Синхронный генератор

ОП И САН И Е 1 п 18423ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 11,10.78 (21) 2672865/2с присоединением заявки Же) Заявитель Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революцииэнергетический институт СИНХРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР 11 ег + О,где Вз - магнитная инд насыщения ма ря - магнитная про ала перемычки 1 - ток в проводи тора при инду равной Вз,1 - длина перемычукция технического териала перемычки; ницаемость материпри индукции Вя, иках обмотки стакции в перемычке,Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к таким, в которых в качестве индуктора использован постоянный магнит,Известны синхронные генераторы с возбуждением от постоянных магнитов 11, содержащие статор, в пазах которого уложены обмотка якоря и дополнительная подмагничивающая обмотка, подключенная к источнику постоянного тока.Недостатками известного генератора являются значительные габариты и большой расход меди на обмотку подмагничивания, что повышает стоимость генератора.Известны также синхронные генераторы 2, содержащие статор, в пазах которого размещена распределенная обмотка и выполнены перемычки из ферромагнитного материала, расположенные между зубцами и делящие паз на части по высоте, и ротор в виде постоянного магнита.Обмотка статора этого генератора, т. е, ее проводники, размещена по высоте паза равномерно. На перемычках намотаны дополнительные обмотки, которые служат для регулирования напряжения путем подмагничивания перемычек.Недостатком такого генер я его сложность, что связаностью выполнения обмотки нкоторая занимает, кроме тог зах, увеличивая габариты и массу генератора, на нее расходуется дополнительно медь.Целью изобретения являются упрощение 5 конструкции и удешевление генератора.Для этого в синхронном генераторе, содержащем статор, в пазах которого размещена распределенная обмотка и выполнены перемычки из ферромагнитного ма териала, расположенные между зубцами иделящие паз на части по высоте, и ротор в виде постоянного магнита, Проводники обмотки статора распределены в пазах, число проводников, расположенных на одном 15 полюсном делении, увеличивается по частям паза в направлении от верхней части к дну паза, а на соседнем полюсном делении в противоположном направлении, причем приращение числа проводников опреде ляется выражением3На фиг. 1 представлена часть поперечного сечения генератора; на фиг. 2 - сечение паза и схема распределения потока.1 енератор содержит статор 1 с пазами 2,в которых выполнены перемычки 3 из ферромагнитного материала. Ротор выполнен из постоянных магнитов 4. Ы пазах 2, разделенных перемычками 3, размещены проводники 5 оомотки статора 1. 11 роводники б размещены по 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 образом, чтобы разность ампервитков в двух соседних частях паза 2 по оое стороны от перемычек 3 создавала поток в перемычке, достаточный для ее насыщения.1 акое размещение проводников 5 в обмотке статора 1 по высоте паза 2 позволяет осуществить регулирование напряжения генератора без специальнои подмагничивающеи оомотки на спинке статора или на перемычках.Работа генератора осуществляется следующим ооразом.При вращении постоянных магнитов 4 вобмотке статора 1 наводится ЭДС. ЭДС пропорциональна потокосцеплению обмотки. 11 оскольку в пазах 2 выполнены перемычки 3, то часть потока магнитов 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 паза 2 и его частей по перемычкам 3 1 фиг. 2).Этот поток рассеяния будет подмагничивать 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 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4них 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 под 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 магнита 4 и получен эффект подмагничивания 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 подмагничивание обеспечивается самой обмоткой статора. Формула изобретенияСинхронный 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 тлич ающийся 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 паза, а на соседнем полюсном делении в противоположном направлении, причем приращение числа проводников определяется выраже- нием где Вв - магнитная индукция техническогонасыщения материала перемычки;рз - магнитная проницаемость материала перемычки при индукции Вз,1 в т в проводниках обмотки статора при индукции в перемычке,равной Ва;1 - длина перемычки,811423 Составитель В. Кома Техред 3, Тарасова Корректоры: Р. Верковичи А, Степанова едактор Г. Петров Заказ 356/16 Изд.187 Тираж 749 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж.35, Раушская наб., д. 4/5 пография, пр. Сапунова, 2 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе