Szinkron generátorok állandó mágnesek gerjesztésével. Vég szinkron elektromos generátor állandó mágneses gerjesztéssel Mágneses gerjesztésű generátorok

Az ilyen típusú szinkrongépekben állandóan irányított gerjesztőtér képződik segítségével állandó mágnesek. Szinkron gépek permanens mágneseknél nem kell gerjesztő, és a gerjesztési és csúszóérintkezési veszteségek hiánya miatt nagy hatásfokkal rendelkeznek, megbízhatóságuk lényegesen nagyobb, mint a hagyományos szinkrongépeké, amelyekben a forgó gerjesztő tekercs és a kefeszerkezet gyakran sérült; ráadásul teljes élettartamuk alatt gyakorlatilag nem igényelnek karbantartást.
A permanens mágnesek helyettesíthetik a gerjesztő tekercset mind a hagyományos többfázisú szinkrongépekben, mind az összes fentebb leírt speciális változatban (egyfázisú szinkrongépek, csőrpólusú szinkrongépek és induktoros gépek).
Az állandó mágneses szinkrongépek különböznek elektromos társaiktól. mágneses gerjesztés induktor mágneses rendszerek tervezése. A hagyományos nem kiugró pólusú szinkrongép rotorjának analógja egy hengeres gyűrű alakú mágnes, amely sugárirányban mágnesezett (6. ábra).

Induktor mágneses rendszerek hengeres és csillagmágnesekkel;
a - csillag alakú mágnes pólussaru nélkül; b - négypólusú hengeres mágnes

Rizs. 2. Állandó mágnessel gerjesztett karmos pólusú rotor:
1 - gyűrűs állandó mágnes; 2 - egy lemez déli pólusrendszerrel; 3 - lemez az északi pólusok rendszerével

Egy hagyományos, elektromágneses gerjesztésű gép kiugró pólusú forgórésze hasonló a 2. ábrán látható csillag alakú mágneses rotorhoz. 1, a, amelyben az 1 mágnes a 3 tengelyre van felszerelve 2 alumíniumötvözet öntettel.

A körmös pólusú rotorban (2. ábra) egy axiálisan mágnesezett gyűrűs mágnes helyettesíti a gyűrű alakú gerjesztő tekercset. ábra szerinti ellentétes pólusú tekercses gépben. ábrán látható módon az elektromágneses gerjesztés helyettesíthető mágnesessel. 3 (az I-IV zónák három kis foga helyett minden zónában egy-egy fog található). Az azonos pólusú géphez egy megfelelő mágneses gerjesztésű analóg is elérhető. Az állandó mágnes ebben az esetben lehet egy axiálisan mágnesezett gyűrű, amelyet a keret és a végpajzs közé helyeznek.

Rizs. 3. Induktoros többpólusú generátor magnetoelektromos gerjesztéssel:
OYA - armatúra tekercselés; PM - állandó mágnes
Az elektromágneses folyamatok leírására permanens mágneses szinkrongépekben az elektromágneses gerjesztésű szinkrongépek elmélete nagyon alkalmas, melynek alapjait a fejezet előző fejezetei vázoljuk. Ahhoz azonban, hogy ezt az elméletet felhasználhassuk és alkalmazzuk egy állandó mágneses szinkrongép jellemzőinek kiszámításához generátor vagy motor üzemmódban, először meg kell határozni az üresjárati EMF E-t vagy a gerjesztési együtthatót r = Ef / U, az állandó mágnes lemágnesezési görbéjéből, és számítsa ki az Xad és X induktív ellenállásokat, figyelembe véve a mágnes mágneses ellenállásának hatását, amely olyan jelentős lehet, hogy Xa(1< Xaq.
Az állandó mágneses gépeket az elektromechanika fejlődésének hajnalán találták fel. Az utóbbi évtizedekben azonban széles körben alkalmazták őket a nagy fajlagos mágneses energiájú állandó mágnesek új anyagainak kifejlesztésével kapcsolatban (például magnico vagy szamárium- és kobaltalapú ötvözetek). Az ilyen mágnesekkel ellátott szinkron gépek versenyezhetnek szinkron gépek elektromágneses gerjesztéssel.

A repülőgépek fedélzeti hálózatának táplálására szolgáló állandó mágneses nagy sebességű szinkrongenerátorok teljesítménye eléri a tíz kilowattot. A generátorokat és a kis teljesítményű állandó mágneses motorokat repülőgépekben, autókban, traktorokban alkalmazzák, ahol ezek nagy megbízhatósága kiemelten fontos. mint motorok alacsony fogyasztású széles körben használják a technológia számos más területén. A sugárhajtóművekhez képest nagyobb a fordulatszám-stabilitásuk, jobb az energiateljesítményük, költségükben és indítási tulajdonságaikban is alacsonyabbak.
Az indítási módok szerint a kis teljesítményű állandó mágneses szinkronmotorokat önindító és aszinkronindítású motorokra osztják.
A kis teljesítményű, állandó mágneses önindító motorok óramechanizmusok és különféle relék, különféle szoftvereszközök stb. Ezeknek a motoroknak a névleges teljesítménye nem haladja meg a néhány wattot (általában a watt töredékét). Az indítás megkönnyítése érdekében a motorok többpólusúak (p> 8), és egyfázisú tápfrekvenciás hálózatról táplálják őket.
Hazánkban a DSM sorozatban gyártanak ilyen motorokat, amelyekben az állórész mágneses áramkörének csőr alakú kialakítása és az egyfázisú armatúra tekercselés többpólusú mező létrehozására szolgál.
Ezeknek a motoroknak az indítása a pulzáló mező és a forgórész állandó mágnesei közötti kölcsönhatás szinkron nyomatéka miatt történik. A sikeres és megfelelő irányú kilövés érdekében speciális mechanikus eszközöket használnak, amelyek lehetővé teszik, hogy a rotor csak egy irányba forogjon, és szinkronizálás közben lekapcsolja a tengelyről
Az aszinkron indítású, kis teljesítményű állandó mágneses szinkronmotorokat állandó mágnes és indító zárlatos tekercs radiális elrendezésével, valamint állandó mágnes és indító rövidre zárt tekercs tengelyirányú elrendezésével gyártják. Az állórész kialakítása szerint ezek a motorok nem különböznek az elektromágneses gerjesztésű gépektől. Az állórész tekercselése mindkét esetben két- vagy háromfázisú. Csak a rotor kialakításában különböznek egymástól.
A mágnes radiális elrendezésű és rövidre zárt tekercselésű motorban az utóbbit az állandó mágnesek laminált pólusdarabjainak hornyaiba helyezik, az elfogadható szivárgási fluxusok elérése érdekében a szomszédos mágnesek csúcsai között nem mágneses rések vannak. pólusok. Néha a forgórész mechanikai szilárdságának növelése érdekében a csúcsokat telíthető hidakkal kombinálják egy teljes gyűrűmagba.
A mágnes tengelyirányban elhelyezett és rövidre zárt tekercselésű motorban az aktív hossz egy részét állandó mágnes, a másik felé pedig egy laminált mágneses áramkör van elhelyezve rövidre zárt tekercseléssel. a mágnes mellett, és az állandó mágnes és a laminált mágneses áramkör is közös tengelyre van felszerelve. Tekintettel arra, hogy az állandó mágneses motorok indításkor izgatottak maradnak, indításuk kedvezőtlenebb, mint a hagyományos motoroké. szinkron motorok, melynek gerjesztése ki van kapcsolva. Ez azzal magyarázható, hogy az indítás során a forgó mező és a rövidre zárt tekercsben indukált áramok kölcsönhatásából származó pozitív aszinkron nyomaték mellett negatív aszinkron nyomaték hat a rotorra az állandó mágnesek kölcsönhatásából adódóan. az állórész tekercsében az állandó mágnesek mezeje által indukált áramok.

Szinkron generátorok

állandó mágneses gerjesztéssel

(2012-ben fejlesztették)

A javasolt generátor a működési elv szerint egy szinkron generátor, állandó mágnesek gerjesztésével. NeFeB összetételű mágnesek, amelyek 1,35-ös indukciós mágneses teret hoznak létre Tl, amely a rotor kerülete körül helyezkedik el váltakozó pólusokkal.

E a generátor tekercseiben gerjesztődik. ds, amelynek amplitúdóját és frekvenciáját a generátor forgórészének forgási sebessége határozza meg.

A generátor kialakítása nem tartalmaz törhető érintkezős kollektort. A generátornak nincsenek olyan gerjesztő tekercsei sem, amelyek további áramot fogyasztanak.

A javasolt tervezés generátorának előnyei:

1. Rendelkezik az állandó mágneses szinkrongenerátorok összes pozitív tulajdonságával:

1) áramgyűjtő kefék hiánya,

2) a gerjesztőáram hiánya.

2. A legtöbb hasonló, jelenleg gyártott, azonos teljesítményű generátor tömeg- és méretparaméterei 1,5-3-szor nagyobbak.

3. A generátor tengelyének névleges fordulatszáma - 1600 ról ről./min. Ez megfelel az alacsony fordulatszámú dízelhajtások forgási sebességének. Ezért amikor az egyes erőműveket benzinmotorról dízelmotorra állítjuk át generátorunk segítségével, a fogyasztó jelentős üzemanyag-megtakarítást ér el, és ennek eredményeként a kilowattóránkénti költség csökken.

4. A generátor kis indítónyomatékkal rendelkezik (kevesebb, mint 2 N×m), azaz indításkor csak 200 hajtási teljesítmény kedd, és a generátor elindítása magáról a dízelről induláskor, kuplung nélkül is lehetséges. A hasonló piaci motorok gyorsulási periódussal rendelkeznek, hogy tartalékot képezzenek a generátor indításakor, mivel indításkor Gázmotor alacsony fogyasztású üzemmódban működik.

5. 90%-os megbízhatósági szint mellett a generátor erőforrása 92 ezer óra (10,5 év non-stop üzem). A hajtómotor működési ciklusa a nagyjavítások között, a gyártók (valamint a generátor piaci analógjai) által bejelentett, 25-40 ezer óra. Azaz generátorunk üzemidő-megbízhatóság tekintetében 2-3-szor haladja meg a soros motorok és generátorok megbízhatóságát.

6. A generátor egyszerű gyártása és összeszerelése - az összeszerelés helyszíne lehet egy lakatos műhely darab- és kisipari gyártáshoz.

7. A generátor egyszerű adaptálása az AC kimeneti feszültséghez:

1) 36 V, frekvencia 50-400 Hz

2) 115 V, frekvencia 50-400 Hz(repülőtéri erőművek);

3) 220 V, frekvencia 50-400 Hz;

4) 380 V, frekvencia 50-400 Hz.

A generátor alapvető kialakítása lehetővé teszi, hogy a legyártott terméket különböző frekvenciákra és különböző feszültségekre hangoljuk anélkül, hogy a kialakítást megváltoztatnánk.

8. Magas tűzbiztonság. A javasolt generátor nem válhat tűzforrássá, még akkor sem, ha a terhelési áramkörben vagy a tekercsekben rövidzárlat van, ami a rendszer kialakításában szerepel. Ez nagyon fontos, ha generátort használnak egy fedélzeti erőműhöz vízi hajók, repülőgépek, valamint faház-építés stb. zárt térében.

9. Alacsony szint zaj.

10. Magas karbantarthatóság.

0,5 generátor paraméterei kW

A 2,5 teljesítményű generátor paraméterei kW

EREDMÉNYEK:

A javasolt generátor 1500-1600 ford./perc tengelyfordulatszámú elektromos generátoregységekben való használatra gyártható. - dízel-, benzin- és gőzfejlesztő erőművekben egyéni használatra vagy helyi energiarendszerekben. Az elektromechanikus energiaátalakító szorzóval párosítva kis fordulatszámú generátorrendszerekben, például szélerőművekben, hullámerőművekben stb. is használható elektromos áram előállítására, bármilyen teljesítményű. Vagyis az elektromechanikus átalakító hatóköre univerzálissá teszi a javasolt komplexumot (multiplikátor-generátor). A szövegben megadott tömeg, méret és egyéb elektromos paraméterek egyértelmű versenyelőnyt biztosítanak a javasolt konstrukciónak a piacon az analógokhoz képest.

A tervezés alapjául szolgáló gyártási elvek nagymértékben legyárthatóak, alapvetően nem igényelnek precíziós gépparkot és tömeggyártásra koncentrálnak. Ennek eredményeként a tervezés alacsony sorozatgyártási költséggel jár.

Generátor Olyan eszköz, amely az egyik energiaformát egy másik formává alakítja át.
Ebben az esetben a forgás mechanikai energiájának elektromos energiává való átalakítását vesszük figyelembe.

Kétféle ilyen generátor létezik. Szinkron és aszinkron.

Szinkron generátor. Működési elve

fémjel szinkron generátor merev kapcsolat a frekvencia között f az állórész tekercsében és a forgórész fordulatszámában indukált változó EMF n, az úgynevezett szinkron sebesség:

n = f/p

ahol p- az állórész és a forgórész tekercseinek póluspárjainak száma.
Általában a forgási sebességet fordulatszámban, az EMF-frekvenciát pedig Hertzben (1 / s) fejezik ki, majd a percenkénti fordulatszámra a képlet a következő:

n = 60f/p

ábrán 1.1 bemutatva funkcionális diagram szinkron generátor. Az 1 állórészen háromfázisú tekercs van, amely alapvetően nem különbözik az aszinkron gép hasonló tekercsétől. A forgórészen egy elektromágnes található 2 gerjesztőtekerccsel, amely energiát kap egyenáram rendszerint csúszó érintkezőkön keresztül, a rotoron elhelyezett két csúszógyűrűvel és két rögzített kefével.
Egyes esetekben a szinkron generátor forgórészének kialakításánál elektromágnesek helyett állandó mágnesek alkalmazhatók, ekkor nincs szükség érintkezőkre a tengelyen, viszont a kimeneti feszültségek stabilizálásának lehetőségei jelentősen korlátozottak.

Meghajtómotor (PD), amelyet turbinaként, belső égésű motorként vagy más mechanikai energiaforrásként használnak, a generátor rotorját szinkron fordulatszámmal hajtják. Ebben az esetben a rotor elektromágnesének mágneses tere is szinkron sebességgel forog, és változó EMF-et indukál a háromfázisú állórész tekercsben E A , E Zenekar E C , amelyek azonos értékűek és a periódus 1/3-ával (120°) egymáshoz képest eltolt fázisban szimmetrikus háromfázisú EMF rendszert alkotnak.

Az állórész tekercs C1, C2 és C3 kapcsaira csatlakoztatott terhelés esetén az állórész tekercselés fázisaiban áramok jelennek meg én A , én b, én C , amelyek forgó mágneses teret hoznak létre. Ennek a mezőnek a forgási frekvenciája megegyezik a generátor forgórészének forgási frekvenciájával. Így egy szinkron generátorban az állórész mágneses tere és a forgórész szinkronban forog. Az állórész tekercsének EMF pillanatnyi értéke a szóban forgó szinkrongenerátorban

e = 2Blwv = 2πBlwDn

Itt: B– mágneses indukció az állórész magja és a forgórész pólusai közötti légrésben, T;
l- az állórész tekercs egyik résoldalának aktív hossza, pl. állórész maghossza, m;
w- a fordulatok száma;
v = πDn– a forgórész pólusainak lineáris mozgási sebessége az állórészhez képest, m/s;
D- az állórész mag belső átmérője, m.

Az EMF képlet azt mutatja, hogy állandó forgórész-fordulatszám mellett n az armatúra tekercs (állórész) változó EMF grafikonjának alakját kizárólag a mágneses indukció eloszlási törvénye határozza meg B az állórész és a forgórész pólusai közötti résben. Ha a mágneses indukció grafikonja a résben szinuszos B = Bmax sinα, akkor a generátor EMF-je is szinuszos lesz. Szinkron gépeknél mindig arra törekednek, hogy a rés indukciós eloszlása ​​a lehető legközelebb legyen a szinuszoshoz.

Tehát, ha a légrés δ állandó (1.2. ábra), majd a mágneses indukció B a légrésben a trapéztörvény szerint oszlik el (1. grafikon). Ha a rotor pólusainak élei úgy vannak "ferdítve", hogy a pólusdarabok szélein a rés egyenlő δ max (ahogy az 1.2. ábrán látható), akkor a résben a mágneses indukció eloszlásának grafikonja egy szinuszoshoz (2. grafikon) fog közelíteni, és ennek következtében a generátor tekercsében indukált EMF grafikonja egy szinuszoshoz fog közelíteni. A szinkron generátor EMF frekvenciája f(Hz) arányos a szinkron rotor fordulatszámával n(r/s)

ahol p a póluspárok száma.
A vizsgált generátorban (lásd 1.1. ábra) két pólus van, i.e. p = 1.
Az ipari frekvenciájú (50 Hz) EMF eléréséhez egy ilyen generátorban a rotort frekvenciával kell forgatni. n= 50 ford./perc ( n= 3000 ford./perc).

A szinkrongenerátorok gerjesztésének módjai

A szinkrongenerátorok fő mágneses fluxusának létrehozásának legáltalánosabb módja az elektromágneses gerjesztés, amely abból áll, hogy a rotor pólusaira gerjesztő tekercset helyeznek el, amikor egyenáram halad át rajta, MMF keletkezik, amely mágneses mezőt hoz létre a rotor pólusaira. a generátor. Egészen a közelmúltig a terepi tekercs táplálására főként speciális, független gerjesztésű egyenáramú generátorokat, úgynevezett gerjesztőket használtak. V(1.3. ábra, a). gerjesztő tekercs ( OV) egy másik generátor (párhuzamos gerjesztés) hajtja meg, az úgynevezett részgerjesztő ( PV). A szinkrongenerátor forgórésze, a gerjesztő és az algerjesztő közös tengelyen helyezkednek el, és egyidejűleg forognak. Ebben az esetben az áram csúszógyűrűkön és keféken keresztül jut be a szinkrongenerátor gerjesztő tekercsébe. A gerjesztőáram szabályozására beállító reosztátokat használnak, amelyek a gerjesztő gerjesztő áramkörébe tartoznak r 1 és részgerjesztő r 2. A közepes és nagy teljesítményű szinkron generátorokban a gerjesztőáram szabályozási folyamata automatizált.

A szinkron generátoroknál érintésmentes elektromágneses gerjesztő rendszert is alkalmaztak, amelyben a szinkrongenerátornak nincs csúszógyűrűje a forgórészen. Ebben az esetben egy fordított szinkron generátort használnak gerjesztőként. V(1.3. ábra, b). Háromfázisú tekercselés 2 gerjesztő, amelyben a változó EMF indukálódik, a forgórészen helyezkedik el, és a szinkrongenerátor gerjesztő tekercsével együtt forog, és elektromos bekötésük egy forgó egyenirányítón keresztül történik 3 közvetlenül, csúszógyűrűk és kefék nélkül. A terepi tekercs egyenáramú táplálása 1 A B gerjesztő a részgerjesztőből történik PV- DC generátor. A csúszóérintkezők hiánya a szinkrongenerátor gerjesztő áramkörében lehetővé teszi a működési megbízhatóság és hatékonyság növelését.

A szinkrongenerátorokban, így a hidrogenerátorokban is elterjedt az öngerjesztési elv (1.4. ábra, a), amikor a gerjesztéshez szükséges váltóáramú energiát a szinkrongenerátor állórész tekercséből és egy lecsökkentő transzformátoron és egyenirányítón keresztül veszik. félvezető átalakító PP egyenárammá alakítva. Az öngerjesztés elve azon a tényen alapul, hogy a generátor kezdeti gerjesztése a gép maradék mágnesessége miatt következik be.

ábrán 1.4, b egy blokkdiagramot mutat automatikus rendszer szinkron generátor öngerjesztése ( SG) egyenirányító transzformátorral ( WT) és tirisztoros átalakító ( TP), amelyen keresztül váltakozó áramú tápellátás az állórész áramköréből SG egyenárammá alakítás után a gerjesztő tekercsbe kerül. A tirisztoros átalakítót egy automatikus gerjesztésvezérlő vezérli ARV, melynek bemenete feszültségjeleket kap a bemeneten SG(feszültség transzformátoron keresztül TN) és a terhelési áram SG(áramváltóról TT). Az áramkör tartalmaz egy védelmi blokkot ( BZ), amely védelmet nyújt a gerjesztő tekercsnek ( OV) túlfeszültség és áram túlterhelés ellen.

A gerjesztési teljesítmény jellemzően a felhasználható teljesítmény 0,2%-a és 5%-a között van (a nagy generátorokra alacsonyabb érték vonatkozik).
Az alacsony teljesítményű generátorokban a gép forgórészén elhelyezett állandó mágnesekkel való gerjesztés elvét alkalmazzák. Ez a gerjesztési módszer lehetővé teszi a generátor megmentését a gerjesztő tekercstől. Ennek eredményeként a generátor kialakítása jelentősen leegyszerűsödik, gazdaságosabbá és megbízhatóbbá válik. A nagy mágneses energiával rendelkező permanens mágnesek gyártásához szükséges anyagok magas költsége és feldolgozásuk bonyolultsága miatt azonban az állandó mágneses gerjesztés alkalmazása néhány kilowattnál nem nagyobb teljesítményű gépekre korlátozódik.

Szinkron generátorok a villamosenergia-ipar alapját képezik, mivel a világ szinte teljes villamos energiáját szinkron turbó- vagy hidrogenerátorok állítják elő.
Ezenkívül a szinkron generátorokat széles körben használják helyhez kötött és mobil elektromos berendezések vagy dízel- és benzinmotorokkal kiegészített állomások részeként.

aszinkron generátor. Különbségek a szinkrontól

Az aszinkron generátorok alapvetően különböznek a szinkron generátoroktól, mivel nincs merev kapcsolat a rotor sebessége és a generált EMF között. A frekvenciák közötti különbséget az együttható jellemzi s- csúszó.

s = (n - nr)/n

itt:
n- a mágneses tér forgási frekvenciája (EMF frekvencia).
n r- a forgórész forgási gyakorisága.

A csúszás és a frekvencia kiszámításáról további részletek a következő cikkben találhatók: aszinkron generátorok. Frekvencia .

Normál üzemmódban az aszinkron generátor elektromágneses tere terhelés alatt fékezőnyomatékot fejt ki a forgórész forgására, ezért a mágneses tér változásának gyakorisága kisebb, így a csúszás negatív lesz. A pozitív szlipek tartományában működő generátorok közé tartoznak az aszinkron tachogenerátorok és a frekvenciaváltók.

Az aszinkron generátorok a konkrét alkalmazási feltételektől függően mókuskalitkás, fázis- vagy üreges rotorral készülnek. A forgórész szükséges gerjesztési energiájának kialakulásának forrásai statikus kondenzátorok vagy szelep átalakítók lehetnek a szelepek mesterséges kapcsolásával.

Az aszinkron generátorok osztályozhatók a gerjesztés módja, a kimeneti frekvencia jellege (változó, állandó), a feszültségstabilizálás módja, a csúszási munkaterületek, a kialakítás és a fázisszám szerint.
Az utolsó két jellemző jellemzi tervezési jellemzők generátorok.
A kimeneti frekvencia jellegét és a feszültségstabilizálás módszereit nagymértékben meghatározza a mágneses fluxus létrehozásának módja.
A gerjesztés módszere szerinti osztályozás a fő.

Lehetséges öngerjesztésű és független gerjesztésű generátorokat is figyelembe venni.

Az aszinkron generátorok öngerjesztése megszervezhető:
a) az állórész vagy a forgórész áramkörében vagy egyidejűleg a primer és szekunder körben lévő kondenzátorok használatával;
b) természetes és mesterséges szelepkapcsolású szelepátalakítókkal.

A független gerjesztés külső váltakozó feszültségforrásról is végrehajtható.

A frekvencia jellege szerint az öngerjesztő generátorokat két csoportra osztják. Közülük az első gyakorlatilag állandó (vagy állandó) frekvenciájú forrásokat tartalmaz, a második pedig változtatható (állítható) frekvenciájú forrásokat. Ez utóbbiak aszinkron motorok táplálására szolgálnak zökkenőmentes fordulatszám változtatással.

A tervek szerint külön kiadványokban részletesebben megvizsgáljuk az aszinkron generátorok működési elvét és tervezési jellemzőit.

Az aszinkron generátorok nem igényelnek bonyolult alkatrészeket a tervezésben az egyenáramú gerjesztés megszervezéséhez vagy drága anyagok felhasználásához, nagy mágneses energiával, ezért egyszerűségük és karbantartásuk szerénysége miatt széles körben használják őket a mobil elektromos berendezések felhasználói. Olyan eszközök táplálására szolgálnak, amelyek nem igényelnek merev kötést az áramfrekvenciához.
Az aszinkron generátorok műszaki előnye a túlterhelésekkel és rövidzárlatokkal szembeni ellenállásuk.
Néhány információ a mobil generátorkészletekről a következő oldalon található:
Dízel generátorok.
aszinkron generátor. Műszaki adatok .
aszinkron generátor. Stabilizáció.

Észrevételeket, javaslatokat szívesen fogadunk!

A találmány az elektrotechnika és elektrotechnika területére vonatkozik, különösen állandó mágnesekkel gerjesztett szinkrongenerátorokra. A műszaki eredmény a szinkrongenerátor üzemi paramétereinek bővítése, lehetővé téve az aktív teljesítmény és a kimeneti váltakozó feszültség szabályozását, valamint a hegesztőáram forrásként történő felhasználásának lehetőségét az elektromos ívhegesztés során. különféle módokban. Az állandó mágneses gerjesztésű szinkrongenerátor támasztócsapágyakkal (1, 2, 3, 4) ellátott állórész csapágyszerelvényt tartalmaz, amelyre gyűrű alakú mágneses áramkörök (5) csoportja van felszerelve a kerület mentén póluskiemelkedésekkel, elektromos tekercsekkel ellátva. (6) rájuk helyezve az állórész többfázisú armatúra tekercselésével (7) és (8), a tartótengelyre (9) szerelve, a tartó csapágyakban (1, 2, 3, 4) a körben elforgatható állórész csapágyszerelvény, gyűrű alakú forgórészek (10) csoportja a belső oldalfalakra szerelt gyűrűs forgórészekkel, mágneses betétekkel (11), amelyek mágneses pólusai a kerületi irányban váltakoznak p-párból, amely a pólusperemeket elektromos tekercsekkel (6) borítja a gyűrű alakú állórész mágneses áramkörének armatúra tekercseit (7, 8). Az állórész csapágyszerelvénye azonos modulok csoportjából készül. Az állórész csapágyegység moduljai egymáshoz képest a tengely körüli forgási lehetőséggel, tartótengellyel (9) rendelkező fenyőfára vannak felszerelve, és egymáshoz viszonyított szögelfordulásuk érdekében kinematikailag összekötött hajtással vannak felszerelve. , és az említett azonos nevű modulok horgonytekercseinek fázisai összekapcsolódnak, így az állórész armatúra tekercsének közös fázisait alkotják. 5 z.p. f-ly, 3 ill.

A 2273942 számú RF szabadalom rajzai

A találmány az elektrotechnika területére vonatkozik, különös tekintettel állandó mágneses gerjesztésű szinkron generátorokra, és felhasználható autók, hajók autonóm áramforrásaiban, valamint fogyasztók autonóm tápegységeiben mindkét szabványos ipari váltóárammal. frekvencia és megnövelt frekvencia, valamint autonóm erőművekben hegesztőáram forrásaként a terepen végzett elektromos ívhegesztéshez.

Ismert állandó mágneses gerjesztésű szinkron generátor, amely támasztócsapágyas állórész-tartó szerelvényt tartalmaz, amelyre a kerület mentén póluskiemelkedésekkel gyűrű alakú mágneses áramkör van felszerelve, amelyre szerelt állórész tekercseléssel elhelyezett elektromos tekercsekkel van felszerelve, valamint az említett tartócsapágyakban elforgatható tartótengely, állandó gerjesztésű mágnesekkel ellátott forgórész (lásd például A. I. Voldek, " Elektromos autók", Ed. Energy, Leningrádi fiók, 1974, 794. o.).

Az ismert szinkrongenerátor hátránya a jelentős fémfogyasztás és a jelentős fémfogyasztás miatti nagy méretek, valamint a kemény mágneses ötvözetekből (pl. alni, alnico, magnico stb.) készült permanens gerjesztésű mágnesekkel készült forgórész masszív hengeres alakjának méretei. .).

Ismert még állandó mágneses gerjesztésű szinkrongenerátor, amely tartócsapágyas állórész csapágyszerelvényt tartalmaz, amelyre gyűrű alakú mágneses áramkör van felszerelve póluskiemelkedésekkel a kerület mentén, amelyre szerelt elektromos tekercsek vannak felszerelve armatúra állórész tekercseléssel, egy a gyűrű alakú állórész mágneses köre körüli forgásra szerelt gyűrű alakú forgórész, a belső oldalfalra szerelt gyűrű alakú mágneses betéttel, kerületi irányban váltakozó mágneses pólusokkal, amely a pólusperemeket a meghatározott gyűrű alakú állórész mágneses kör armatúra tekercsének elektromos tekercseivel takarja ( lásd például a 2141716 számú RF szabadalmat, az N 02 K 21/12 osztály, az 1988. március 2-án kelt 4831043/09 számú bejelentésben).

Az ismert állandó mágneses gerjesztésű szinkrongenerátor hátránya a szűk működési paraméterek a szinkrongenerátor aktív teljesítményének szabályozási képességének hiánya miatt, mivel ennek a szinkron induktoros generátornak a kialakításában nincs lehetőség a gyors változtatásra. a meghatározott gyűrű alakú mágnesbetét egyedi állandó mágnesei által létrehozott teljes mágneses fluxus értéke.

A legközelebbi analóg (prototípus) egy állandó mágneses gerjesztésű szinkron generátor, amely támasztócsapágyakkal ellátott állórész tartószerelvényt tartalmaz, amelyre egy gyűrű alakú mágneses áramkör van felszerelve, a kerület mentén póluskiemelkedésekkel, amelyeken elektromos tekercsek vannak elhelyezve multival. -fázisú armatúra állórész tekercselés, tartótengelyre szerelve, az említett támasztócsapágyakban az állórész gyűrű alakú mágneses köre körüli elfordulási lehetőséggel; RF No. 2069441, H 02 K 21/22 osztály a 06-i 4894702/07 számú bejelentés szerint /01/1990).

Az ismert állandó mágneses gerjesztésű szinkrongenerátor hátránya a szűk működési paraméterek is, mind a szinkron induktoros generátor aktív teljesítményének szabályozására való képtelenség, mind a kimeneti váltóáram nagyságának szabályozása miatt, ami miatt ívhegesztésnél hegesztőáram-forrásként nehezen használható (a jól ismert szinkrongenerátor kialakításában nincs lehetőség az egyes állandó mágnesek összmágneses fluxusának nagyságának gyors megváltoztatására, gyűrű alakú mágneses betétet képezve maguk).

A jelen találmány célja a szinkron generátor működési paramétereinek bővítése azáltal, hogy lehetőséget biztosít mind az aktív teljesítményének, mind a váltakozó feszültség szabályozásának, valamint a hegesztőáram forrásként való felhasználásának lehetőségére. amikor elektromos ívhegesztést végeznek különféle üzemmódokban.

Ezt a célt úgy érik el, hogy állandó mágneses gerjesztésű szinkron generátor, amely tartócsapágyas állórész csapágyszerelvényt tartalmaz, amelyre a kerület mentén póluskiemelkedésekkel gyűrű alakú mágneses áramkör van felszerelve, amelyen elektromos tekercsek vannak elhelyezve. az állórész többfázisú armatúra tekercselése, tartótengelyre szerelve, az említett tartócsapágyakban a gyűrű alakú állórész mágneses köre körül forgási lehetőséggel; az állórész azonos modulok csoportjából áll a megadott gyűrűs mágneses áramkörrel és egy gyűrű alakú egy támasztótengelyre szerelt forgórész, amelyek egymáshoz képest a támasztótengellyel koaxiális tengely körüli forgási lehetőséggel rendelkeznek, és egy hozzájuk kinematikailag kapcsolt hajtás köti össze, hogy egymáshoz képest elforgatja őket, és az állórész csapágyegység moduljaiban az armatúra tekercsek azonos fázisai kapcsolódnak egymáshoz, így alkotják az állórész armatúra tekercsének közös fázisait.

A javasolt állandó mágneses gerjesztésű szinkrongenerátor további különbsége, hogy az állórész tartószerelvény szomszédos moduljaiban a gyűrű alakú forgórészek gyűrű alakú mágneses betéteinek ugyanazok a mágneses pólusai azonos sugárirányú síkban helyezkednek el egymással kongruensen. az állórész tartószerelvény egyik moduljában az armatúra tekercselés fázisvégei az állórész hordozó egység másik szomszédos moduljában lévő azonos nevű armatúra tekercselés fázisainak kezdeteihez vannak kötve, egymással összekötve alkotva az állórész közös fázisait armatúra tekercselés.

Ezenkívül az állórész csapágyegységének mindegyik modulja tartalmaz egy gyűrű alakú hüvelyt külső nyomókarimával és egy csészét, amelynek végén központi lyuk van, és az állórész csapágyszerelvény egyes moduljaiban lévő gyűrűs forgórész gyűrű alakú héjat tartalmaz. belső nyomókarimával, amelybe a megfelelő gyűrű alakú mágneses betét van beépítve, ahol az állórész csapágyegység moduljainak említett gyűrűs perselyei belső hengeres oldalfalukkal össze vannak kötve az említett tartócsapágyak egyikével, amelyek közül a másik össze vannak kötve a megjelölt megfelelő csészék végein lévő központi furatok falaival, a gyűrű alakú forgórész gyűrűs héjai mereven csatlakoznak a tartótengelyhez rögzítőegységekkel, és a gyűrű alakú mágneses áramkör az állórész megfelelő moduljában a csapágyszerelvényt a megadott gyűrű alakú perselyre kell felszerelni, külső nyomóperemével mereven rögzíteni a csésze oldalsó hengeres falához, és ez utóbbival együtt egy gyűrű alakú üreget képez, amelyben a mutató elhelyezhető egy megfelelő gyűrű alakú mágneses áramkör a megfelelő állórész armatúra tekercsének elektromos tekercseivel. A javasolt állandó mágneses gerjesztésű szinkrongenerátor további különbsége, hogy a gyűrűs forgórész gyűrű alakú héját a tartótengellyel összekötő rögzítőegységek mindegyike tartalmaz egy, a tartótengelyre szerelt agyat, amelynek karimája mereven van rögzítve a belső nyomókarimához. a megfelelő gyűrű alakú héjból.

A javasolt állandó mágneses gerjesztésű szinkrongenerátor további különbsége az, hogy az állórész tartószerelvény moduljainak egymáshoz viszonyított szögelfordulását biztosító meghajtó egy tartószerelvény segítségével van felszerelve az állórész tartószerelvény moduljaira.

Ezenkívül az állórész csapágyegység moduljainak egymáshoz viszonyított szögelfordulására szolgáló hajtás csavaros mechanizmus formájában készül, vezércsavarral és anyával, valamint a hajtás tartószerelvénye a szakaszok szögelfordulásához az állórész tartószerelvénye tartalmaz egy támasztó fület, amely az egyik említett pohárra van rögzítve, és egy tartórudat a másik csészére. , míg a vezérorsó az egyik végén egy kétfokozatú csuklópánttal csuklósan össze van kötve a tengellyel párhuzamos tengelyen keresztül az említett támasztótengely, a megadott tartórúddal, körív mentén elhelyezett vezetőrésszel készül, és a csavarmechanizmus anyája egyik végén az említett füllel csuklósan össze van kötve, a másik végén szárral van kialakítva. át kell vezetni a tartórúd vezetőrésén, és reteszelőelemmel van ellátva.

A találmány lényegét rajzok illusztrálják.

az 1. ábra a javasolt szinkrongenerátor általános nézete permanens mágnesek által gerjesztett hosszmetszetben;

2. ábra - A nézet az 1. ábrán;

A 3. ábra vázlatosan mutatja egy szinkron generátor mágneses gerjesztő áramkörét abban a kiviteli alakban, amelyben az állórész armatúra tekercseinek háromfázisú elektromos áramkörei a kiindulási helyzetben vannak (az azonos nevű fázisok szögeltolódása nélkül az állórész hordozó moduljaiban egység) az állórész póluspárok számára p=8;

4. ábra - ugyanaz, az állórész horgonytekercseinek háromfázisú elektromos áramköreinek fázisai, egymáshoz képest szöghelyzetben 360/2p fokkal egyenlő szögben;

Az 5. ábra mutatja a lehetőséget elektromos áramkör a szinkrongenerátor állórésze armatúra tekercseinek összekötése a generátor fázisainak csillaggal való összekötésével, és ugyanazon fázisok soros kapcsolása az általuk alkotott közös fázisokban;

A 6. ábra a szinkron generátor állórészének armatúra tekercseinek összekapcsolására szolgáló elektromos áramkör egy másik változatát mutatja a generátor fázisainak háromszögben történő összekapcsolásával, és ugyanazon fázisok soros kapcsolásával az általuk alkotott közös fázisokban;

A 7. ábra egy szinkron generátor fázisfeszültségeinek nagyságrendjének változásának vázlatos vektordiagramja az állórész armatúra tekercseinek (illetve az állórész hordozó egység moduljainak) azonos nevű fázisainak szögelfordulásával. a megfelelő szög és amikor ezek a fázisok a "csillag" séma szerint vannak csatlakoztatva;

8. ábra - ugyanaz, amikor az állórész horgonytekercseinek fázisait a "háromszög" séma szerint csatlakoztatja;

A 9. ábra egy diagramot mutat be egy szinkron generátor kimeneti lineáris feszültségének az állórész armatúra tekercseinek azonos fázisainak geometriai forgásszögétől való függésének grafikonjával a feszültség megfelelő elektromos forgásszögének csökkentésével. vektor a fázisban a fázisok összekapcsolásához a "csillag" séma szerint;

A 10. ábra egy diagramot mutat be egy szinkron generátor kimeneti lineáris feszültségének az állórész armatúra tekercseinek azonos fázisainak geometriai forgásszögétől való függésének grafikonjával a feszültség megfelelő elektromos forgásszögének csökkentésével. vektor a fázisban a fázisok összekapcsolásához a "háromszög" séma szerint.

Az állandó mágnesek által gerjesztett szinkrongenerátor 1, 2, 3, 4 tartócsapágyakkal ellátott állórész csapágyszerelvényt tartalmaz, amelyre azonos gyűrű alakú 5 mágneses magok csoportja van felszerelve (például porkompozitból készült monolit tárcsák formájában mágnesesen lágy anyag) a kerület mentén póluskiemelkedésekkel, amelyekre többfázisú (például háromfázisú, ill. általános eset m-fázisú) az állórész 7, 8 armatúra tekercsei, a 9 tartótengelyre szerelve, elfordulási lehetőséggel az említett 1, 2, 3, 4 tartócsapágyakban az állórész csapágyszerelvénye körül, egyforma gyűrűs forgórészek csoportja 10, a belső oldalfalakra szerelt gyűrű alakú 11 mágneses betétekkel (például pormagnetoanizotrop anyagból készült monolit mágneses gyűrűk formájában), amelyek mágneses pólusai p-párokból kerületi irányban váltakoznak (a generátor ezen változatánál, a p mágneses póluspárok száma 8), amely az állórész ezen gyűrűs mágneses áramkörei 7, 8 armatúra tekercseinek 6 elektromos tekercseivel takarja le a póluskiemelkedéseket. Az állórész csapágyszerelvénye azonos modulokból álló csoportból áll, amelyek mindegyike tartalmaz egy gyűrű alakú 12 perselyt külső 13 nyomókarimával és egy 14 csészét, amelynek középső "a" furata van a 15 végén, és oldalsó hengeres fala van. A 10 gyűrűs forgórészek mindegyike tartalmaz egy gyűrű alakú 17 köpenyt 18 belső nyomókarimával. Az állórész csapágyszerelvény moduljainak gyűrű alakú 12 perselyei a belső hengeres oldalfalukhoz kapcsolódnak az említett támasztócsapágyak valamelyikével (támasztócsapágyakkal). 1., 3. ábra), amelyek közül a másik (2, 4 támasztó csapágyak) a megfelelő 14 üvegek 15 végeinél a központi furatok falaihoz vannak társítva. A 10 gyűrűs forgórészek 17 gyűrűhéjai mereven rögzítőelemekkel a 9 támasztótengelyhez csatlakozik, és az állórész csapágyszerelvény megfelelő moduljában lévő gyűrűs mágneses 5 áramkörök mindegyike a megadott 12 gyűrűs hüvelyre van felszerelve, külső 13 nyomóperemével mereven rögzítve a 16 oldalsó hengeres faljal. csésze 14 és generatrix Ez utóbbival együtt egy "b" gyűrű alakú üreg, amelyben a jelzett megfelelő 5 gyűrű alakú mágneses áramkör az állórész megfelelő armatúra tekercsének (7, 8 armatúra tekercseinek) 6 elektromos tekercseivel van elhelyezve. Az állórész csapágyszerelvényének moduljai (a 12 gyűrű alakú perselyek 14 csészékkel, amelyek ezeket a modulokat alkotják) úgy vannak felszerelve, hogy azok egymáshoz képest a 9 támasztótengellyel koaxiális tengely körül elforduljanak, és kinematikailag összekapcsolt hajtás ezek egymáshoz képesti szögben történő elforgatására, egy tartószerelvény segítségével az állórész csapágyegységének moduljaira szerelve. A megfelelő 10 gyűrű alakú forgórész 17 gyűrűhéját a 9 támasztótengellyel összekötő rögzítőelemek mindegyike tartalmaz egy 19 agyat, amely a 9 támasztótengelyre van felszerelve, egy 20 karimával, amely mereven van rögzítve a megfelelő 17 gyűrű alakú 18 belső 18 nyomókarimához. Az állórész csapágyszerelvény moduljainak egymáshoz viszonyított szögelfordulásának meghajtása a bemutatott konkrét kiviteli alaknál egy csavaros szerkezetként van kialakítva 21 vezérorsóval és 22 anyával, valamint a hajtás tartószerelvénye. az állórész csapágyszerelvény szakaszainak szögelfordulása az egyik említett 14 csészére egy 23 támasztófület, a másik 14 üvegen pedig egy 24 támasztórudat tartalmaz. A 21 vezérorsó egy kétfokozatú csuklópánttal csuklósan össze van kötve. (két szabadságfokkal rendelkező csuklópánt) az egyik végén az említett 9 támasztótengely O-O1 tengelyével párhuzamos 25 tengelyen keresztül, a meghatározott 24 tartórúddal, amely egy körív mentén helyezkedik el egy "g" vezetőrés, és a csavaros mechanizmus 22 anyája az egyik végén csuklósan össze van kötve az említett 23 támasztófüllel, a másik végén pedig a tartórúdban lévő "g" vezetőrésen átvezetett 26 szár van kialakítva. 24, és 27 reteszelőelemmel (záróanyával) van felszerelve. A 22 anya végén, amely elfordíthatóan kapcsolódik a 23 támasztófülhez, van egy további 28 reteszelőelem (további záróanya). A 9 támasztótengely az állórész 7, 8 armatúra tekercseinek hűtésére szolgáló 29 és 30 ventilátorokkal van felszerelve, amelyek közül az egyik (29) a 9 támasztótengely egyik végén, a másik (30) pedig a 9 tartótengely között helyezkedik el. az állórész csapágyszerelvény szakaszai és a 9. tartótengelyre szerelve. Az állórész csapágyszerelvény szakaszainak 12 perselyei a külső 13 nyomóperemeken "d" szellőzőnyílásokkal vannak ellátva, amelyek a levegőáramot a megfelelő gyűrű alakú üregekbe vezetik "b A gyűrű alakú 12 perselyek és 14 csészék alkotják, és ezáltal lehűtik a 7 és 8 horgony tekercseket, amelyek elektromos tekercsekben 6 vannak elhelyezve a gyűrű alakú mágneses magok 5 póluskiemelkedésein. A 9 tartótengely végén, amelyen a ventilátor A 29. ábrán látható helyen egy 31 ékszíjtárcsa van felszerelve a szinkrongenerátor gyűrű alakú 10 forgórészeinek meghajtására. A 29 ventilátor közvetlenül a 31 ékszíjtárcsára van rögzítve. A csavarmechanizmus 21 vezérorsójának másik végén egy 32 fogantyú van felszerelve a hajtás csavarmechanizmusának kézi vezérlésére az állórész csapágyegység moduljainak egymáshoz viszonyított szögelfordulásához. A gyűrűs mágneses áramkörökben az állórész hordozó egység 5 moduljának armatúra tekercseinek azonos nevű fázisai (A1, B1, C1 és A2, B2, C2) össze vannak kötve, így a generátor közös fázisait alkotják (azonos fázisok csatlakoztatása). általában soros és párhuzamos, valamint összetett ). Az állórész csapágyszerelvény szomszédos moduljaiban a gyűrű alakú 10 forgórészek 11 gyűrű alakú mágneses betéteinek azonos nevű mágneses pólusai ("északi" és ennek megfelelően "déli") azonos sugárirányú síkban helyezkednek el egymással kongruensen. A bemutatott kiviteli alaknál az állórész csapágyegység egyik moduljának 5. gyűrűs mágneses áramkörében az armatúra tekercs (7. tekercs) fázisainak (A1, B1, C1) végei ugyanazon fázisok (A2) kezdeteihez vannak kötve. , B2, C2) az állórész armatúra tekercsének (8. tekercs) egy szomszédos másik modul csapágycsomópontjában, amelyek egymással sorba kapcsolva képezik az állórész armatúra tekercsének közös fázisait.

A szinkron generátor állandó mágnesekkel gerjesztve a következőképpen működik.

A hajtásból (például a rajzon nem látható belső égésű motorból, főleg dízelmotorból) az ékszíj-hajtómű 31 szíjtárcsáján keresztül a forgómozgás a gyűrű alakú 10 forgórészekkel ellátott 9 támasztótengelyre jut. A gyűrű alakú 10 rotorok (gyűrű alakú 17 héjak) gyűrű alakú mágneses 11 betétekkel forognak (például monolitikus mágneses gyűrűk por magnetoanizotrop anyagból) forgó mágneses fluxusokat hoznak létre, amelyek áthatolnak a gyűrű alakú mágneses 11 betétek és a gyűrű alakú mágneses magok közötti légrésen. például porkompozit mágnesesen lágy anyagból készült monolit tárcsák) az állórész csapágyszerelvény moduljaiból, valamint áthatolnak a gyűrű alakú mágneses magok radiális póluskiemelkedéseibe (hagyományosan nem láthatók a rajzon) 5. A gyűrű forgása során a 10 rotorok, a gyűrű alakú 11 mágnesbetétek "északi" és "déli" váltakozó mágneses pólusainak váltakozó áthaladása szintén a gyűrű alakú sugárirányú póluskiemelkedések felett történik. az állórész hordozó egység moduljainak 5 mágneses áramkörei, amelyek a forgó mágneses fluxus nagyságrendi és irányú pulzációit okozzák az említett gyűrű alakú mágneses 5 áramkörök radiális póluskiemelkedéseiben. Ebben az esetben váltakozó elektromotoros erők (EMF) indukálódnak az állórész 7 és 8 armatúra tekercseinek kölcsönös fáziseltolódása a 7 és 8 m-fázisú horgonytekercsekben 360/m elektromos fokkal egyenlő szögben, valamint a bemutatott háromfázisú 7 és 8 horgonytekercseknél fázisaik (A1, B1, C1 és A2, B2, C2) a szinuszos váltakozó elektromotoros erők olyan indukált erők (EMF), amelyek egymás között 120 fokos szögben eltolódnak, és frekvenciája megegyezik a párok számának szorzatával. (p) a mágneses pólusok a gyűrű alakú mágneses betétben a 10 gyűrű alakú rotorok forgási sebességével (p = 8 mágneses póluspárok esetén a változó EMF túlnyomórészt megnövelt frekvenciával, például 400 Hz-es frekvenciával) ). Váltakozó áram (például háromfázisú vagy általában m-fázisú), amely az armatúra tekercsek azonos fázisai (A1, B1, C1 és A2, B2, C2) fenti kapcsolatával kialakított közös állórész-armatúra tekercsen keresztül folyik. A 7. és 8. ábrán látható, szomszédos gyűrűs 5 mágneses magokban a kimeneti elektromos tápcsatlakozókba (a rajzon nem látható) táplálják a váltakozó áramú villamosenergia-vevők csatlakoztatására (például elektromos motorok, elektromos szerszámok, elektromos szivattyúk, fűtőberendezések, pl. valamint elektromos hegesztőberendezések csatlakoztatására stb. ). A szinkrongenerátor bemutatott kiviteli alakjában a kimenő fázisfeszültség (Uf) az állórész közös armatúra tekercsében (amelyet az 5 gyűrűs mágneses áramkörökben a 7 és 8 armatúra tekercsek azonos fázisainak fent említett összekötése képez). ) az állórész csapágyegység moduljainak kiindulási helyzetében (az állórész tartószerelvény moduljainak egymáshoz viszonyított szögeltolódása nélkül, és ennek megfelelően a gyűrű alakú mágneses 5 magok egymáshoz viszonyított szögeltolódása nélkül, póluskiemelkedések a kerület mentén) megegyezik az állórész hordozószerelvény moduljainak gyűrűs mágneses magjainak 7. és 8. armatúra tekercsében lévő egyes fázisfeszültségek (Uf1 és Uf2) abszolút értékének összegével (általános esetben , a generátor teljes kimeneti fázisfeszültsége Uf megegyezik a 7. és 8. armatúra tekercsek azonos nevű A1, B1, C1 és A2, B2, C2 egyes fázisaiban a feszültségvektorok geometriai összegével, lásd az ábrát. 7. és 8. feszültség diagramokkal). Ha módosítani (csökkenteni) kell a bemutatott szinkrongenerátor kimeneti fázisfeszültségének Uph (és ennek megfelelően a kimeneti lineáris feszültségének U l) nagyságát, hogy bizonyos elektromos vevőket csökkentett feszültséggel tápláljon (például AC ív esetén). hegesztés bizonyos üzemmódokban), a hordozó csomópont egyes moduljainak szögben történő elforgatását hajtják végre az állórész egymáshoz képest egy bizonyos szögben (adott vagy kalibrálva). Ebben az esetben az állórész csapágyegység moduljainak szögelfordulására szolgáló hajtómű csavarmechanizmusának 22 anyájának 27 reteszelőeleme kioldódik, és a 32 fogantyú segítségével a csavaros mechanizmus 21 vezércsavarja elfordul. , melynek eredményeként a 22 anya szögelmozdulása egy körív mentén a 24 tartórúd "g" hornyában és az állórész tartószerelvény egyik moduljának adott szögben elfordulása a ennek az állórésztartó szerelvénynek egy másik modulja a 9 támasztótengely O-O1 tengelye körül, az állórész csapágyszerelvény másik modulja a 24 tartórúddal, amelynek "g" hornya van, rögzített helyzetben van, azaz bármely alapra rögzítve , amely a bemutatott rajzon hagyományosan nem látható). Az állórész csapágyegység moduljainak (gyűrű alakú 12 perselyek 14 csészékkel) egymáshoz viszonyított szögelfordulásával a 9 tartótengely O-O1 tengelye körül a gyűrű alakú 5 mágneses magok a kerület mentén póluskiemelkedésekkel szintén elfordulnak. egymáshoz képest adott szögben, aminek következtében maguknak a póluskiugrásoknak a 9 tartótengelyének O-O1 tengelye körül az elfordulás is adott szögben történik egymáshoz képest (hagyományosan nem látható a rajz) az állórész többfázisú (jelen esetben háromfázisú) 7 és 8 armatúra tekercseinek 6 elektromos tekercseivel gyűrűs mágneses áramkörökben. Ha az 5 gyűrű alakú mágneses áramkörök póluskiemelkedéseit egymáshoz képest adott szögben 360 / 2p fokon belül elforgatjuk, akkor az állórész hordozóegység mozgatható moduljának armatúra tekercsében a fázisfeszültség vektorok arányos elfordulása következik be. ebben az esetben az Uf2 fázisfeszültség vektorok a hordozóegység modul állórészének 7 armatúra tekercsében, amely szögelfordulási lehetőséggel rendelkezik) 0-180 elektromos fokon belül jól meghatározott szögben forog (lásd 7. és 8. ábra), ami a szinkrongenerátor eredő kimeneti fázisfeszültségének Uph változásához vezet, az Uph2 fázisfeszültség vektorok elektromos forgásszögétől függően az állórész egyik 7 armatúra tekercsének A2, B2, C2 fázisaiban az állórész vektoraihoz képest. Uf1 fázisfeszültségek az állórész másik 8 armatúra tekercsének A1, B1, C1 fázisaiban (ez a függőség tervezési jellegű, ferde háromszögek megoldásával számítható ki, és a következő kifejezés határozza meg:

A bemutatott szinkrongenerátor kimeneti Uf fázisfeszültségének szabályozási tartománya arra az esetre, amikor Uf1=Uf2 2Uf1 és 0 között változik, és arra az esetre, amikor Uf2

Az állórész-tartó szerelvény kivitelezése azonos modulok csoportjából a jelzett gyűrű alakú mágneses 5 körrel és a gyűrű alakú 10 forgórésszel, egy 9 tartótengelyre szerelve, valamint az állórész tartószerelvény moduljainak felszerelése a relatív elfordulás lehetőségével egymáshoz a 9 támasztótengellyel koaxiális tengely körül, az állórész csapágyegység moduljainak ellátása kinematikailag azokkal egymáshoz képesti szögelfordulásuk hajtásával és a 7 és 8 armatúra tekercsek azonos fázisai közötti kapcsolattal az állórész tartószerelvény moduljaiban az állórész armatúra tekercsének közös fázisainak kialakításával lehetővé teszik a szinkron generátor üzemi paramétereinek bővítését azáltal, hogy lehetővé teszik mind az aktív teljesítményének, mind a kimenet szabályozásának lehetőségét. váltóáram feszültsége, valamint lehetőséget biztosít arra, hogy hegesztőáram-forrásként használhassa az elektromos ívhegesztés során különböző módokban (az érték beállításának lehetőségével feszültség fáziseltolódása azonos A1, B1, C1 és A2, B2, C2 fázisokban, és általános esetben az állórész armatúra tekercseinek Ai, Bi, Ci fázisaiban a javasolt szinkrongenerátorban). A javasolt állandó mágneses gerjesztésű szinkrongenerátor az állórész armatúra tekercseinek megfelelő kapcsolásával használható különféle tápfeszültség-paraméterekkel rendelkező, váltakozó többfázisú elektromos áram vevőinek áramellátására. Ezenkívül a szomszédos gyűrű alakú 10 rotorokban lévő gyűrű alakú mágneses 11 betétek ugyanazon mágneses pólusainak ("északi" és ennek megfelelően "déli") elhelyezkedése egybevágó egymással ugyanazokban a sugárirányú síkban, valamint a csatlakozás a 7 armatúra tekercs A1, B1, C1 fázisának végei az állórész tartószerelvény egyik moduljának 5 gyűrűs mágneses áramkörében, és a szomszédos 8 armatúra tekercs ugyanazon A2, B2, C2 fázisának kezdetei az állórész hordozó szerelvény modulja (az azonos nevű állórész armatúra tekercselés azonos fázisainak soros csatlakoztatása) lehetővé teszi a szinkrongenerátor kimeneti feszültségének zökkenőmentes és hatékony szabályozását a maximális értékről (2U f1, ill. az állórész csapágyszerelvény n szakaszainak számának általános esete nU f1) 0-ra, amely speciális elektromos gépek és berendezések elektromos ellátására is használható.

KÖVETELÉS

1. Állómágneses gerjesztésű szinkron generátor, amely tartócsapágyas állórész csapágyszerelvényt tartalmaz, amelyre gyűrű alakú mágneses áramkör van felszerelve a kerület mentén póluskiemelkedésekkel, amelyekre többfázisú armatúra állórész tekercseléssel ellátott elektromos tekercsekkel van felszerelve , tartótengelyre szerelve az említett támasztócsapágyakban forgási lehetőséggel a gyűrű alakú állórész mágneses köre körül gyűrű alakú forgórész gyűrű alakú mágneses betéttel a belső oldalfalra szerelve, p-párokból kerületi irányban váltakozó mágneses pólusokkal, burkolat az említett gyűrű alakú állórész mágneses kör armatúra tekercsének elektromos tekercsekkel ellátott póluskiugrásai, azzal jellemezve, hogy az állórész csapágyazás a jelzett gyűrűs mágneses körrel azonos modulokból és egy tartótengelyre szerelt gyűrűs forgórészből áll, míg az állórész csapágyegység moduljai úgy vannak felszerelve, hogy a tengely körül egymáshoz képest elforduljanak és a tartótengellyel koaxiálisan, egymáshoz viszonyított szögelfordulásuk érdekében kinematikailag összekapcsolt meghajtóval vannak felszerelve, és az állórész csapágyegység moduljaiban az armatúra tekercseinek ugyanazon fázisai vannak összekapcsolva, így az állórész armatúrájának közös fázisait alkotják. kanyargó.

2. Az 1. igénypont szerinti állandó mágneses gerjesztésű szinkrongenerátor, azzal jellemezve, hogy az állórésztartó szerelvény szomszédos moduljaiban a gyűrű alakú forgórészek gyűrű alakú mágneses betéteinek azonos mágneses pólusai azonos sugárirányú síkban egymással egybevágóan helyezkednek el. , és az állórész szerelvény egyik hordozómoduljában az armatúra tekercselés fázisvégei az állórész tartószerelvény másik, szomszédos moduljában lévő azonos nevű armatúra tekercselés fázisainak kezdeteihez kapcsolódnak, egymással összekötve alkotva a közös az állórész armatúra tekercsének fázisai.

3. Az 1. igénypont szerinti állandó mágneses gerjesztésű szinkrongenerátor, azzal jellemezve, hogy az állórész tartószerelvény mindegyik modulja tartalmaz egy külső nyomókarimával ellátott gyűrű alakú perselyt és egy végén központi furattal ellátott csészét, valamint a gyűrű alakú. az állórész tartószerelvény egyes moduljaiban a forgórész tartalmaz egy gyűrű alakú héjat belső nyomókarimával, amelybe az említett megfelelő gyűrű alakú mágneses betét van beépítve, míg az állórész csapágyszerelvény moduljainak említett gyűrűs perselyei a belsőjükhöz vannak társítva. hengeres oldalfal az említett tartócsapágyak egyikével, amelyek közül a másik a megadott megfelelő üvegek végein lévő központi furatok falaihoz kapcsolódik, a gyűrűs forgórész gyűrűs héjai mereven csatlakoznak a tartótengelyhez rögzítőelemek, és a gyűrű alakú mágneses áramkör az állórész csapágyszerelvény megfelelő moduljában a megadott gyűrűs hüvelyre van felszerelve, külső nyomóperemével mereven rögzítve a köteg oldalsó hengeres falához. ana és ez utóbbival együtt egy gyűrű alakú üreget képez, amelyben a jelzett megfelelő gyűrű alakú mágneses áramkör a megfelelő állórész armatúra tekercsének elektromos tekercseivel van elhelyezve.

4. Az 1-3. igénypontok bármelyike ​​szerinti állandó mágneses gerjesztésű szinkrongenerátor, azzal jellemezve, hogy a gyűrűs forgórész gyűrű alakú héját a tartótengellyel összekötő rögzítőelemek mindegyike tartalmaz egy, a tartótengelyre karimával szerelt agyat. mereven rögzítve a megfelelő gyűrű alakú héj belső nyomópereméhez.

5. A 4. igénypont szerinti állandó mágneses gerjesztésű szinkrongenerátor, azzal jellemezve, hogy az állórész-tartó egység moduljainak egymáshoz viszonyított szögelforgatására szolgáló meghajtó egy tartószerelvény segítségével van felszerelve az állórész-tartó egység moduljaira. .

6. Az 5. igénypont szerinti állandó mágneses gerjesztésű szinkrongenerátor, azzal jellemezve, hogy az állórész tartószerelvény moduljainak egymáshoz viszonyított szögelfordulását biztosító hajtás csavaros szerkezetként van kialakítva, vezérorsóval és anya, és az állórész tartószerelvény moduljainak szögelforgató meghajtójának referenciaszerelvénye tartalmaz egy támasztó fület, amely az egyik említett csészére van rögzítve, és egy tartórudat a másik csészére, míg a vezérorsó elfordíthatóan össze van kötve egy két - az egyik végén az említett támasztótengely tengelyével párhuzamos tengelyen keresztül lépcsős csuklópánt, a meghatározott tartórúd egy körív mentén elhelyezett vezetőrésszel készül, és az egyik végén a csavaros mechanizmus anyája csuklósan össze van kötve az említett füllel, a másik végén a tartórúd vezetőrésén átvezetett szárral van ellátva, és reteszelőelemmel van ellátva.

A használati modell az elektrotechnikára, nevezetesen a villamos gépekre vonatkozik, és a végtípusú szinkrongenerátorok tervezésének fejlesztésére vonatkozik, amelyek elsősorban szélturbinákban villamos energia előállítására használhatók. A generátor kialakítása tartalmaz egy házat, amelyben az elektromágneses rendszer váltakozó elemei (rotor-állórész-rotor) vannak elhelyezve, rögzített tengelyre szerelt tárcsák formájában, ahol az állórész tárcsa mereven kapcsolódik az utóbbihoz, állandó mágnesek vannak rögzítve a forgórész tárcsáira és az állórész tárcsára - tekercsek alkotják a gyűrű alakú tekercset, amelynek végei a tengelyen lévő axiális lyukon keresztül jönnek létre, ahol a ház két pajzsból áll - elöl és hátul, amelyek a tengelyre vannak felszerelve. csapágyak, az elülső pajzs fedőtengelyes, a rotortárcsák a fenti pajzsokra vannak rögzítve, az állórésztárcsa a tengelyre rögzítve mindkét oldalon többlapátos linkekkel, ahol minden lapát az elektromos tekercsek közötti technológiai résbe kerül. . Ennek a generátornak az előnyei: kisebbek, összehasonlítva az ismert, hasonló típusú, azonos teljesítményű, tömeg- és méretmutatókkal rendelkező gépekkel; működési megbízhatóság; könnyű gyártás; magas hatásfok; a generátor össze- és szétszerelhetősége és karbantarthatósága; az állórész magjának rögzített tengelyre történő rögzítésének lehetősége bármilyen méretben, mindkét oldalon többlapátos csatlakozásokkal.

A használati modell az elektrotechnikára, nevezetesen a villamos gépekre vonatkozik, és a végtípusú szinkrongenerátorok tervezésének fejlesztésére vonatkozik, amelyek elsősorban szélturbinákban villamos energia előállítására használhatók.

Ismert állandó mágneses gerjesztésű szinkron elektromos generátor, végtípuson, állórészből áll, két részből áll, amelyek koaxiálisan és egymással párhuzamosan helyezkednek el, gyűrű alakú mágneses magokkal, amelyek között a rotor helyezkedik el.

Az alkalmazott kivitelben a forgórész tárcsa formájú, amelyre mindkét oldalon állandó mágnesek vannak rögzítve, aminek eredményeként az egyik oldalról a másikra újramágnesezhetők, ami a jellemzők csökkenéséhez vezet. állandó mágnesek, és ennek következtében a generátor hatékonyságának csökkenése.

Az igényelt objektumhoz legközelebb egy permanens mágneses gerjesztésű szinkron elektromos generátor található, amely két állandó mágneses rotorral és közöttük egy állórészrel rendelkezik, az állórész végfelületén elhelyezett sugárirányú hornyokba helyezett tekercsekkel.

A tekercsek résbe helyezése csökkenti a munkahézagot, ami az állandó mágnes állórész magjának beragadásához vezethet, aminek következtében a generátor

működésképtelen. A rések használata az áramok nemkívánatos harmonikus összetevőinek megjelenéséhez, a rés indukciójához, és ennek következtében a veszteségek növekedéséhez, és ennek megfelelően a generátor hatékonyságának csökkenéséhez vezet. A tárcsás rotorok tápcsapokkal vannak összekötve, ami csökkenti a szerkezet merevségét és megbízhatóságát.

A javasolt megoldás műszaki eredménye, mint hasznos modell, az állórész mag esetleges ragadásának kiküszöbölése állandó mágnesekkel, ami biztosítja a generátor garantált működését és csökkenti a veszteségeket, és ennek következtében a hatékonyságot növeli gyűrű alakú állórész tekercs. Ez a modell merevebb szerkezettel rendelkezik, mivel a forgórészeket a generátorházhoz rögzítik egymással, ami növeli a megbízhatóságát. Az állórész magja egy rögzített tengelyre van rögzítve, mindkét oldalon többlapátos csatlakozásokkal, ami az állandó mágnesek által gerjesztett szinkron elektromos generátor súly- és méretmutatóinak csökkenéséhez vezet, és lehetővé teszi generátor készítését. kellően nagy belső és külső átmérővel. A javasolt modell lehetővé teszi a generátor össze- és szétszerelésének gyárthatóságát, karbantarthatóságát.

A használati modell egy olyan ház jelenlétét feltételezi, amelyben az elektromágneses rendszer váltakozó elemei (rotor-állórész-rotor) találhatók, amelyek lemezek formájában készülnek és rögzített tengelyre vannak felszerelve. Ebben az esetben az állórész mereven kapcsolódik az utóbbihoz. Az állandó mágnesek a forgórész tárcsáira, a tekercsek pedig az állórész tárcsájára vannak rögzítve, és a tengelyen lévő axiális lyukon keresztül a végeinek gyűrű alakú tekercsét képezik. A ház két pajzsból áll - elöl és hátul, amelyek a tengelyre vannak felszerelve

csapágyak. Az elülső pajzs tengelyburkolattal rendelkezik. A rotortárcsákat a fenti pajzsokra, az állórésztárcsát a tengelyre rögzítik mindkét oldalon többlapátos láncszemek, ahol minden lapát az elektromos tekercsek közötti technológiai résbe kerül.

az 1. ábra a generátort mutatja hosszmetszetben; 2. ábra - állórész (elölnézet).

A generátor egy 1 állórészből és két 2 forgórészből áll. Az állórész magja tárcsa formájában készül, amelyet úgy kapnak, hogy egy elektromos acélszalagot egy tüskére tekernek, amelynek külső átmérője megegyezik az állórész belső átmérőjével. A mag mindkét oldalon a többlapátos 3 összekötő elemek közé van rögzítve. Mindegyik penge a gyűrű alakú tekercs 4 tekercsei közötti technológiai résbe kerül. A többlapátos láncszemek össze vannak csavarozva. Alapjaik perselyek formájában készülnek, amelyek rögzített tengelyre vannak felszerelve 5. Az állórész lehetséges elfordulásának megakadályozása érdekében a láncszemeket egy kulccsal 6 rögzítik. Az állórész axiális mozgásának kiküszöbölésére egy többlapátos láncszem van a tengely vállához nyomjuk, a másikat pedig egy acél persely 7 szorítja, három csavarral a kerület mentén a tengelyhez csavarozva. A tengelyen van egy axiális furat, amelyen keresztül a tekercs végeit kivezetik a kapocsdobozba.

A forgórészek magjai az állórészmaghoz hasonlóan szerkezeti acélból készülnek, tárcsák formájában, amelyek szélessége megegyezik a 8 állandó mágnes hosszával. Az állandó mágnesek gyűrű alakú szektorok, és a maghoz vannak ragasztva. A mágnesek szélessége megegyezik az állórész tekercseinek szélességével, és közel van a pólusosztás értékéhez. Méreteiket csak az állórész tekercsének tekercsei közé helyezett lapát szélessége korlátozza. Magok csatolva

süllyesztett csavarok a 9. és 10. végpajzsok belsejébe. A süllyesztett csavarok használata csökkenti a zajszintet a generátor működése közben. A pajzsok alumíniumötvözetből készülnek. Süllyesztett csavarokkal is össze vannak kötve - az egyik pajzson speciális mélyedések vannak, amelyekbe acél anyákat nyomnak (a csatlakozás megerősítésére, mivel az alumínium puha anyag), amelyekbe a csavarok már be vannak csavarva. A 11-es csapágyak tartósan feltöltött zsírral és két védőalátéttel vannak beépítve a pajzsokba. A 9 csapágypajzs acélból készült 12 tengelyburkolattal rendelkezik. Ebben a generátorban két funkciót lát el: a) zárja a csapágyat; b) fogadja a hajtás forgását. A tengelyfedelet a belső oldaláról 9 csavarral rögzítjük a csapágypajzshoz.

Ennek a generátornak a működése a következőképpen történik: a hajtás a nyomatékot a 12 tengelyburkolaton keresztül továbbítja az egész testre, aminek következtében a rotorok forogni kezdenek. Ennek a generátornak a működési elve hasonló az ismert szinkrongenerátorok működési elvéhez: amikor a 2 rotorok forognak, az állandó mágnesek mágneses tere keresztezi az állórész tekercsének fordulatait, mind abszolút értékben, mind irányban változik, ill. változó elektromotoros erőt indukál bennük. A tekercsek sorba vannak kapcsolva oly módon, hogy az elektromotoros erejük összeadódik. A generált feszültséget a tekercs kimeneti végeiről veszik, amelyek az 5 tengelyen lévő axiális furaton keresztül a kapocsdobozhoz jutnak.

A generátor ilyen kialakítása lehetővé teszi, hogy kiküszöbölje az állórész magjának állandó mágnesekkel való megtapadását, és ezáltal biztosítsa a generátor garantált működését; ad

az acél hullámosságának és felületi veszteségének csökkentése rés nélküli mag és gyűrű alakú állórész tekercs alkalmazásával, aminek eredményeként a hatásfok nő. Lehetővé teszi továbbá a generátor megbízhatóságának növelését a merevebb szerkezet alkalmazása révén (a rotorok összekapcsolása a generátorházhoz való rögzítéssel), a tömeg- és méretjelzők azonos teljesítmény mellett történő csökkentését és a készítsen bármilyen méretű generátort úgy, hogy az állórész magját egy rögzített tengelyre rögzíti, mindkét oldalon többlapátos csatlakozókkal. A javasolt modell lehetővé teszi a generátor össze- és szétszerelésének gyárthatóságát, karbantarthatóságát.

Végső szinkron elektromos generátor permanens mágnesek gerjesztésével, olyan házzal, amelyben az elektromágneses rendszer váltakozó elemei (rotor - állórész - rotor) vannak elhelyezve, rögzített tengelyre szerelt tárcsák formájában, ahol az állórész tárcsa mereven van csatlakoztatva az utóbbihoz a rotortárcsákon a mágneseken és az állórésztárcsán állandók vannak rögzítve - tekercsek, amelyek gyűrűs tekercsét alkotják úgy, hogy végei a tengelyen lévő axiális furaton keresztül vezetnek ki, azzal jellemezve, hogy a ház két pajzsból áll - elöl és hátul. , csapágyakban a tengelyre szerelve, az elülső pajzs tengelyfedeles, a rotortárcsák a fenti pajzsokra vannak rögzítve, az állórésztárcsa mindkét oldalon többlapátos láncszemekkel van rögzítve a tengelyre, ahol minden lapát be van helyezve az elektromos tekercsek közötti technológiai rés.