Індукторний генератор

Реферат: Винахід належить до галузі електротехніки, а саме до індукторних електричних машин зі збудженням від постійних магнітів, і може бути використаний як тихохідний генератор змінного струму з керованою вихідною напругою. Індукторний генератор містить статор з аксіальнонамагніченим кільцевим постійним магнітом в його середній частині, до бокових сторін останнього прилягають кільцеві пакети, навиті з ізольованої феромагнітної стрічки. Вільні торці пакетів виконано зубчастими, а в пазах пакетів розміщено багатофазну обмотку. Ротор генератора виконано з двома магнітопроводами, навитими з феромагнітної стрічки, співвісними з пакетами статора і розміщеними зовні їх. Додатково введено кільцеву обмотку з можливістю живлення її регульованим постійним струмом. Обмотка закріплена у статорі і охоплює вал в середній частині машини. Технічним результатом, що досягається даним винаходом, є спрощення конструкції, підвищення ефективності роботи, зменшення витратних матеріалів. UA 114021 C2 (12) UA 114021 C2 UA 114021 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до галузі електротехніки, а саме до індукторних електричних машин зі збудженням від постійних магнітів, і може бути використаний як тихохідний генератор змінного струму з керованою вихідною напругою. Відома електрична машина - кроковий двигун [кн. Кенио Т. Шаговые двигатели и их микропроцессорные схемы управления. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - С. 37, рис. 2.39] зі статором в складі кільцевого постійного магніту, намагніченого в осьовому напряму, до торців якого з обох боків примикають шихтовані кільцеві пакети. Кожний пакет розділено кільцевим пазом на дві частини. В пазах розміщено дві кільцеві обмотки змінного струму. Внутрішні поверхні пакетів зроблено зубчастими, причому зубці обох пакетів взаємно зміщено по колу на чверть зубцевої поділки. Ротор двигуна із чотирьох кільцевих зубчастих пакетів і загального магнітопроводу закріплено на валу. Недоліком вказаного двигуна є складність конструкції, викликана необхідністю формувати магнітопроводи статора і ротора із радіально орієнтованих пластин феромагнетика. Найбільш близьким за технічною суттю до пропонованого винаходу є двопакетний аксіальний індукторний генератор [Ас. СССР, № 1815751. Двухпакентный аксиальный индукторный генератор / Левин Н.Н., Серебряков А.Д., Виноградов Р.И. и др. // Бюл. №18, 1993] в складі статора з двома поздовжньо шихтованими пакетами і багатофазної обмотки, розміщеної на кожному пакеті, та розташованого між пакетами аксіально-намагніченого кільцевого постійного магніту. Між кожною торцевою стороною магніту і відповідним пакетом статора розміщено витий магнітопровід з двома радіальними розрізами, причому у різних магнітопроводах розрізи зроблено у взаємно перпендикулярних площинах. Ротор генератора виконано з окремих, поздовжньо шихтованих елементів, сполучених між собою і закріплених на валу. Недоліками зазначеного генератора є: 1) складність конструкції, викликана тим, що магнітопроводи статора і ротора зроблено з окремих поздовжньо шихтованих елементів, а також використанням додаткових витих магнітопроводів; 2) відсутність можливості регулювання вихідної напруги. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення індукторного генератора, в якому шляхом зміни конструктивної схеми та введенням нових елементів спрощується конструкція, забезпечується більш ефективне використовування активних матеріалів та досягається можливість регулювання магнітного потоку збудження, що дозволить зменшити витрати матеріалів і підвищити ефективність роботи електричної машини. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому індукторному генераторі в складі статора з двома поздовжніми пакетами і розміщеної на кожному з них багатофазної обмотки, аксіально-намагніченого кільцевого постійного магніту, розташованого між пакетами, та ротора, сполученого з валом, згідно з винаходом, пакети статора зроблено кільцевими, навитими з ізольованої феромагнітної стрічки, із зубцями на торцях, протилежних прилеглим до магніту; ротор виконано у вигляді двох сполучених з валом дисків; на кожному з них закріплено торцевою стороною магнітопровід, навитий із феромагнітної стрічки, іншу торцеву сторону якого (з боку статора) зроблено зубчастою, причому диски з магнітопроводами встановлено співвісно з відповідними пакетами статора, а самі диски та вал зроблено з феромагнітного матеріалу. Крім того, введено кільцеву обмотку з можливістю живлення її регульованим постійним струмом, яка механічно сполучена зі статором і охоплює вал в середній частині машини. Суть винаходу пояснюється кресленням, де на кресленні зображено поздовжній переріз пропонованого генератора. Індукторний генератор має у своєму складі статор з двома поздовжніми кільцевими пакетами 1 і 2, навитими з ізольованої феромагнітної стрічки, які прилягають першими торцевими сторонами до бокових поверхонь аксіально-намагніченого кільцевого магніту 3. Другі торцеві сторони пакетів (зовнішні) зроблено зубчастими; в їх пазах розміщено багатофазну обмотку 4. В середній частині машини розміщено кільцеву обмотку 5, яка охоплює вал 6 і механічно сполучена з постійним магнітом 3. Передбачено живлення обмотки 5 регульованим постійним струмом. Ротор виконано з двох частин, співвісних з пакетами статора і розташованих зовні відповідних пакетів. Кожну з частин ротора зроблено з кільцевим магнітопроводом 7, навитим із феромагнітної стрічки. Одну з торцевих сторін магнітопроводів 7 виконано зубчастою. Іншою торцевою стороною, яку зроблено гладкою, магнітопроводи закріплено на дисках 8, сполученими з валом б. Диски 8 і вал 6 зроблені з феромагнітного матеріалу. Кільцевий магніт 3 закріплено нерухомо у корпусі 9 із немагнітного матеріалу. До корпусу з обох його сторін по довжині примикають боковини 10, які опираються на підшипники 11, встановлені на валу 6. 1 UA 114021 C2 5 10 15 20 Пропонований індукторний генератор працює таким чином. Кільцевий постійний магніт 3 створює робочий магнітний потік (потік збудження), який проходить через кільцевий пакет статора 1 з багатофазною обмоткою 4 і через лівий повітряний проміжок у магнітопровід 7 лівої частини ротора, далі через диск 8 і вал 6 у праву частину ротора, і знову через відповідний диск 8 і магнітопровід 7 цієї частини та правий повітряний проміжок входить у кільцевий пакет статора 2 обмоткою 4 і далі в магніт 3, але з іншого боку. При обертанні вала 6 стороннім двигуном повітряні проміжки між зубцями пакетів 1, 2 статора і магнітопроводів 7 ротора періодично змінюються, що приводить до зміни магнітних опорів на шляху потоку збудження. При цьому змінюються за розміром магнітні потоки, зчеплені з котушками обмотки 4, що викликає появу в ній змінної електрорушійної сили (ЕРС). При живленні обмотки 5 регульованим постійним струмом створюється магніторушійна сила (МРС), яка діє узгоджено або зустрічно з МРС постійного магніту в залежності від напряму струму в обмотці. Зміна розміру струму в обмотці 5 забезпечує плавну зміну сумарної МРС і, відповідно, магнітного потоку збудження і ЕРС генератора. Виконання пакетів статора кільцевими, навитими з ізольованої феромагнітної стрічки, спростить конструкцію генератора і виключить використання додаткових витих магнітопроводів з радіальними розрізами, як це передбачено у прототипі. Виконання ротора з двох частин з кільцевими витими магнітопроводами, закріпленими на феромагнітних дисках, зменшить радіальний розмір машини. Введення в конструкцію кільцевої обмотки, що охоплює феромагнітний вал з можливістю живлення її регульованим постійним струмом, забезпечить відповідну зміну ЕРС генератора. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 30 35 Індукторний генератор, що містить статор з двома поздовжніми пакетами та з багатофазною обмоткою на кожному з пакетів і аксіально-намагнічений кільцевий постійний магніт, який розміщений між пакетами, та ротор, сполучений з валом, який відрізняється тим, що пакети статора виконано кільцевими, навитими з ізольованої феромагнітної стрічки, які прилягають першими торцевими сторонами до магніту, а другі торцеві сторони виконано зубчастими, ротор виконано у вигляді двох сполучених з валом дисків, на кожному з них закріплено торцевою стороною магнітопровід, навитий із феромагнітної стрічки, іншу торцеву сторону якого, з боку статора, виконано зубчастою, причому диски з магнітопроводами встановлено співвісно з відповідними пакетами статора, а диски та вал виконано з феромагнітного матеріалу, додатково введено кільцеву обмотку, виконану з можливістю живлення її регульованим постійним струмом, яка механічно сполучена зі статором і охоплює вал в середній частині машини. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2