Генератор переменного тока

О П И С А Н И Е т 553714ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Респуалик) М.кле Н 0 Государственный комитет Совета Министров СССР(53 У 1.313.388,8) делам изобретении и открытии Дата опубликования описания 24.05.7(72) Авторы изобретения аранин и С, П. Косолапо Ю гковых автомобилей Волжское объедине 71) Заявитель по производству м. 50-летия ССС 4) ГЕНЕРАТОР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Изобретение касается конструирования генераторов переменного тока, в частности синхронных генераторов с электромагнитным возбуждением и когтеобразной конструкцией явнополюсного ротора, предназначенных для питания потребителей электрической энергии и заряда аккумуляторных батарей при работающем двигателе на транспортных средствах, например автомобилях.Известен синхронный генератор переменного тока с электромагнитным возбуждением и когтеобразной конструкцией полюсов ротора 1. Этот генератор имеет значительный вес.Известен также генератор переменного тока с электромагнитным возбуждением, индуктор которого содержит когтеобразные полюса, соединенные магнитопроводом, включающим, в частности, фланцы и втулку 2.Такой генератор является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.Статор генератора представляест собой обычный шихтованный сердечник с вложенной в его пазы трехфазной обмоткой.При включении обмотки возбуждения ротора вокруг нее возникает магнитный поток, рабочая часть которого проходит через втулку и вал, распределяется по когтеобразным полюсам одной полярности, выходя из них пересекает воздушный зазор между ротором и статором, проходит по зубцам и ярму статора, еще раз пересекает воздушный зазор, входит в когтеобразные полюса другой полярности и замыкается через эти полюса опять на 5 втулку и вал.Поток рассеяния ротора замыкается повоздуху мимо статора, не охватывая его обмотки. Одна из двух наиболее значительных частей потока рассеяния замыкается между 10 когтеобразными полюсами ротора, а другая,поскольку в данной конструкции длина ротора приблизительно в два раза больше длины статора, замыкается, выходя изи ротора поперек листов статора.15 Недостатком этой конструкции генератораявляется большой поток рассеяния ротора, что приводит к увеличению веса генератора.Целью изобретения является устранениеуказанного недостатка и повышение коэффи циента использования по весу за счет снижения потока рассеяния ротора.Поставленная цель достигается тем, чтомагнитопровод разделен на магнитно-изолированные части, число которых равно чтлслу 25 пар полюсов генератора, причем каждый полюс соединен одной из указанных частей с полюсом противоположной полярности, отстоящим от него на три полюсных деления.Кроме того, каждая из указанных магнито изолированных частей магнитопровода разде50 55 5 О 65 лена пополам в плоскости, проходящей через ось генератора.На фиг, 1 изображен предлагаемый генератор в разрезе (обмотка возбуждения условно не показана); на фиг. 2 - схема распределения магнитных потоков в полюсах и статоре генератора; на фиг. 3 - ротор в общем виде.Генератор переменного тока имеет ротор, содержащий когтеобразные полюса 1, соединенные между собой посредством сварки двумя немагнитными кольцами 2, 3 и втулками 4, 5, напрессованными на немагнитный вал 6, Между полюсами на изоляционном каркасе помещается обмотка возбуждения 7. Статор 8 генератора состоит из шихтованного сердечника с вложенной в его пазы трехфазной обмоткой, ярмо которого выполнено с немагнитным зазором. Магнитопровод ротора 9 генератора состоит из двух полувтулок, представляющих собой полый цилиндр и разделенных немагнитными зазорами 10 по винтовой линии на число частей (секторов), равное числу пар полюсов генератора, таким образом что в собранном роторе каждый полюс оказывается соединенным одним из секторов втулки с полюсом противоположной полярности, отстоящим от него на три полюсных деления.Каждый сектор полувтулок 11 выполнен заодно с одним из когтеобразных полюсов ротора, а стык 12 полувтулок в собранном роторе в каждом из секторов осуществляется по плоскости, проводящей через ось вала и делящей этот сектор пополам.При подаче напряжения на обмотку возбуждения по ней протекает ток, создающий вокруг обмотки магнитный поток Фо, рабочая часть которого распределяется по когтеобразным полюсам одной полярности, пересекает воздушный зазор между ротором и статором, проходит по зубцам и ярму статора и распределяется от каждого полюса на два полюса другой полярности - соседний, отстоящий от исходного на одно полюсное деление, а следующий за ним полюс, отстоящий от исходного на три полюсных деления. Часть рабочего магнитного потока Фри замыкающаяся через полюс, отстоящий от исходного на три полюсных деления, снова пересекает воздушный зазор, проходит по этому полюсу и далее через примыкающий к нему сектор втулки на исходный полюс.Другая часть рабочего потока Фзамыкающаяся через соседний полюс, пересекает воздушный зазор между ротором и статором, проходит по этому полюсу, пересекает немагнитный зазор 10 между секторами втулки и через тот же сектор втулки, что и часть пото- а Фприходит на исходный полюс,Соотношение между этими частями рабочего потока зависит от величин магнитных проводимостей для этих потоков,15 20 25 зо 35 40 45 Величина немагнитных зазоров 10 во втулке определяется, исходя из допустимой индукции во втулке, Из фиг. 1 видно, что при предлагаемой конструкции втулки магнитный поток Фо в роторе проходит от полюса к полюсу под углом к образующей цилиндрической поверхности втулки и, следовательно, активное сечение втулки в этом случае определяется как площадь кольцеобразного эллипса, образованного сечением цилиндрической втулки плоскостью, перпендикулярной направлению магнитного потока, т. е. перпендикулярной средней магнитной силовой линии во втулке. Исходя из того, что площадь эллипса больше, чем площадь сечения втулки при неразрезной конструкции, т. е. кольца, можно уменьшить сечение втулки немагнитными зазорами, сохраняя необходимое активное сечение, благодаря которым уменьшается магнитная проводимость для потока рассеяния Ф, который замыкается через соседний ог исходного полюс и, проходя затем через не- магнитный зазор во втулке и один из секторов втулки, встречает большое магнитное сопротивление.Таким образом, магнитный поток рассеяния Ф ротора будет определяться суммарной величиной магнитной проводимости рассеяния и немагнитного зазора во втулке, что позволяет увеличить рабочий поток генератора, соответственно увеличивая длину статора, а следовательно, и его мощность при той же величине суммарного потока Фо в роторе генератора.С целью исключения шунтирующего влияния вала 6 генератора на немагнитные зазоры во втулке ротора последний может выпол. няться из немагнитного материала,Наличие немагнитных зазоров в роторе ге. нератора уменьшает поток рассеяния ротора, что позволяет повысить мощность генератора при тех же весовых показателях активных матералов или при неизменной мощности уменьшить расход активных материалов генератора. Формула изобретения 1. Генератор переменного тока с электромагнитным возбуждением, индуктор которого содержит когтеобразные полюса, соединенные магнитопроводом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения удельной мощности, магнитопровод разделен на магнигно-изолированные части, число которых равно числу пар полюсов генератора, причем каждый полюс соединен одной из указанных частей с полюсом противоположной полярности, отстоящим от него на три полюсных деления.2. Генератор по п. 1, отличающийся тем, что, каждая магнито-изолированная часть магнитопровода разделена пополам в плоскости, проходящей через ось генератораИстонки форъапп, пр 5 тые Во Внимание при экспертизе: 1. Кунеев Ю. А., Василевский В. П. Автомобильные генераторы, Транспорт, 1970 г. 2. Исследование и разработка унифицированного ряда генераторов для перспективных автомобилей 1975 - 80 г.г, Отчет НИИ авто- приборов Номер гос, регистрации 72004757 5 этап 11 стр. 22 - 37, 1972 г.