Синхронный генератор

)5 Н 02 К 19/ ОПИ ИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕЛЬСТВ ОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ РИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВ 1 (21) 4740192/07 (22) 05.09.89 (46) 23,03.92. Бюл. Ь 11 (71) Рижский технический университет (72) С. С. Петров, ЯП. Грейвулис, В, А. Пуга- . чев и Л. С, Рыбицкий (53) 621.313(088.8) . (56) Авторское свидетельство СССРЬЬ 1241362, кл. Н 02 К 19/16, 1986, (54) СИНХРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР (57) Изобретение относится к бесконтактным синхронным электрическим машинам и может быть использовано для электроснабжения транспортных средств. Цель изобретения . - повысить удельную мощность иУ,улучшить массогабаритные показатели генератора, На роторе 1 размещены две системы 2 и 3 полюсных выступов 4 и 5. На магнитопроводе статора 8 расположены параллелограммообразные зубцы 10 и 11. На стороне каждой из систем 2 и 3 полюсных выступов расположена половина зубцов, Якорная обмотка 12 выполнена трехфазной петлевой в виде катушек, охватывающих зубцы 10. Каждая катушка якорной обмотки 12 размещена на собственном немагнитном держателе 13, выполненном в форме угольника, закрепленного на зубцах 10, Обмотка . возбуждения 14 размещена на каркасе 15 с помощью держателя 16, 2 з.п, ф-лы, 3 ил,Ф1721734 обмотки 50 55 Изобретение относится к бесконтактным электрическим машинам, в частности к синхронным генераторам индукторного типа, и может быть использовано для электроснабжения транспортных и авиационных средств, а также индивидуальных хозяйств,Известна индукторная машина, содержащая,стержневой статор, обмотку якоря, обмотку возбуждения, закрепленный на не- магнитном валу ротор с двумя пакетами, сдвинутыми один относительно другого на четверть зубцового деления ротора.Недостатком такой машины являетсяневысокая удельная мощность, так как катушки обмотки возбуждения расположены на стержневом магнитопроводе между лобовыми частями якорной обмотки, При этом увеличивается осевой габарит и масса конструкции в целом.Известна также электрическая машина,содержащая взаимно сдвинутые полюсные системы ротора, соединенные междлу собой магнитопроводом, жестко закрепленным на валу, неподвижную обмотку возбуждения, закрепленную на держателе магнитопровода статора с якорной обмоткой, размещенной на клинообразных зубцах, шихтованных в направлении, перпендикулярном к направлению шихтовки ярма.Недостатком известной машины является то, что якорная обмотка расположена на прямоугольном участке магнитопровода зубцов статора. Это не позволяет. уменьшить диаметр ярма, массу зубцов статора, а следовательно, габарит и массу конструкции в целом. Поэтому удельная мощность машины недостаточно высока.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является синхронный генератор, содержащий статор в виде ярма с размещенными в нем 21 зубцами, имеющими форму параллелограмма в аксиапьной плоскости и шихтованными в этой плоскости, на которых размещены, охватывающие один зубец, катушки якорной обмотки, установленную неподвижно на держателе коль. цевую обмотку возбуждения и ротор с двумя охватывающими обмотку возбуждения с обеих сторон системами когтеобразных полюсов различной полярности, по соответствующим сторонам которых расположена половина чередующихся зубцов статора.Недостатком известного синхронного генератора является недостаточно высокая удельная мощность, вследствие необходимости удлинения активной части проводников волновой обмотки для удержания ее на наружных боковых сторонах соседних параппелогрзммообраэных зубцов. Цель изобретения - повышение удельной мощности.Поставленная цель достигается тем, чтов синхронном генераторе, содержащем ста- Ь тор в виде ярма с размещенными в нем Е 1зубцами, имеющими форму параллелограмма в аксиальной плоскости и шихтованными в этой плоскости, на которых размещены охватывающие один зубец катушки якорной 10 обмотки, установленную неподвижно на держателе кольцевую обмотку возбуждения и ротор с двумя охватывающими обмотку возбуждения с обеих сторон системами когте- образных полюсов различной полярности, 15 по соответствующим сторонам которыхрасположена половина чередующихся зубцов статора,якорная обмотка выполнена петпевой и каждая из катушек ее, охватывающая один зубец, закреплена на немагнит ном держателе в виде угольника, имеющегоширину, равную ширине зубцов, и прилегающего одной стороной к зубцам, а другой стороной, параллельной оси вала, связанного жестко с держателем обмотки возбужде ния, причем полюса ротора смещенывзаимно на геометрический угол 2 лУ 21.Дополнительно цель достигается тем,что катушки фаз якорной обмотки в каждой из ее ветвей размещены поочередно на ча сти зубцов, относящихся к этой фазе, ивключены последовательно-встречно с шагом в два зубцовых деления статора. Кроме того,. держатель обмотки возбуждения связан жестко по крайней мере с двумя держа телями катушек якорной обмоткипосредством прямоугольной немагнитной скобы.На фиг. 1 представлен синхронный генератор, продольный разрез; на фиг, 2 - 40 схема трехфазной петлевой обмотки; нафиг.3- зубец статора с держателем якорной На фиг. 2 стрелками показано направление намотки, а буквами С 1, Сг, Сз обозначены начала фаз соответственно АВСС 4 С 5 Свконцы фаз; и - зубцовое деление статора На фиг, 3 Ьг 1 обозначает ширину зубца статора, держателя якорной обмотки и прямоугольной немагнитной скобы.Синхронный генератор содержит ротор 1 с двумя системами 2 и 3 когтеобразных полюсов.4 и 5 противоположной полярно. сти, магнитопроводящую втулку 6, вал 7, . магнитопровод статора 8 с ярмом 9 и закрепленными в нем 21 зубцами 10 и 11, имеющими в аксиальной плоскости форму параллелограмма и шихтованными в этой же плоскости, Каждая иэ полюсных систем 2 и 3 ротора 1 содержит по 22 когтеобраэных2где К - целое число.При выполнении указанного соотношения катушки каждой фазы в каждой иэ ее: 4 ветвей размещены на 3 зубцах. ЧислоЕ 16Зазубцов Хм, равное Ю 2, выбирается нечетным, кратным трем, если Е 2/Е 16 - несократимая дробь и а - нечетное число. Если 5 Е 2/Еы - дробь, сокращаемая на а, то число .зубцов Е 16 выбирается четным, кратным трем при четном а. Чередование фазных зон в предлагаемом генераторе такое же,как и в обычных трехфаэных машинах. 55ет следуСинхронный генератор раби образом. полюсов, причем полюса 4 и 5 смещены взаимно на геометрический угол 2 д/Е 1. Половина числа зубцов статора, равная Еы расположена по окружности полюсов 4, а вторая половина - по окружности полюсов 5 5. Якорная обмотка 12 выполнена трехфазной петлевой в виде зубцовых катушек и размещена на собственном .немагнитном держателе 13, выполненном в виде угольника шириной, равной ширине зубцов Ьг 1, и 10 прилегающего одной стороной к зубцам 10 статора. Вторая сторона держателя 13 расположена параллельно оси вала 7 (фиг. 1 и 3), Катушки фаз якорной обмотки 12 в каждой иэ ее ветвей размещены поочередно на 15 части зубцов, относящихся к этой фазе, и включены последовательно-встречно с шагом в два зубцовых деления статора, т,е, с шагом 2 о (фиг. 2). Обмотка 14 возбуждения размещена на каркасе 15 с помощью держа теля 16, жестко связанного по крайней мере с двумя держателями 13 катушек якорной обмотки 12 посредством прямоугольной не- магнитной скобы 17, При этом держатели 13 и 16 и немагнитная скоба жестко соединены 25 между собой, например, посредством резь-. бы, Зубцы 10 и 11 статора отделены от полюсов 4 и 5 ротора воздушными зазорами 18 и 19 соответственно,Предлагаемый генератор имеет откры тые пазы на статоре. При этом число полюсов Е 2 ротора на стороне Е 16 зубцов статора целесообразно выбрать иэ условия Ез ).Еи. При наличии а последовательных,или параллельных ветвей в каждой фазе число зуб цов Е 1 в статора, содержащих катушки с числом когтеобразных полюсов Ег каждой полюсной системы ротора целесообразно связать соотношением40 При питании обмотки 14 возбужденияпостоянным током возникает магнитное поле, линии которого проходят через втулку 6ротора 1, его полюсам 4, пронизывают воздушный зазор 18, зубцы 10 статора, проходят по ярму 9, попадают в зубцы 11 статора,пронизывают воздушный зазор 19 и попадают в полюса 5 ротора и магнитопроводящуювтулку 6. При вращении ротора 1 в воздушных зазорах 18 и 9 происходит модуляциямагнитного потока, переменная составляющая которого наводит ЭДС в Фазах якорнойобмотки 12.Положительный эффект от использования изобретениязаключается в экономиимеди якорной обмотки за счет уменьшениядлины ее проводников, что приводит куменьшению потерь и улучшению теплоотдачи с ее поверхности, В конечном итоге этообуславливает повышение удельной мощности генератора.Ф ормул а и зоб рете н и я1. Синхронный генератор, содержащийстатор в виде ярма с размещенными в немзубцами, имеющими форму параллелограмма в аксиальной плоскости и шихтованнымив этой плоскости, на которых размещеныохватывающие один зубец катушки якорнойобмотки, установленную неподвижно на держателе кольцевую обмотку возбуждения иротор с двумя охватывающими обмотку возбуждения с обеих сторон, системами когтеобразных полюсов различной полярности,по соответствующим сторонам которых расположена половина чередующихся зубцовстатора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения удельной мощности,якорная обмотка выполнена петлевой икаждая иэ ее катушек, охватывающая одинзубец, закреплена на немагнитном держателе в виде угольника, имеющего ширину,равную ширине зубцов, и прилегающего одной стороной к зубцам, а другой стороной,параллельной оси вала, связанного жесткос держателем обмотки возбуждения, при.чем полюса ротора смещены взаимно нагеометрический угол 2 ж/Е 1,2. Генератор по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что катушки фаз якорной обмотки вкаждой из ее ветвей размещены поочереднона части зубцов, относящихся к этой фазе, ивключены последовательно-встречно с шагом в два зубцовых деления статора.ЗГенератор по п. 1,. о т л и ч а ю щ и йс я тем, что держатель обмотки возбуждения связан жестко по крайней мере с двумяодержателями катушек якорной обмотки посредством прямоугольной немагнитной скобы.Т СССР роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужго Гагарина,каз 960 ВНИИПИ Тираж Подписноеарственного комитета по изобретениям и открытиям и 113035, Москва, Ж. Раушская наб., 4/5