Püsimagnetitest ergastavad sünkroongeneraatorid. Lõpeta püsimagnetitest ergastusega sünkroonne elektrigeneraator Magnetergastusega generaatorid

Seda tüüpi sünkroonmasinates moodustatakse pidevalt suunatud ergutusväli kasutades püsimagnetid. Sünkroonmasinad püsimagnetitega ei vaja ergutit ning on ergastuse ja libiseva kontakti kadude puudumise tõttu kõrge kasuteguriga, nende töökindlus on oluliselt kõrgem kui tavalistel sünkroonmasinatel, milles on sageli pöörlev ergutusmähis ja harjaseade. kahjustatud; lisaks ei vaja need kogu kasutusaja jooksul praktiliselt mingit hooldust.
Püsimagnetid võivad ergutusmähist asendada nii tavalistes mitmefaasilistes sünkroonmasinates kui ka kõikides eelpool kirjeldatud eriversioonides (ühefaasilised sünkroonmasinad, nokapoolusega sünkroonmasinad ja induktiivmasinad).
Püsimagnetiga sünkroonmasinad erinevad oma elektrilistest kolleegidest. magnetiline ergutus induktiivpooli magnetsüsteemide projekteerimine. Tavalise mittesiirduva poolusega sünkroonmasina rootori analoog on radiaalsuunas magnetiseeritud silindriline rõngakujuline magnet (joonis 6).

Induktiivpooli magnetsüsteemid silindriliste ja tähtmagnetitega;
a - tähekujuline magnet ilma pooluste kingadeta; b - neljapooluseline silindriline magnet

Riis. 2. Püsimagnetiga ergastav küünisekujuliste poolustega rootor:
1 - rõnga püsimagnet; 2 - lõunapooluste süsteemiga ketas; 3 - põhjapooluste süsteemiga ketas

Tavalise elektromagnetilise ergastusega masina väljapaistva poolusega rootor on sarnane tähekujulise magnetiga rootoriga joonisel fig. 1, a, milles magnet 1 on paigaldatud võllile 3 alumiiniumisulamist valandiga 2.

Küünispooluse rootoris (joonis 2) asendab rõngakujulist ergutusmähist aksiaalselt magnetiseeritud rõngakujuline magnet. Vastaspoolusega induktiivpooliga masinas vastavalt joonisele fig. elektromagnetilise ergastuse saab asendada magnetiga, nagu on näidatud joonisel fig. 3 (kolme väikese hamba asemel igas tsoonis I-IV on igas tsoonis üks hammas). Sama poolusega masinale on saadaval ka vastav magnetergastusega analoog. Püsimagnet võib sel juhul olla aksiaalselt magnetiseeritud rõnga kujul, mis sisestatakse raami ja otsakilbi vahele.

Riis. 3. Magnetoelektrilise ergastusega induktiivpooluse generaator:
OYA - armatuuri mähis; PM - püsimagnet
Püsimagnetiga sünkroonmasinate elektromagnetiliste protsesside kirjeldamiseks sobib üsna hästi elektromagnetilise ergastusega sünkroonmasinate teooria, mille alused on välja toodud peatüki eelmistes peatükkides. Kuid selleks, et seda teooriat kasutada ja rakendada generaatori- või mootorirežiimis püsimagnetitega sünkroonmasina karakteristikute arvutamiseks, peate esmalt määrama tühikäigu EMF E ehk ergastuskoefitsiendi r = Ef / U, püsimagneti demagnetiseerimiskõveralt ja arvutada induktiivtakistused Xad ja X, võttes arvesse magneti magnettakistuse mõju, mis võib olla nii oluline, et Xa(1< Xaq.
Püsimagnetitega masinad leiutati elektromehaanika arengu koidikul. Neid on aga viimastel aastakümnetel laialdaselt kasutatud seoses uute materjalide väljatöötamisega suure erimagnetenergiaga püsimagnetite jaoks (näiteks magnico või samariumil ja koobaltil põhinevad sulamid). Selliste magnetitega sünkroonmasinad võivad võistelda sünkroonmasinad millel on elektromagnetiline ergutus.

Lennukite pardavõrgu toiteks kiirete püsimagnetitega sünkroongeneraatorite võimsus ulatub kümnete kilovattideni. Generaatoreid ja väikese võimsusega püsimagnetmootoreid kasutatakse lennukites, autodes, traktorites, kus nende kõrge töökindlus on ülimalt oluline. mootoritena väike võimsus neid kasutatakse laialdaselt paljudes teistes tehnoloogiavaldkondades. Võrreldes reaktiivmootoritega on neil suurem kiirusstabiilsus, parem energiatõhusus, nende maksumus ja käivitusomadused on madalamad.
Käivitusmeetodite järgi jaotatakse väikese võimsusega püsimagnetitega sünkroonmootorid isekäivitavateks ja asünkroonkäivitusega mootoriteks.
Püsimagnetitega väikese võimsusega isekäivitavaid mootoreid kasutatakse kellamehhanismide ja erinevate releede, erinevate tarkvaraseadmete jms käitamiseks. Nende mootorite nimivõimsus ei ületa paari vatti (tavaliselt murdosa vatist). Käivitamise hõlbustamiseks on mootorid mitmepooluselised (p> 8) ja saavad toite ühefaasilisest toitesagedusvõrgust.
Meie riigis toodetakse selliseid mootoreid DSM-seerias, milles mitmepooluselise välja loomiseks kasutatakse staatori magnetahela nokakujulist konstruktsiooni ja ühefaasilist armatuurimähist.
Nende mootorite käivitamine toimub sünkroonse momendi tõttu, mis tekib pulseeriva välja interaktsioonist rootori püsimagnetitega. Selleks, et käivitamine toimuks edukalt ja õiges suunas, kasutatakse spetsiaalseid mehaanilisi seadmeid, mis võimaldavad rootoril ainult ühes suunas pöörata ja sünkroniseerimise ajal võlli küljest lahti ühendada
Asünkroonkäivitusega väikese võimsusega püsimagnetiga sünkroonmootoreid toodetakse püsimagneti ja käivituslühismähise radiaalse paigutusega ning püsimagneti ja käivituslühismähise aksiaalse paigutusega. Staatori konstruktsiooni järgi ei erine need mootorid elektromagnetilise ergastusega masinatest. Staatori mähis on mõlemal juhul kahe- või kolmefaasiline. Need erinevad ainult rootori konstruktsiooni poolest.
Radiaalse magneti paigutusega ja lühisega mähisega mootoris asetatakse viimane püsimagnetite lamineeritud poolusetükkide soontesse, vastuvõetavate lekkevoogude saamiseks on kõrvuti asetsevate otste vahel mittemagnetilised tühimikud. poolused. Mõnikord ühendatakse rootori mehaanilise tugevuse suurendamiseks otsad küllastuvate sildadega terveks rõngassüdamikuks.
Mootoris, millel on magneti aksiaalne asukoht ja lühismähis, hõivab osa aktiivsest pikkusest püsimagnet ja selle teisele osale lamineeritud magnetahel lühismähisega. magneti kõrvale ning nii püsimagnet kui ka lamineeritud magnetahel on paigaldatud ühisele võllile. Kuna püsimagnetmootorid jäävad käivitamisel erutatuks, on nende käivitamine ebasoodsam kui tavalistel mootoritel. sünkroonsed mootorid, mille ergastus on välja lülitatud. Seda seletatakse asjaoluga, et käivitamise ajal koos positiivse asünkroonmomendiga, mis tuleneb pöörleva välja vastasmõjust lühises mähises indutseeritud vooludega, mõjub rootorile negatiivne asünkroonmoment, mis tuleneb püsimagnetite vastastikmõjust. staatorimähises püsimagnetite välja poolt indutseeritud voolud.

Sünkroongeneraatorid

püsimagnetiga ergastusega

(välja töötatud 2012. aastal)

Kavandatav generaator vastavalt tööpõhimõttele on püsimagnetitest ergastav sünkroongeneraator. NeFeB kompositsioonimagnetid, mis loovad magnetvälja induktsiooniga 1,35 Tl, mis asub vahelduvate poolustega rootori ümbermõõdul.

E ergastub generaatori mähistes. ds, mille amplituudi ja sageduse määrab generaatori rootori pöörlemiskiirus.

Generaatori konstruktsioon ei sisalda purunevate kontaktidega kollektorit. Samuti pole generaatoril ergutusmähiseid, mis tarbivad lisavoolu.

Kavandatava disaini generaatori eelised:

1. Sellel on kõik püsimagnetiga sünkroongeneraatorite positiivsed omadused:

1) voolukollektoriharjade puudumine,

2) ergutusvoolu puudumine.

2. Enamikel samalaadsetest praegu toodetavatest sama võimsusega generaatoritest on massi ja suuruse parameetrid 1,5 - 3 korda suuremad.

3. Generaatori võlli nimipöörlemiskiirus - 1600 umbes./min. See vastab madala kiirusega diiselajamite pöörlemiskiirusele. Seetõttu saab tarbija meie generaatori abil üksikute elektrijaamade üleviimisel bensiinimootoritelt diiselmootoritele märkimisväärselt säästa kütust ja selle tulemusena väheneb kilovatt-tunni maksumus.

4. Generaatoril on väike käivitusmoment (alla 2 N × m), st käivitamisel ainult 200 ajamivõimsust teisip, ja generaatori käivitamine on võimalik alguses diislist endast ka ilma sidurita. Sarnastel turumootoritel on generaatori käivitamisel võimsusreservi loomiseks kiirendusperiood, kuna käivitamisel Gaasimootor töötab vähese energiatarbega režiimis.

5. 90% töökindlustasemega on generaatori ressurss 92 tuhat tundi (10,5 aastat pidevat töötamist). Tootjate (nagu ka generaatori turuanaloogide) deklareeritud ajami mootori töötsükkel kapitaalremondi vahel on 25–40 tuhat tundi. See tähendab, et meie generaator ületab tööaja töökindluse poolest seeriamootorite ja generaatorite töökindlust 2-3 korda.

6. Generaatori valmistamise ja kokkupanemise lihtsus - montaažikohaks võib olla lukksepatöökoda tüki- ja väiketootmiseks.

7. Generaatori lihtne kohandamine vahelduvvoolu väljundpingega:

1) 36 V, sagedus 50-400 Hz

2) 115 V, sagedus 50-400 Hz(lennuvälja elektrijaamad);

3) 220 V, sagedus 50-400 Hz;

4) 380 V, sagedus 50-400 Hz.

Generaatori põhikonstruktsioon võimaldab häälestada valmistatud toodet erinevatele sagedustele ja erinevatele pingetele ilma disaini muutmata.

8. Kõrge tuleohutus. Kavandatav generaator ei saa tuleallikaks isegi siis, kui koormusahelas või mähistes on lühis, mis on süsteemi konstruktsioonis kaasatud. See on väga oluline pardaelektrijaama generaatori kasutamisel veesõiduki, lennuki, aga ka erapuitelamuehituse jms kinnises ruumis.

9. Madal tase müra.

10. Kõrge hooldatavus.

0,5 generaatori parameetrid kW

Generaatori parameetrid võimsusega 2,5 kW

TULEMUSED:

Kavandatavat generaatorit saab valmistada kasutamiseks elektrigeneraatorikomplektides, mille võlli pöörlemissagedus on 1500-1600 pööret minutis. - individuaalseks kasutamiseks mõeldud diisel-, bensiini- ja aurugeneraatoriga elektrijaamades või kohalikes energiasüsteemides. Paarituna kordistiga saab elektromehaanilist energiamuundurit kasutada ka elektri tootmiseks väikese kiirusega generaatorisüsteemides, näiteks tuuleparkides, laineelektrijaamades jne mis tahes võimsusega. See tähendab, et elektromehaanilise muunduri ulatus muudab pakutud kompleksi (kordisti-generaatori) universaalseks. Tekstis toodud kaal, suurus ja muud elektrilised parameetrid annavad kavandatavale disainile turul analoogidega võrreldes selge konkurentsieelise.

Disaini aluseks olevad tootmispõhimõtted on suurel määral valmistatavad, põhimõtteliselt ei vaja täppismasinaparki ja on keskendunud masstootmisele. Selle tulemusena on disainil madal seeriatootmise hind.

Generaator Seade, mis muudab ühe energialiigi teiseks.
Sel juhul käsitleme mehaanilise pöörlemisenergia muundamist elektrienergiaks.

Selliseid generaatoreid on kahte tüüpi. Sünkroonne ja asünkroonne.

Sünkroongeneraator. Tööpõhimõte

tunnusmärk sünkroonne generaator on jäik seos sageduse vahel f staatori mähises ja rootori pöörlemissageduses esile kutsutud muutuv EMF n, mida nimetatakse sünkroonseks kiiruseks:

n = f/lk

kus lk- staatori ja rootori mähiste pooluste paaride arv.
Tavaliselt väljendatakse pöörlemiskiirust p / min ja EMF-i sagedust hertsides (1 / s), siis pöörete arvu kohta minutis on valem järgmine:

n = 60f/lk

Joonisel fig. 1.1 esitatud funktsionaalne diagramm sünkroonne generaator. Staatoril 1 on kolmefaasiline mähis, mis ei erine põhimõtteliselt asünkroonse masina sarnasest mähisest. Rootoril paikneb ergutusmähisega 2 elektromagnet, mis saab voolu alalisvool reeglina libisevate kontaktide kaudu, mis viiakse läbi kahe rootoril asuva libisemisrõnga ja kahe fikseeritud harja abil.
Mõnel juhul võib sünkroongeneraatori rootori konstruktsioonis kasutada elektromagnetite asemel püsimagneteid, siis puudub vajadus võlli kontaktide järele, kuid väljundpingete stabiliseerimise võimalused on oluliselt piiratud.

Ajamimootor (PD), mida kasutatakse turbiinina, sisepõlemismootorina või muu mehaanilise energia allikana, generaatori rootorit käitatakse sünkroonse kiirusega. Sel juhul pöörleb ka rootori elektromagneti magnetväli sünkroonse kiirusega ja indutseerib kolmefaasilises staatorimähises muutuva EMF-i. E A , E B ja E C , mis, olles sama väärtusega ja nihutatud faasis üksteise suhtes 1/3 perioodist (120 °), moodustavad sümmeetrilise kolmefaasilise EMF-süsteemi.

Kui koormus on ühendatud staatorimähise klemmidega C1, C2 ja C3, ilmuvad staatorimähise faasides voolud ma A , ma b, ma C , mis loovad pöörleva magnetvälja. Selle välja pöörlemissagedus on võrdne generaatori rootori pöörlemissagedusega. Seega pöörlevad sünkroongeneraatoris staatori magnetväli ja rootor sünkroonselt. Staatori mähise EMF-i hetkeväärtus vaadeldavas sünkroongeneraatoris

e = 2Blwv = 2πBlwDn

Siin: B– magnetinduktsioon õhupilus staatori südamiku ja rootori pooluste vahel, T;
l- staatori mähise ühe pilu poole aktiivne pikkus, s.o. staatori südamiku pikkus, m;
w- pöörete arv;
v = πDn– rootori pooluste lineaarne liikumiskiirus staatori suhtes, m/s;
D- staatori südamiku siseläbimõõt, m.

EMF valem näitab, et rootori konstantsel kiirusel n armatuurimähise (staatori) muutuva EMF-i graafiku kuju määrab ainult magnetinduktsiooni jaotusseadus B staatori ja rootori pooluste vahelises pilus. Kui magnetilise induktsiooni graafik tühimikus on sinusoid B = Bmax sinα, siis on generaatori EMF samuti sinusoidne. Sünkroonmasinate puhul püütakse alati saavutada induktsioonijaotus tühimikus võimalikult sinusoidaalsele.

Seega, kui õhuvahe δ konstant (joon. 1.2), siis magnetinduktsioon Bõhuvahes jaotub trapetsiseaduse järgi (graafik 1). Kui rootori pooluste servad on "faasitud" nii, et pooluse tükkide servade vahe on võrdne δ max (nagu on näidatud joonisel 1.2), siis magnetilise induktsiooni jaotuse graafik pilus läheneb sinusoidile (graafik 2) ja järelikult läheneb generaatori mähises indutseeritud EMF-i graafik sinusoidile. Sünkroongeneraatori EMF sagedus f(Hz) võrdeline sünkroonse rootori kiirusega n(r/s)

kus lk on pooluste paaride arv.
Vaadeldavas generaatoris (vt joon. 1.1) on kaks poolust, s.o. lk = 1.
Sellises generaatoris tööstusliku sagedusega (50 Hz) EMF-i saamiseks tuleb rootorit sagedusega pöörata. n= 50 p/min ( n= 3000 p/min).

Sünkroongeneraatorite ergutamise viisid

Kõige tavalisem viis sünkroongeneraatorite peamise magnetvoo loomiseks on elektromagnetiline ergutus, mis seisneb selles, et rootori poolustele asetatakse ergutusmähis, mille läbimisel alalisvool tekib MMF, mis loob magnetvälja. generaator. Kuni viimase ajani kasutati väljamähise toiteks peamiselt spetsiaalseid sõltumatu ergutusega alalisvoolugeneraatoreid, mida nimetatakse ergutiteks. V(Joon. 1.3, a). Ergastusmähis ( OV) toiteallikaks on teine generaator (paralleelergutus), mida nimetatakse alamergastiks ( PV). Sünkroongeneraatori, erguti ja alamerguti rootor asuvad ühisel võllil ja pöörlevad samaaegselt. Sel juhul siseneb vool sünkroongeneraatori ergutusmähisesse libisemisrõngaste ja harjade kaudu. Ergastusvoolu juhtimiseks kasutatakse reguleerivaid reostaate, mis sisalduvad erguti ergutusahelas r 1 ja alamerguti r 2. Keskmise ja suure võimsusega sünkroongeneraatorites on ergutusvoolu reguleerimise protsess automatiseeritud.

Sünkroongeneraatorites on kasutatud ka kontaktivaba elektromagnetilist ergutussüsteemi, milles sünkroongeneraatoril puuduvad rootoril libisemisrõngad. Sel juhul kasutatakse ergutina ümberpööratud sünkroongeneraatorit. V(joonis 1.3, b). Kolmefaasiline mähis 2 erguti, milles indutseeritakse muutuv EMF, asub rootoril ja pöörleb koos sünkroongeneraatori ergutusmähisega ning nende elektriühendus toimub läbi pöörleva alaldi 3 otse, ilma libisemisrõngaste ja harjadeta. Väljamähise alalisvoolutoide 1 erguti B viiakse läbi alamergistist PV- DC generaator. Liugkontaktide puudumine sünkroongeneraatori ergutusahelas võimaldab suurendada selle töökindlust ja tõhusust.

Sünkroongeneraatorites, sh hüdrogeneraatorites, on levinud iseergastumisprintsiip (joon. 1.4, a), kui ergastamiseks vajalik vahelduvenergia võetakse sünkroongeneraatori staatorimähiselt ning läbi astmelise trafo ja alaldi. pooljuhtmuundur PP teisendatakse alalisvooluks. Iseergastuse põhimõte põhineb asjaolul, et generaatori esialgne ergutus toimub masina jääkmagnetismi tõttu.

Joonisel fig. 1.4, b näitab plokkskeemi automaatne süsteem sünkroonse generaatori iseergutus ( SG) alaldi trafoga ( WT) ja türistori muundur ( TP), mille kaudu vahelduvvool staatori ahelast SG pärast alalisvooluks muundamist juhitakse see ergutusmähisesse. Türistori muundurit juhib automaatne ergutuskontroller ARV, mille sisend saab sisendis pingesignaale SG(pingetrafo kaudu TN) ja koormusvoolu SG(voolutrafost TT). Ahel sisaldab kaitseplokki ( BZ), mis kaitseb ergutusmähist ( OV) ülepinge ja voolu ülekoormuse eest.

Ergastusvõimsus on tavaliselt vahemikus 0,2% kuni 5% kasutatavast võimsusest (madalam väärtus kehtib suurte generaatorite puhul).
Madala võimsusega generaatorites kasutatakse masina rootoril asuvate püsimagnetitega ergastamise põhimõtet. See ergutusmeetod võimaldab säästa generaatorit ergutusmähisest. Selle tulemusena on generaatori disain oluliselt lihtsustatud, muutub ökonoomsemaks ja töökindlamaks. Kuid suure magnetenergiavaruga püsimagnetite valmistamise materjalide kõrge hinna ja nende töötlemise keerukuse tõttu on püsimagnetergastuse kasutamine piiratud masinatega, mille võimsus ei ületa paari kilovatti.

Sünkroongeneraatorid moodustavad elektrienergia tööstuse aluse, kuna peaaegu kogu elektrienergia maailmas toodetakse sünkroonsete turbo- või hüdrogeneraatoritega.
Samuti kasutatakse sünkroongeneraatoreid laialdaselt statsionaarsete ja mobiilsete elektripaigaldiste või diisel- ja bensiinimootoritega jaamade osana.

asünkroonne generaator. Erinevused sünkroonsest

Asünkroonsed generaatorid erinevad põhimõtteliselt sünkroonsetest generaatoritest, kuna rootori kiiruse ja genereeritud EMF vahel puudub jäik seos. Nende sageduste erinevust iseloomustab koefitsient s- libisemine.

s = (n - nr)/n

siin:
n- magnetvälja pöörlemissagedus (EMF sagedus).
n r- rootori pöörlemissagedus.

Lisateavet libisemise ja sageduse arvutamise kohta leiate artiklist: asünkroonsed generaatorid. Sagedus .

Tavarežiimis avaldab asünkroonse generaatori elektromagnetväli koormuse all rootori pöörlemisele pidurdusmomenti, seetõttu on magnetvälja muutumise sagedus väiksem, mistõttu libisemine on negatiivne. Positiivsete libisemiste piirkonnas töötavad generaatorid hõlmavad asünkroonseid tahhogeneraatoreid ja sagedusmuundureid.

Asünkroongeneraatorid valmistatakse olenevalt konkreetsetest kasutustingimustest kas oravpuuriga, faasi- või õõnesrootoriga. Rootori vajaliku ergutusenergia moodustumise allikateks võivad olla staatilised kondensaatorid või ventiilide muundurid koos ventiilide kunstliku lülitamisega.

Asünkroonseid generaatoreid saab klassifitseerida ergutusmeetodi, väljundsageduse olemuse (muutuv, konstantne), pinge stabiliseerimise meetodi, libisemise tööalade, konstruktsiooni ja faaside arvu järgi.
Kaks viimast tunnust iseloomustavad disainifunktsioonid generaatorid.
Väljundsageduse olemus ja pinge stabiliseerimise meetodid on suuresti määratud magnetvoo genereerimise viisiga.
Klassifikatsioon ergutusmeetodi järgi on peamine.

Arvestada võib nii iseergastusega kui ka sõltumatu ergastusega generaatoreid.

Asünkroonsete generaatorite iseergastust saab korraldada:
a) staatori- või rootoriahelas või samaaegselt primaar- ja sekundaarahelas sisalduvate kondensaatorite kasutamine;
b) ventiilide loomuliku ja kunstliku ümberlülitusega ventiilmuundurite abil.

Sõltumatut ergastamist saab läbi viia välisest vahelduvpingeallikast.

Vastavalt sageduse olemusele jagunevad iseergastuvad generaatorid kahte rühma. Esimene neist sisaldab praktiliselt konstantse (või konstantse) sagedusega allikaid, teine muutuva (reguleeritava) sagedusega allikaid. Viimaseid kasutatakse asünkroonsete mootorite toiteks sujuva kiiruse muutumisega.

Asünkroongeneraatorite tööpõhimõtet ja konstruktsiooni iseärasusi on plaanis käsitleda üksikasjalikumalt eraldi väljaannetes.

Asünkroonsed generaatorid ei vaja alalisvoolu ergastamiseks projekteerimisel keerulisi komponente ega suure magnetenergiaga varuga kallite materjalide kasutamist, seetõttu kasutavad neid mobiilsete elektripaigaldiste kasutajad nende lihtsuse ja hoolduse tagasihoidlikkuse tõttu laialdaselt. Neid kasutatakse seadmete toiteks, mis ei vaja jäika sidumist voolusagedusega.
Asünkroonsete generaatorite tehniliseks eeliseks võib tunnistada nende vastupidavust ülekoormustele ja lühistele.
Teavet mobiiligeneraatorite kohta leiate lehelt:
Diiselgeneraatorid.
asünkroonne generaator. Tehnilised andmed .
asünkroonne generaator. Stabiliseerimine.

Kommentaarid ja ettepanekud on oodatud ja teretulnud!

Leiutis käsitleb elektrotehnika ja elektrotehnika valdkonda, eelkõige püsimagnetitest ergastavaid sünkroongeneraatoreid. Tehniliseks tulemuseks on sünkroongeneraatori tööparameetrite laiendamine, pakkudes võimalust reguleerida nii selle aktiivvõimsust kui ka väljundi vahelduvpinget, samuti pakkudes võimalust kasutada seda keevitusvoolu allikana elektrikaare keevitamisel. erinevates režiimides. Püsimagnetitest ergastav sünkroongeneraator sisaldab tugilaagritega (1, 2, 3, 4) staatori laagrikoostu, millele on paigaldatud rõngakujuliste magnetahelate (5) rühm pooluste eenditega piki perifeeriat, mis on varustatud elektripoolidega. (6) asetatakse neile staatori mitmefaasiliste armatuurimähiste (7) ja (8) abil, mis on paigaldatud tugivõllile (9) koos tugilaagrite (1, 2, 3, 4) ümber pöörlemisvõimalusega. staatori laagrisõlm, rühm rõngakujulisi rootoreid (10), mille siseseintele on paigaldatud rõngakujulised rootorid (11) magnetpoolustega, mis vahelduvad p-paaridest ringsuunas ja mis katavad pooluse servad elektrimähistega (6) rõngakujulise staatori magnetahela armatuuri mähised (7, 8). Staatori laagrisõlm on valmistatud identsete moodulite rühmast. Staatori laagrisõlme moodulid on paigaldatud võimalusega pöörata neid üksteise suhtes ümber telje, tugivõlliga (9) männipuu ja on varustatud kinemaatiliselt ühendatud ajamiga nende nurga pööramiseks üksteise suhtes , ja nimetatud samanimeliste moodulite ankrumähiste faasid on omavahel ühendatud, moodustades staatori armatuuri mähise ühised faasid. 5 z.p. f-ly, 3 ill.

RF patendi 2273942 joonised

Leiutis käsitleb elektrotehnika valdkonda, eelkõige püsimagnetitest ergastavaid sünkroongeneraatoreid ja seda saab kasutada autonoomsetes toiteallikates autodel, paatidel, aga ka autonoomsetes toiteallikates tarbijatele mõlema standardse tööstusliku vahelduvvooluga. sagedusel ja suurendatud sagedusel ning autonoomsetes elektrijaamades keevitusvoolu allikana elektrikaarega keevitamisel põllul.

Tuntud püsimagnetitest ergastusega sünkroongeneraator, mis sisaldab tugilaagritega staatorikanduri komplekti, millele on monteeritud rõngakujuline magnetahel pooluste eenditega piki perifeeriat, mis on varustatud armatuuri staatorimähisega neile paigutatud elektripoolidega ja samuti paigaldatud mainitud tugilaagrites pöörlemisvõimalusega tugivõll, püsiergutusmagnetitega rootor (vt nt A.I. Voldek, " Elektriautod", Toim. Energy, Leningradi filiaal, 1974, lk 794).

Tuntud sünkroongeneraatori puudusteks on märkimisväärne metallikulu ja suured mõõtmed, mis on tingitud märkimisväärsest metallikulust ning rootori massiivse silindrilise kuju mõõtmed, mis on valmistatud kõvadest magnetsulamitest (nagu alni, alnico, magnico jne) valmistatud püsiergutusmagnetitega. .).

Tuntud on ka püsimagnetitest ergastav sünkroongeneraator, mis sisaldab tugilaagritega staatori laagrisõlme, millele on paigaldatud rõngakujuline magnetahel pooluste eenditega piki perifeeriat, mis on varustatud neile asetatud elektripoolidega koos armatuuri staatori mähisega, rõngakujuline rootor, mis on monteeritud pöörlemiseks ümber rõngakujulise staatori magnetahela, mille siseseinale on paigaldatud rõngakujuline magnetpoolus, mille magnetpoolused vahelduvad ringsuunas, kattes pooluse servad määratud rõngakujulise staatori magnetahela armatuurimähise elektrimähistega ( vt näiteks RF patent nr 2141716, klass N 02 K 21/12 taotluse nr 4831043/09 2. märtsil 1988 kohta).

Teadaoleva püsimagnetitest ergastava sünkroongeneraatori puuduseks on kitsad tööparameetrid, mis tulenevad sünkroongeneraatori aktiivvõimsuse juhtimise puudumisest, kuna selle sünkroonse induktiivpooli generaatori konstruktsioonis puudub võimalus kiiresti muuta. kindlaksmääratud rõngakujulise magnetosa üksikute püsimagnetite tekitatud kogumagnetvoo väärtus.

Lähim analoog (prototüüp) on püsimagnetitest ergastav sünkroongeneraator, mis sisaldab tugilaagritega staatorikanduri komplekti, millele on paigaldatud rõngakujuline magnetahel pooluste eenditega piki perifeeriat, mis on varustatud neile asetatud elektrimähistega multiga. -faasiankru staatori mähis, mis on paigaldatud tugivõllile koos pöörlemisvõimalusega nimetatud tugilaagrites ümber rõngakujulise staatori magnetahela; RF nr 2069441, klass H 02 K 21/22 vastavalt 06. aasta taotlusele nr 4894702/07 /01/1990).

Teadaoleva püsimagnetitest ergastava sünkroongeneraatori puuduseks on ka kitsad tööparameetrid, mis on tingitud nii suutmatusest juhtida sünkroonse induktiivpooli generaatori aktiivvõimsust kui ka suutmatusest kontrollida väljundi vahelduvpinge suurust, mis muudab selle. seda on kaarkeevitusel keevitusvoolu allikana raske kasutada (tuntud sünkroongeneraatori konstruktsioonis ei ole võimalik üksikute püsimagnetite kogumagnetvoo suurust kiiresti muuta, moodustades rõngakujulise magnetilise sisendi ise).

Käesoleva leiutise eesmärk on laiendada sünkroongeneraatori tööparameetreid, pakkudes võimalust reguleerida nii selle aktiivvõimsust kui ka vahelduvpinge reguleerimise võimalust, samuti pakkudes võimalust kasutada seda keevitusvoolu allikana. elektrilise kaarkeevituse läbiviimisel erinevates režiimides.

See eesmärk saavutatakse sellega, et püsimagnetitest ergastav sünkroongeneraator, mis sisaldab tugilaagritega staatori laagrisõlme, millele on monteeritud rõngakujuline magnetahel pooluste eenditega piki perifeeriat, mis on varustatud neile asetatud elektrimähistega. staatori mitmefaasiline armatuurmähis, mis on paigaldatud tugivõllile, millel on võimalus pöörata nimetatud tugilaagrites ümber rõngakujulise staatori magnetahela; staator on valmistatud rühmast identsetest moodulitest, millel on määratud rõngakujuline magnetahela ja rõngakujuline rootor, mis on paigaldatud ühele tugivõllile koos võimalusega pöörata neid üksteise suhtes ümber tugivõlliga koaksiaalse telje ja need on ühendatud nendega kinemaatiliselt ühendatud ajamiga, et neid üksteise suhtes pöörata, ja staatori laagrisõlme moodulites olevad armatuurimähiste samad faasid on omavahel ühendatud, moodustades staatori armatuurimähise ühised faasid.

Kavandatava püsimagnetitest ergastava sünkroongeneraatori täiendav erinevus seisneb selles, et staatori kanduri koostu kõrvuti moodulites asuvate rõngakujuliste rootorite rõngakujuliste magnetiliste sisetükkide samad magnetpoolused paiknevad üksteise suhtes samadel radiaaltasanditel ja staatorikanduri koostu ühes moodulis oleva armatuurimähise faasiotsad on ühendatud staatorikandurisõlme teises külgnevas moodulis oleva samanimelise armatuurimähise faaside algustega, moodustades omavahel ühenduses staatori ühised faasid. armatuuri mähis.

Lisaks sisaldab iga staatori laagrisõlme moodul välimise tõukeäärikuga rõngakujulist hülsi ja otsas keskse avaga tassi ning staatori laagrisõlme iga mooduli rõngakujuline rootor sisaldab rõngakujulist kesta sisemise tõukeäärikuga, millesse on paigaldatud vastav rõngakujuline magnetvahetükk. , kusjuures staatori laagrisõlme moodulite rõngakujulised puksid on nende sisemise silindrilise külgseina kaudu ühendatud ühe nimetatud tugilaagriga, millest teine on ühendatud näidatud vastavate tasside otstes olevate keskmiste avade seintega, rõngakujulise rootori rõngakujulised kestad on kinnitusdetailide abil jäigalt ühendatud tugivõlliga ja staatori vastavas moodulis rõngakujuline magnetahel laagrisõlm on paigaldatud kindlaksmääratud rõngakujulisele puksile, mis on välise tõukeäärikuga jäigalt kinnitatud tassi külgmise silindrilise seina külge ja moodustab koos viimasega rõngakujulise süvendi, millesse osuti asetatakse. vastav rõngakujuline magnetahel koos vastava staatori armatuuri mähise elektripoolidega. Kavandatava püsimagnetite ergastusega sünkroongeneraatori täiendav erinevus seisneb selles, et kõik kinnitussõlmed, mis ühendavad rõngakujulise rootori rõngakujulist kesta tugivõlliga, sisaldavad tugivõllile paigaldatud rummu koos äärikuga, mis on jäigalt kinnitatud sisemise tõukejõu ääriku külge. vastavast rõngakujulisest kestast.

Kavandatava püsimagnetitest ergastava sünkroongeneraatori täiendav erinevus seisneb selles, et staatorikanduri sõlme moodulite üksteise suhtes nurkpöörlemise ajam on paigaldatud tugisõlme abil staatorikanduri sõlme moodulitele.

Lisaks on staatori laagrisõlme moodulite üksteise suhtes nurkpööramise ajam valmistatud juhtkruvi ja mutriga kruvimehhanismina ning ajami tugisõlm sektsioonide nurkpööramiseks staatori kanduri koostu sisaldab tugikõrva, mis on kinnitatud ühele mainitud tassidest ja tugilatti teisele tassile. , samas kui juhtkruvi on ühest otsast teljega paralleelse telje kaudu pööratavalt ühendatud kaheastmelise hingega mainitud tugivõlli koos määratud tugivardaga, mis on tehtud piki ringikujulist juhtpilu ja kruvimehhanismi mutter on ühest otsast pöördeliselt ühendatud nimetatud kõrvaga, on teisest otsast valmistatud varrega läbinud tugivarras oleva juhtpilu ja varustatud lukustuselemendiga.

Leiutise olemust illustreerivad joonised.

joonisel fig 1 on kujutatud pikilõikes kavandatud püsimagnetitega ergastava sünkroongeneraatori üldvaade;

joonis fig 2 - vaade A joonisel fig 1;

Joonisel 3 on skemaatiliselt kujutatud sünkroongeneraatori magnetiline ergutusahel teostuses koos staatori armatuuri mähiste kolmefaasiliste elektriahelatega algses lähteasendis (ilma vastavate samanimeliste faaside nurknihketa staatorikanduri moodulites ühik) staatori pooluste paaride arvu jaoks p=8;

joonis fig 4 - sama, staatori ankurmähiste kolmefaasiliste elektriahelate faasid on paigutatud üksteise suhtes nurgaasendisse nurga all, mis on võrdne 360/2p kraadiga;

Joonis 5 näitab valikut elektriahel sünkroongeneraatori staatori armatuurimähiste ühendused generaatori faaside ühendamisega tähega ja samade faaside jadaühendus nende poolt moodustatud ühisfaasides;

joonisel fig 6 on kujutatud sünkroongeneraatori staatori armatuurimähiste ühendamiseks generaatori faaside kolmnurgas ühendamise ja samade faaside järjestikuse ühendamisega sünkroongeneraatori staatori armatuurimähiste ühendamise elektriskeemi teist varianti nende poolt moodustatud ühisfaasides;

Joonisel 7 on kujutatud sünkroongeneraatori faasipingete suuruse muutumise skemaatiline vektorskeem koos staatori armatuuri mähiste (vastavalt staatori kandeseadme moodulite) sama nimega faaside nurkpöördega. sobiv nurk ja kui need faasid on ühendatud vastavalt "tähe" skeemile;

Joonis 8 - sama, kui ühendate staatori ankrumähiste faasid vastavalt "kolmnurga" skeemile;

Joonisel 9 on kujutatud diagramm koos graafikuga sünkroongeneraatori väljundi lineaarpinge sõltuvusest staatori armatuurimähiste samade faaside geomeetrilisest pöördenurgast koos pinge vastava elektrilise pöördenurga vähendamisega. vektor faasis faaside ühendamiseks vastavalt "tähe" skeemile;

Joonisel 10 on kujutatud diagramm koos graafikuga sünkroongeneraatori väljundi lineaarpinge sõltuvusest staatori armatuurimähiste samade faaside geomeetrilisest pöördenurgast koos pinge vastava elektrilise pöördenurga vähendamisega. vektor faasis faaside ühendamiseks vastavalt "kolmnurga" skeemile.

Püsimagnetitest ergastav sünkroongeneraator sisaldab tugilaagritega 1, 2, 3, 4 staatori laagrikomplekti, millele on paigaldatud rühm identseid rõngakujulisi magnetsüdamikke 5 (näiteks pulberkomposiidist valmistatud monoliitsete ketaste kujul). magnetiliselt pehme materjal) pooluste eenditega piki perifeeriat, mis on varustatud neile asetatud mitmefaasiliste (näiteks kolmefaasiliste ja sisse) elektripoolidega 6 üldine juhtum m-faas) staatori armatuuri mähised 7, 8, mis on paigaldatud tugivõllile 9 pöörlemisvõimalusega nimetatud tugilaagrites 1, 2, 3, 4 ümber staatori laagrisõlme, rühm identseid rõngakujulisi rootoreid 10, rõngakujuliste magnetiliste sisestustega 11, mis on paigaldatud siseseintele (näiteks pulbrilisest magnetoanisotroopsest materjalist monoliitsete magnetrõngastena), mille magnetpoolused vahelduvad ümbermõõdu suunas p-paaridest (generaatori selles versioonis, magnetpooluste paaride arv p on 8), kattes pooluste väljaulatuvad osad staatori armatuurimähiste 7, 8 nende rõnga magnetahelate 5 elektripoolidega 6. Staatori laagrisõlm on valmistatud rühmast identseid mooduleid, millest igaüks sisaldab rõngakujulist puksi 12 koos välimise tõukeääriku 13 ja tassi 14, mille otsas 15 on keskne ava "a" ja külgmine silindriline sein. 16. Iga rõngakujuline rootor 10 sisaldab sisemise tõukeäärikuga 18 rõngakujulist kesta 17. Staatori laagrisõlme moodulite rõngakujulised puksid 12 on ühendatud nende sisemise silindrilise külgseinaga ühe mainitud tugilaagritega (koos tugilaagritega). 1, 3), millest teine (tugilaagrid 2, 4) on seotud vastavate klaaside 14 otstes 15 tsentraalsete avade "a" seintega. Rõngakujuliste rootorite 10 rõngakujulised kestad 17 on jäigalt ühendatud tugivõlliga 9 kinnitusdetailide abil ja iga staatori laagrisõlme vastava mooduli rõngakujuline magnetahel 5 on paigaldatud kindlaksmääratud rõngakujulisele hülsile 12, mis on jäigalt kinnitatud selle välimise tõukeäärikuga 13 külgmise silindrilise seinaga 16 tass 14 ja generatrix koos viimasega rõngakujuline õõnsus "b", millesse on paigutatud näidatud vastav rõngakujuline magnetahel 5 koos staatori vastava armatuurimähise (armatuurimähised 7, 8) elektripoolidega 6. Staatori laagrisõlme moodulid (rõngakujulised puksid 12 koos tassidega 14, mis moodustavad need moodulid) on paigaldatud võimalusega pöörata neid üksteise suhtes ümber tugivõlliga 9 koaksiaalse telje ja on varustatud kinemaatiliselt ühendatud ajam nende nurkpööramiseks üksteise suhtes, mis on paigaldatud tugisõlme abil staatori laagrisõlme moodulitele. Kõik kinnitusdetailid, mis ühendavad vastava rõngakujulise rootori 10 rõngakujulist kesta 17 tugivõlliga 9, sisaldavad rummu 19, mis on paigaldatud tugivõllile 9 koos äärikuga 20, mis on jäigalt kinnitatud vastava rõngakujulise kesta 17 sisemise tõukeääriku 18 külge. Ajam staatori laagrisõlme moodulite nurkpöördeks üksteise suhtes käesolevas konkreetses teostuses on valmistatud kruvimehhanismina koos juhtkruvi 21 ja mutriga 22 ning ajami tugisõlm. staatori laagrisõlme sektsioonide nurkpööre sisaldab ühele mainitud tassidest 14 kinnitatud tugikõrva 23 ja teisel klaasil 14 tugilatti 24. Juhtkruvi 21 on pööratavalt ühendatud kahekraadise hingega (kahe vabadusastmega liigend) ühes otsas "sisse" läbi telje 25, mis on paralleelne mainitud tugivõlli 9 teljega O-O1, koos kindlaksmääratud tugivardaga 24, mis on valmistatud piki ringikaare juhtpilu "g" ja kruvimehhanismi mutter 22 on ühest otsast pööratavalt ühendatud mainitud tugikõrvaga 23, teisest otsast tehakse varrega 26, mis on läbinud tugivarda juhtpilu "g". 24 ja on varustatud lukustuselemendiga 27 (lukumutter). Mutri 22 otsas, mis on pööratavalt ühendatud tugikõrvaga 23, on täiendav lukustuselement 28 (täiendav lukustusmutter). Tugivõll 9 on varustatud ventilaatoritega 29 ja 30 staatori armatuurimähiste 7, 8 jahutamiseks, millest üks (29) asub tugivõlli 9 ühes otsas ja teine (30) on paigutatud tugivõlli 9 vahele. staatori laagrisõlme sektsioonid ja paigaldatud tugivõllile 9. staatori laagrikoostu sektsioonide puksid 12 on tehtud ventilatsiooniavadega "d" välistel tõukeäärikutel 13 õhuvoolu suunamiseks vastavatesse rõngakujulistesse õõnsustesse "b " moodustatud rõngakujuliste pukside 12 ja tasside 14 poolt ning seeläbi jahutades ankurmähiseid 7 ja 8, mis on paigutatud elektripoolidesse 6 rõngakujuliste magnetsüdamike 5 pooluste eenditele. Tugivõlli 9 otsas, millel ventilaator 29 on paigaldatud kiilrihmaratas 31, mis juhib sünkroongeneraatori rõngakujulisi rootoreid 10. Ventilaator 29 kinnitatakse otse kiilrihmarattale 31. Kruvimehhanismi juhtkruvi 21 teise otsa on paigaldatud käepide 32 ajami kruvimehhanismi käsitsi juhtimiseks staatori laagrisõlme moodulite nurkpöörlemiseks üksteise suhtes. Rõngamagnetahelate ankru mähiste samanimelised faasid (A1, B1, C1 ja A2, B2, C2) on omavahel ühendatud staatori kandeseadme 5 moodulit, moodustades generaatori ühised faasid (samade faaside ühendamine). üldiselt nii jada- kui ka paralleelselt, samuti ühend ). Staatori laagrisõlme külgnevates moodulites rõngakujuliste rootorite 10 rõngakujuliste magnetiliste sisetükkide 11 samanimelised magnetpoolused ("põhja" ja vastavalt "lõuna") paiknevad üksteise suhtes samadel radiaaltasanditel. Esitatud teostuses on armatuurimähise (mähis 7) faaside (A1, B1, C1) otsad staatori laagrisõlme ühe mooduli rõngakujulises magnetahelas 5 ühendatud samade faaside algustega (A2). , B2, C2) ankru mähise (mähis 8) staatori kõrval asuvas teises mooduli laagrisõlmes, moodustades nende vahel järjestikku staatori armatuuri mähise ühised faasid.

Püsimagnetite ergastusega sünkroongeneraator töötab järgmiselt.

Ajamilt (näiteks sisepõlemismootorilt, peamiselt diiselmootorilt, joonisel pole näidatud) läbi kiilrihmülekande rihmaratta 31 edastatakse pöörlev liikumine rõngakujuliste rootoritega 10 tugivõllile 9. Kui Rõngakujulised rootorid 10 (rõngakujulised kestad 17) pöörlevad koos rõngakujuliste magnetiliste sisetükkidega 11 (näiteks monoliitsed magnetrõngad, mis on valmistatud pulbrilisest magnetoanisotroopsest materjalist) tekitavad pöörlevaid magnetvooge, mis tungivad läbi rõngakujuliste magnetsüdamike 11 ja rõngakujuliste magnetsüdamike 5 vahelise rõngakujulise pilu. näiteks monoliitsed kettad, mis on valmistatud pulberkomposiit magnetiliselt pehmest materjalist) staatori laagrisõlme moodulitest, samuti rõngakujuliste magnetsüdamike radiaalsete pooluste eendite läbistamist (tavaliselt pole joonisel näidatud) 5. Rõngakujulise pöörlemise ajal rootorite 10, rõngakujuliste magnetiliste sisestuste 11 "põhja" ja "lõuna" vahelduvate magnetpooluste vahelduv läbimine toimub ka rõngakujulise radiaalpooluse eendite kohal. staatori kandurisõlme moodulite magnetahelad 5, mis põhjustavad pöörleva magnetvoo pulsatsioone nii suuruses kui ka suunas nimetatud rõngakujuliste magnetahelate 5 radiaalpooluste eendites. staatori armatuurimähised 7 ja 8 vastastikuse faasinihkega mõlemas m-faasi ankurmähises 7 ja 8 nurga all, mis on võrdne 360/m elektrikraadiga, ning esitatud kolmefaasiliste ankrumähiste puhul 7 ja 8 in nende faasid (A1, B1, C1 ja A2, B2, C2) siinuskujulised vahelduvad elektromotoorjõud on indutseeritud jõud (EMF), mille faasinihe on omavahel 120 kraadise nurga all ja mille sagedus võrdub paaride arvu korrutisega (p) magnetpooluste rõngakujulises magnetsisendis 11 rõngakujuliste rootorite 10 pöörlemiskiirusega (magnetpooluste paaride arvu p = 8 korral indutseeritakse muutuv EMF valdavalt suurenenud sagedusega, näiteks sagedusega 400 Hz ). Vahelduvvool (näiteks kolmefaasiline või üldiselt m-faas), mis voolab läbi ühise staatori armatuuri mähise, mis on moodustatud ülaltoodud ühendusega armatuurimähiste samade faaside (A1, B1, C1 ja A2, B2, C2) vahel. 7 ja 8 kõrvuti asetsevates rõnga magnetsüdamikes 5, juhitakse väljundi elektritoite konnektoritesse (joonisel pole näidatud) vahelduvvoolu elektrienergia vastuvõtjate ühendamiseks (näiteks elektrimootorite, elektritööriistade, elektripumpade, kütteseadmete jne ühendamiseks). samuti elektrikeevitusseadmete ühendamiseks jne. ). Esitatud sünkroongeneraatori teostuses on väljundfaasi pinge (Uf) staatori ühises armatuurimähises (moodustunud ankru mähiste 7 ja 8 samade faaside vastavast ülalnimetatud ühendusest rõnga magnetahelates 5 ) staatori laagrisõlme moodulite algses lähteasendis (ilma staatori kandurisõlme kummagi mooduli nurga nihketa üksteise suhtes ja vastavalt ilma rõngakujuliste magnetsüdamike 5 nurknihketa üksteise suhtes pooluse eendid piki perifeeriat) võrdub staatorikanduri sõlme moodulite rõngakujuliste magnetsüdamike armatuurimähiste 7 ja 8 üksikute faasipingete (Uf1 ja Uf2) absoluutväärtuse summaga (üldjuhul , generaatori väljundfaasi kogupinge Uf võrdub pingevektorite geomeetrilise summaga armatuuri mähiste 7 ja 8 samanimelistes faasides A1, B1, C1 ja A2, B2, C2, vt joonis fig. 7 ja 8 koos pingeskeemidega). Kui on vaja muuta (vähendada) esitatud sünkroongeneraatori väljundfaasipinge Uph (ja vastavalt ka lineaarväljundi väljundpinge U l) suurust, et toita teatud vähendatud pingega elektrivastuvõtjaid (näiteks vahelduvvoolu kaare jaoks). keevitamine teatud režiimides), viiakse kandesõlme üksikute moodulite nurkpööramine läbi staatori üksteise suhtes teatud nurga all (antud või kalibreeritud). Sel juhul vabastatakse ajami kruvimehhanismi mutri 22 lukustuselement 27 staatori laagrisõlme moodulite nurkpööramiseks ja kruvimehhanismi juhtkruvi 21 pööratakse käepideme 32 abil. , mille tulemusena toimub mutri 22 nurkne liikumine mööda ringi kaare tugivarda 24 pilus "g" ja staatorikanduri koostu ühe mooduli pööre etteantud nurga all. selle staatori kandurisõlme teine moodul ümber tugivõlli 9 telje O-O1, teine staatori laagrisõlme moodul koos tugivardaga 24, millel on pilu "g", on fikseeritud asendis, st kinnitatud mis tahes alusele , ei ole esitatud joonisel tavapäraselt näidatud). Staatori laagrisõlme moodulite (rõngakujulised puksid 12 koos tassidega 14) pöördega üksteise suhtes ümber tugivõlli 9 telje O-O1 pööratakse ka rõngakujulisi magnetsüdamikke 5 koos pooluste eenditega piki perifeeriat. üksteise suhtes etteantud nurga all, mille tulemusena toimub ka pööre teineteise suhtes etteantud nurga all ümber pooluste endi eendite tugivõlli 9 telje O-O1 (tavaliselt pole näidatud joonis) staatori mitmefaasiliste (antud juhul kolmefaasiliste) armatuurimähiste 7 ja 8 elektrimähistega 6 ringmagnetahelates. Kui rõngakujuliste magnetahelate 5 pooluste eendeid pööratakse üksteise suhtes etteantud nurga all 360 / 2p kraadi piires, toimub staatori kandeseadme liikuva mooduli armatuurimähises faasipingevektorite proportsionaalne pöörlemine (s. sel juhul pöörlevad faasipinge vektorid Uf2 kandemooduli staatori armatuurimähises 7, millel on nurkpöörde võimalus) täpselt määratletud nurga all vahemikus 0–180 elektrikraadi (vt joonis 7 ja 8), mis viib sünkroongeneraatori väljundfaasipinge Uph muutumiseni sõltuvalt faasipingevektorite Uph2 elektrilisest pöördenurgast staatori ühe armatuurimähise 7 faasides A2, B2, C2 staatori vektori suhtes faasipinged Uf1 staatori teise armatuurimähise 8 faasides A1, B1, C1 (sellel sõltuvusel on konstruktsiooni iseloom, mis arvutatakse kaldkolmnurkade lahendamisel ja määratakse järgmise avaldise abil:

Esitatud sünkroongeneraatori väljundi tulemuseks oleva faasipinge Uf reguleerimisvahemik juhul, kui Uf1=Uf2 varieerub vahemikus 2Uf1 kuni 0, ja juhul, kui Uf2

Staatori kanduri koostu teostamine identsete moodulite rühmast koos näidatud rõngakujulise magnetahela 5 ja rõngakujulise rootoriga 10, mis on paigaldatud ühele tugivõllile 9, samuti staatori kanduri sõlme moodulite paigaldamine nende suhtelise pöörlemise võimalusega üksteisega ümber tugivõlliga 9 koaksiaalse telje, staatori laagrisõlme moodulite toide, mis on nendega kinemaatiliselt ühendatud nende üksteise suhtes nurkpöörlemise ajamiga ja ühendusega armatuuri mähiste 7 ja 8 samade faaside vahel staatorikanduri sõlme moodulites koos staatori armatuuri mähise ühiste faaside moodustamisega võimaldavad laiendada sünkroongeneraatori tööparameetreid, pakkudes võimalust reguleerida nii selle aktiivvõimsust kui ka väljundi reguleerimise võimalust. vahelduvvoolu pinge, samuti võimaluse kasutada seda keevitusvoolu allikana elektrilise kaarkeevituse läbiviimisel erinevates režiimides (pakkudes võimaluse reguleerida väärtust pinge faasinihe samades faasides A1, B1, C1 ja A2, B2, C2 ning üldiselt staatori armatuuri mähiste faasides Ai, Bi, Ci kavandatavas sünkroongeneraatoris). Kavandatavat püsimagnetitest ergastavat sünkroongeneraatorit saab staatori armatuuri mähiste sobiva ümberlülitusega kasutada mitmesuguste toitepinge parameetritega mitmefaasilise vahelduva mitmefaasilise elektrivoolu vastuvõtjate elektriga varustamiseks. Lisaks on kõrvuti asetsevates rõngakujulistes rootorites 10 olevate rõngakujuliste magnetiliste sisestuste 11 samade magnetpooluste ("põhja" ja vastavalt "lõuna") lisaasukoht samades radiaaltasandites üksteisega kongruentsed, samuti ühendus. armatuurimähise 7 faaside A1, B1, C1 otstest staatorikanduri koostu ühe mooduli rõngakujulises magnetahelas 5 koos armatuurimähise 8 samade faaside A2, B2, C2 algustega külgnevas staatorikanduri sõlme moodul (samanimelise staatori armatuuri mähise samade faaside jadaühendus) võimaldab tagada sünkroongeneraatori väljundpinge sujuva ja tõhusa reguleerimise maksimaalsest väärtusest (2U f1 ja sisse). staatori laagrisõlme sektsioonide arvu n üldjuhtum nU f1) kuni 0, mida saab kasutada ka spetsiaalsete elektrimasinate ja -paigaldiste elektriga varustamiseks.

NÕUE

1. Püsimagnetitest ergastav sünkroongeneraator, mis sisaldab tugilaagritega staatori laagrikoostu, millele on monteeritud rõngakujuline magnetahel pooluste eenditega piki perifeeriat, mis on varustatud mitmefaasilise armatuuri staatorimähisega neile paigutatud elektrimähistega , monteeritud tugivõllile pöörlemisvõimalusega mainitud tugilaagrites ümber rõngakujulise staatori magnetahela rõngakujulise magnetilise siseseinaga rõngarootori, mis on paigaldatud siseseinale p-paaridest ringsuunas vahelduvate magnetpoolustega, mis katab nimetatud rõngakujulise staatori magnetahela armatuurimähise elektripoolitega pooluste eendid, mida iseloomustab see, et staatori laagrisõlm on valmistatud rühmast identsetest moodulitest koos näidatud rõngakujulise magnetahelaga ja rõngakujulisest rootorist, mis on paigaldatud ühele tugivõllile, kusjuures staatori laagrisõlme moodulid on paigaldatud võimalusega pöörata neid üksteise suhtes ümber telje ja koaksiaalsed tugivõlliga ja varustatud kinemaatiliselt ühendatud ajamiga nende nurkpööramiseks üksteise suhtes ning staatori laagrisõlme moodulite armatuuri mähiste samad faasid on omavahel ühendatud, moodustades staatori armatuuri ühised faasid mähis.

2. Püsimagnetitest ergastav sünkroongeneraator vastavalt nõudluspunktile 1, mis erineb selle poolest, et staatorikanduri sõlme kõrvuti moodulite rõngakujuliste rootorite rõngakujuliste magnetosade samad magnetpoolused paiknevad üksteise suhtes samadel radiaaltasanditel. , ja staatorisõlme ühes kandemoodulis oleva ankrumähise faasiotsad on ühendatud staatorikoostu ühe kandemooduli samanimeliste armatuurimähise faaside algustega teises, külgnevas staatorikandurisõlme moodulis, moodustades üksteisega ühenduses ühise staatori armatuuri mähise faasid.

3. Püsimagnetitest ergastav sünkroongeneraator vastavalt nõudluspunktile 1, mis erineb selle poolest, et iga staatorikanduri sõlme moodul sisaldab välimise tõukeäärikuga rõngakujulist läbiviiku ja otsas keskavaga tassi ning rõngakujulist. Staatori kandurisõlme igas moodulis olev rootor sisaldab sisemise tõukeäärikuga rõngakujulist kesta, millesse on paigaldatud vastav rõngakujuline magnetosa, samas kui staatori laagrisõlme moodulite nimetatud rõngakujulised puksid on seotud nende sisemisega. silindriline külgsein ühe mainitud tugilaagriga, millest teine on seotud määratud vastavate klaaside otstes olevate keskmiste avade seintega, rõngakujulise rootori rõngakujulised kestad on jäigalt ühendatud tugivõlliga, kinnitusdetailid ja staatori laagrisõlme vastava mooduli rõngakujuline magnetahel on paigaldatud määratud rõngakujulisele hülsile, mis on välise tõukeäärikuga jäigalt kinnitatud virna külgmise silindrilise seina külge. ana ja moodustades koos viimasega rõngakujulise õõnsuse, millesse asetatakse näidatud vastav rõngakujuline magnetahel koos vastava staatori armatuuri mähise elektripoolidega.

4. Püsimagnetitest ergastav sünkroongeneraator vastavalt mis tahes nõudluspunktile 1-3, mis erineb selle poolest, et iga rõngakujulise rootori rõngakujulist kesta tugivõlliga ühendav kinnitus sisaldab äärikuga tugivõllile paigaldatud rummu. jäigalt kinnitatud vastava rõngakujulise kesta sisemise tõukeääriku külge.

5. Püsimagnetitest ergastav sünkroongeneraator vastavalt nõudluspunktile 4, mis erineb selle poolest, et staatorikanduri sõlme moodulite üksteise suhtes nurkpööramise ajam on monteeritud tugisõlme abil staatorikanduri sõlme moodulitele. .

6. Püsimagnetitest ergastav sünkroongeneraator vastavalt nõudluspunktile 5, mis erineb selle poolest, et staatorikanduri sõlme moodulite üksteise suhtes nurkpöörlemise ajam on valmistatud kruvimehhanismina koos juhtkruvi ja juhtkruviga. mutter ja staatori kanduri sõlme moodulite nurkpööramise ajami tugisõlm sisaldab ühele mainitud tassidest kinnitatud tugiaasa ja teisel tassil tugivarda, samas kui juhtkruvi on pööratavalt ühendatud kahe - astmeliigend ühest otsast läbi nimetatud tugivõlli teljega paralleelse telje, kusjuures määratud tugivarras on tehtud piki ringi kaarega paikneva juhtpiluga ja kruvimehhanismi mutter on ühest otsast pööratavalt ühendatud koos nimetatud kõrvaga, on tehtud teisest otsast tugivarda juhtpilust läbi viidud varrega ja varustatud lukustuselemendiga.

Kasulik mudel on seotud elektrotehnikaga, nimelt elektrimasinatega, ja käsitleb lõpp-tüüpi sünkroongeneraatorite konstruktsiooni täiustamist, mida saab kasutada eelkõige elektrienergia tootmiseks tuuleturbiinides. Generaatori konstruktsioon sisaldab korpust, kuhu on paigutatud elektromagnetilise süsteemi (rootor-staator-rootor) vahelduvad elemendid, mis on valmistatud fikseeritud võllile paigaldatud ketaste kujul, kus staatori ketas on viimasega jäigalt ühendatud, püsiv. magnetid on kinnitatud rootori ketastele ja staatori kettale - mähised, mis moodustavad selle rõngakujulise mähise, mille otste väljund väljub võlli aksiaalsest avast, kus korpus koosneb kahest varjest - eesmisest ja tagumisest, mis on paigaldatud võllile laagrid, esikilbil on kate-võll, rootori kettad on fikseeritud ülaltoodud kilpidele, staatori ketas fikseeritud võllile mõlemalt poolt mitme labaga linkidega, kus iga laba on paigutatud elektripoolide vahele tehnoloogilisesse pilusse . Selle generaatori eelised on järgmised: väiksemad, võrreldes teadaolevate sarnast tüüpi masinatega, millel on sama võimsus, kaal ja suurus; töökindlus; valmistamise lihtsus; kõrge efektiivsusega; generaatori kokkupanemise-demonteerimise valmistatavus ja hooldatavus; võimalus täita mis tahes mõõtmeid tänu staatori südamiku kinnitamisele fikseeritud võllile, mille mõlemal küljel on mitme labaga lingid.

Tuntud sünkroonne püsimagnetitest ergastav elektrigeneraator, valmistatud otsatüübil, sisaldab staatorit, mis koosneb kahest koaksiaalselt ja üksteisega paralleelselt paiknevast rõngakujulise magnetsüdamikuga osast, mille vahele asetatakse rootor.

Kasutatavas konstruktsioonis on rootor valmistatud ketta kujul, mille külge on mõlemale poole fikseeritud püsimagnetid, mille tulemusena saab neid ümbermagnetiseerida ühelt küljelt teisele, mis toob kaasa karakteristikute vähenemise. püsimagnetitest ja sellest tulenevalt generaatori efektiivsuse vähenemisest.

Vaadeldavale objektile kõige lähemal on püsimagnetitest ergastav ots-sünkroonne elektrigeneraator, mis sisaldab kahte püsimagnetiga rootorit ja nende vahel staatorit, mille mähised on paigutatud staatori otsapinnal asuvatesse radiaalsetesse soontesse.

Mähiste paigutamine piludesse vähendab töövahet, mis võib viia püsimagneti staatori südamiku kinnijäämiseni, mille tagajärjel generaator muutub

kasutuskõlbmatu. Pilude kasutamine toob kaasa voolude ebasoovitavate harmooniliste komponentide ilmnemise, pilu induktsiooni ja sellest tulenevalt kadude suurenemise ja vastavalt generaatori efektiivsuse vähenemise. Ketasrootorid on omavahel ühendatud jõutihvtide abil, mis vähendab konstruktsiooni jäikust ja töökindlust.

Kavandatava lahenduse tehniliseks tulemuseks on kasuliku mudelina välistada staatori südamiku võimalik kleepumine püsimagnetitega, mis tagab generaatori garanteeritud töö ning vähendab kadusid ning sellest tulenevalt suurendab efektiivsust läbi elektrienergia kasutamise. rõngakujuline staatori mähis. Sellel mudelil on jäigem konstruktsioon tänu rootorite ühendamisele üksteisega, kinnitades need generaatori korpuse külge, mis suurendab selle töökindlust. Staatori südamik on fikseeritud fikseeritud võllile, mille mõlemal küljel on mitme labaga lülid, mis vähendab püsimagnetitest ergastava otsapinna sünkroonse elektrigeneraatori kaalu ja mõõtmete näitajaid ning võimaldab generaatorit valmistada. piisavalt suure sise- ja välisläbimõõduga. Kavandatav mudel võimaldab tagada generaatori montaaži ja lahtivõtmise valmistatavuse ning hooldatavuse.

Kasulik mudel eeldab korpuse olemasolu, milles asuvad elektromagnetilise süsteemi (rootor-staator-rootor) vahelduvad elemendid, mis on valmistatud ketaste kujul ja kinnitatud fikseeritud võllile. Sellisel juhul on staator viimasega jäigalt ühendatud. Püsimagnetid on kinnitatud rootori ketastele ja mähised on kinnitatud staatori kettale, moodustades selle rõngakujulise mähise selle otste väljundiga läbi võlli aksiaalse ava. Korpus koosneb kahest varjest - eesmisest ja tagumisest, mis on paigaldatud võllile

laagrid. Esikilbil on võlli kate. Rootori kettad on fikseeritud ülaltoodud kilpidele ja staatori ketas on fikseeritud võllile mõlemalt poolt mitme labaga linkidega, kus iga tera asetatakse elektripoolide vahel olevasse tehnoloogilisesse pilusse.

joonisel fig 1 on kujutatud generaatorit pikisuunas; joonis 2 - staator (eestvaade).

Generaator koosneb staatorist 1 ja kahest rootorist 2. Staatori südamik on valmistatud ketta kujul, mis saadakse elektriterasest riba kerimisel tornile, mille välisläbimõõt on võrdne staatori siseläbimõõduga. Südamik on fikseeritud mitme labaga lülide 3 vahel mõlemal küljel. Iga tera asetatakse rõngakujulise mähise mähiste 4 vahele jäävasse tehnoloogilisesse pilusse. Mitme labaga lingid on poltidega kokku keeratud. Nende alused on valmistatud läbiviikude kujul, mis on paigaldatud fikseeritud võllile 5. Staatori võimaliku pöörlemise vältimiseks kinnitatakse lülid võtmega 6. Staatori teljesuunalise liikumise välistamiseks paigaldatakse üks mitme labaga lüli. surutakse vastu võlli õla ja teine on kinnitatud teraspuksi 7 abil, mis on ümbermõõdu ümber kolme poldi abil võlli külge kruvitud. Võllil on aksiaalne auk, mille kaudu tuuakse mähise otsad välja klemmikarbi.

Rootorite südamikud on valmistatud konstruktsiooniterasest, nagu staatori südamik, ketaste kujul, mille laius võrdub püsimagneti 8 pikkusega. Püsimagnetid on rõngakujulised sektorid ja on liimitud südamiku külge. Magnetite laius võrdub staatori poolide laiusega ja on lähedane pooluste jaotuse väärtusele. Nende mõõtmeid piirab ainult staatori mähise mähiste vahele asetatud tera laius. Südamikud kinnitatud

süvistatud kruvid otsakilpide 9 ja 10 siseküljele. Süvistatud kruvide kasutamine vähendab mürataset generaatori töö ajal. Kilbid on valmistatud alumiiniumisulamist. Need on omavahel ühendatud ka süvistatud kruvidega - ühel kilbil on spetsiaalsed süvendid, millesse surutakse terasmutrid (ühenduse tugevdamiseks, kuna alumiinium on pehme materjal), millesse kruvid on juba keeratud. Kilpidesse on paigaldatud püsivalt täidetud määrdega laagrid 11 ja kaks kaitseseibi. Laagrikilbil 9 on terasest võlli kate 12. See täidab selles generaatoris kahte funktsiooni: a) sulgeb laagri; b) võtab vastu ajami pöörlemise. Võlli kate kinnitatakse laagrikilbi külge selle siseküljelt 9 poldiga.

Selle generaatori töö toimub järgmiselt: ajam edastab pöördemomendi läbi võlli katte 12 kogu kehale, mille tulemusena hakkavad rootorid pöörlema. Selle generaatori tööpõhimõte on sarnane tuntud sünkroongeneraatorite tööpõhimõttega: rootorite 2 pöörlemisel ristub püsimagnetite magnetväli staatori mähise pöördeid, muutudes nii absoluutväärtuses kui ka suunas ning indutseerib neis muutuva elektromotoorjõu. Mähispoolid on ühendatud järjestikku nii, et nende elektromotoorjõud liidetakse. Tekkinud pinge võetakse mähise väljundotstest, mis lähevad võlli 5 aksiaalse ava kaudu klemmikarpi.

Selline generaatori konstruktsioon võimaldab teil välistada staatori südamiku võimaliku kleepumise püsimagnetitega ja seega tagada generaatori garanteeritud töö; annab

võime vähendada terase pulsatsiooni- ja pinnakadusid läbi piludeta südamiku ja rõngakujulise staatorimähise kasutamise, mille tulemusena suureneb efektiivsus. Samuti võimaldab see tõsta generaatori töökindlust tänu jäigema konstruktsiooni kasutamisele (rootorite ühendamine üksteisega, kinnitades need generaatori korpuse külge), sama võimsuse juures vähendada kaalu- ja suurusenäitajaid ning tehke mis tahes suurusega generaator, kinnitades staatori südamiku fikseeritud võlli külge, mille mõlemal küljel on mitme labaga lülid . Kavandatav mudel võimaldab tagada generaatori montaaži ja lahtivõtmise valmistatavuse ning hooldatavuse.

Püsimagnetite ergastusega lõpp-sünkroonne elektrigeneraator, mis sisaldab korpust, kuhu on paigutatud elektromagnetilise süsteemi vahelduvad elemendid (rootor - staator - rootor), mis on valmistatud fikseeritud võllile paigaldatud ketaste kujul, kus staatori ketas on jäigalt ühendatud viimaste külge on fikseeritud konstandid rootoriketaste magnetitele ja staatori kettale - mähised, mis moodustavad selle rõngakujulise mähise, mille otsad viivad välja läbi võlli aksiaalse ava, mida iseloomustab see, et korpus koosneb kahest varjest - eesmisest ja tagumisest. , paigaldatud võllile laagritesse, esikilbil on võlli kate, rootori kettad on kinnitatud ülaltoodud kilpidele, staatori ketas on fikseeritud võllile mõlemalt poolt mitme labaga linkidega, kuhu iga tera asetatakse tehnoloogiline lõhe elektripoolide vahel.