположенным между внутренней конической поверхностью полюсов и наружной поверхностью обмотки возбуждения кольцевым утолщением с радиальными резьбовыми отверстиями, а в периферийной части радиальный выступ имеет форму диска с радиальными прорезями, образующими с радиальными отверстиями каналы, в которых расположены ййнты, прикрепляющие каркас к статору.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

9705676

2.Авторское свидетельство кл. Н 02 К 3/00, 1962.