Електрична машина змінного струму

Корисна модель відноситься до електротехніки, а саме до генераторів змінного струму, що являють собою багатополюсні машини зі збудником на валу, і можуть бути використані для живлення споживачів струму тепловоза або великовантажного самоскида. Відома електрична машина змінного струму [патент RU 2096896, МПК Н02К17/34, Н02К19/38, Н02К31/04, Н02К51/00, опубл.20.11.1997], що містить корпус з підшипниковими щитами, нерухомо встановлені у корпусі якір основного генератора з обмоткою і якір збудника, а також встановлені на одному валу індуктор основного генератора й полюси з обмоткою. Особливість даного пристрою полягає в наявності додаткового магнітопроводу статора з обмоткою якоря й вала з підшипниковими опорами, що обертається окремо. Недоліками даного пристрою є великі поздовжні й поперечні габаритні розміри машини, що обумовлено наявністю у пристрої додаткового магнітопроводу статора з обмоткою якоря й вала з підшипниковими опорами, що обертається окремо. Крім того, таке конструктивне виконання машини призводить до збільшення матеріаломісткості й трудомісткості виготовлення пристрою. Найбільш близькою до корисної моделі, що заявляється, за технічною суттю, призначенням, технічним результатом, що досягається, й обрана як прототип є синхронна електрична машина зі збудником [патент SU 1157623, Н02К19/38, опубл.23.05.85], яка містить корпус з підшипниковими щитами, нерухомо встановлені в корпусі якір основного генератора з обмоткою, полюси збудника з котушками збудження, встановлені на загальному валу індуктор основного генератора та якір збудника, обмотки яких з'єднані одна з одною через блок обертових випрямлячів. При цьому якір збудника розташований на втулці, а полюси збудника розташовані на ярмі, яке встановлене на зовнішній стороні підшипникового щита, а котушки збудження розташовані на кожному полюсі збудника. Крім того, блок обертових випрямлячів розташований між лобовими частинами збудника й лобовими частинами основного генератора. Недоліками даного пристрою є його збільшений поздовжній габаритний розмір через розміщення ярма з полюсами на зовнішньому боці підшипникового щита. Крім того, даний пристрій є матеріаломістким, через те що у машині кожен полюс збудника містить свою котушку збудження, що потребує витрачання великої кількості міді при виробництві даних котушок. Розташування блока обертових випрямлячів між лобовими частинами збудника й лобовими частинами основного генератора ускладнює ремонт пристрою в цілому. В основу корисної моделі поставлена задача створення електричної машини з малими поздовжніми габаритними розмірами й зниженими витратами матеріалів, які використовуються при її виготовленні, а також поліпшення ремонтопридатності. Поставлена задача вирішується тим, що в електричній машині змінного струму, що містить корпус з підшипниковими щитами, нерухомо встановлені у корпусі якір основного генератора з обмоткою й полюси збудника з котушками збудження, встановлені на загальному валу індуктор основного генератора і якір збудника, обмотки яких з'єднані одна з одною через блок обертових випрямлячів, причому якір збудника розташований на втулці. Відповідно до корисної моделі, що заявляється, полюси збудника закріплені на внутрішній поверхні корпусу, а котушки збудження полюсів збудника встановлені через один полюс, при цьому блок обертових випрямлячів встановлений на кронштейні під лобовими частинами якоря збудника з боку найближчого підшипникового щита. При цьому, намотувана на полюс збудника котушка виконується у формі трапеції. Кронштейн, на якому закріплено блок обертових циліндрів, має Г-подібну форму, а полюси збудника закріплені на внутрішній поверхні корпуса за допомогою болтів. В корисній моделі, що заявляється, забезпечується зменшення поздовжніх габаритних розмірів машини завдяки кріпленню полюсів збудника до внутрішньої поверхні корпуса якнайближче до основного генератора. Крім того, кріплення полюсів до внутрішньої поверхні корпусу дозволяє виключити необхідність виготовлення ярма, що у свою чергу дозволяє зменшити витрати матеріалу у машині. Економія обмотувальної міді в пристрої забезпечується завдяки установці котушок через полюс, при цьому, розмір котушки вибирається більшим, ніж у варіанті установки на кожен полюс. Таке компонування котушок актуальне у багатополюсних машинах і дозволяє, наприклад, при 26 полюсах намотувати тільки 13 котушок й у такий спосіб спростити технологію складання машини у цілому. Кріплення блока обертових випрямлячів на кронштейні під лобовими частинами, з боку найближчого підшипникового щита, дозволяє поліпшити ремонтопридатність, завдяки тому що для здійснення ремонту досить наявності технологічного отвору у підшипниковому щиті, що дозволить одержати доступ до блоку обертових випрямлячів. Намотування котушки у формі трапеції дозволяє найбільш раціонально використати простір між двома полюсами й забезпечити протікання магнітного потоку від полюса однієї полярності до сусіднього полюса іншої полярності. Корисна модель, що заявляється, пояснюється кресленнями, де: на Фіг.1 зображений загальний вигляд синхронного генератора в поздовжньому розрізі; на Фіг.2 - загальний вигляд встановлених полюсів збудника. Електрична машина змінного струму містить корпус 1 з підшипниковими щитами 2. У корпусі нерухомо встановлений якір 3 основного генератора 4 з обмоткою 5 і полюси 6 збудника 7 з котушками збудження 8. При цьому індуктор 9 основного генератора 4 та якір збудника 10, що закріплений на втулці 11, розміщені на загальному валу 12. Обмотка 13 якоря 10 збудника 7 й обмотка 14 індуктора 9 основного генератора 4 з'єднані між собою через блок обертових випрямлячів 15, який закріплений на кронштейні 16. Пристрій працює у такий спосіб. При обертанні загального вала 12 від привідного двигуна в обмотці якоря 10 збудника 7 індуктується ЕРС і протікає струм, що випрямляється блоком обертових випрямлячів 15 і подається на обмотку 14 індуктора 9 основного генератора 4. При підключенні до обмотки 5 навантаження генератор використовується як джерело електричного струму. Корисна модель, що заявляється, дозволяє створити електричну машину зі зменшеними поздовжніми габаритними розмірами й знизити матеріаломісткість при її виготовленні, а також спростити технологію складання пристрою та збільшити його ремонтопридатність.