Állandó mágneses szinkrongépek. Kefe nélküli állandó mágneses szinkron generátor Áramgenerátorok állandó mágnes gerjesztés

A találmány villamosmérnöki és villamosmérnöki területre vonatkozik, különösen szinkron generátorokra, amelyek gerjesztése állandó mágnesek... A műszaki eredmény a működési paraméterek bővítése szinkron generátor lehetővé téve mind az aktív teljesítmény, mind a váltakozó áram kimeneti feszültségének szabályozását, valamint lehetőséget biztosítva annak használatára hegesztőáramforrásként, amikor különböző ívű villamos ívhegesztést végeznek. Az állandó mágnesek által gerjesztett szinkron generátor tartalmaz egy állórész -hordozó egységet tartócsapágyakkal (1, 2, 3, 4), amelyre egy gyűrű alakú mágneses áramkör (5) csoportja van felszerelve pólusnyúlványokkal a kerület mentén, elektromos tekercsekkel felszerelve (6) az állórész többfázisú armatúra tekercselésével (7) és (8), a tartótengelyre (9) felszerelve, az állórész -csapágyegység körül a tartócsapágyakban (1, 2, 3, 4) való forgás lehetőségével gyűrűs forgórészek (10) csoportja, gyűrűs rotorokkal a belső oldalfalakra szerelve, mágneses bélések (11), amelyek p-párok mágnespólusainak kerületi irányában váltakozva fedik le a pólusnyúlványokat az armatúra elektromos tekercsével (6) a gyűrű alakú állórész mágneses áramkörének tekercsei (7, 8). Az állórész -tartó azonos modulok csoportjából készül. Az állórész -csapágyegység moduljai úgy vannak felszerelve, hogy a tengelyük körül egymáshoz képest elfordulhatnak, fenyőfával, támasztótengellyel (9), és kinematikailag összekapcsolt hajtóművel vannak felszerelve, amelyek mindegyikhez képest szögben forognak. az említett modulok horgonytekercselésének más és hasonló fázisai össze vannak kötve, és az állórész -armatúra tekercselésének közös fázisait képezik. 5 p.p. f-ly, 3 dwg

Rajzok a 2273942 RF szabadalomhoz

A találmány az elektrotechnika területére vonatkozik, különösen az állandó mágnesek által gerjesztett szinkrongenerátorokra, és használható autók, csónakok önálló áramforrásaiban, valamint önálló tápegységekben a fogyasztók számára, mindkét szabványos ipari váltakozó árammal gyakorisággal és megnövelt gyakorisággal, valamint az autonóm erőművekben, mint hegesztőáramforrás az elektromos ívhegesztéshez a terepen.

Ismert szinkron generátor állandó mágnesek gerjesztésével, amely állórészcsapágy -szerelvényt tartalmaz csapágyazással, amelyre egy gyűrű alakú mágneses áramkör van felszerelve, amelynek pólusnyúlványai vannak a kerület mentén, elektromos tekercsekkel felszerelve, az állórész horgonytekercsével, és a tartótengelyre is felszerelve, a forgás lehetőségével az említett tartócsapágyas rotorban, állandó mágneses gerjesztéssel (lásd például A.I. Voldek, " Elektromos autók", szerk. Energiya, Leningrádi ág, 1974, 794. o.).

Az ismert szinkrongenerátor hátrányai a jelentős fémfogyasztás és a nagy méretek a jelentős fémfogyasztás és a hatalmas henger alakú forgórész méretei miatt, amelyek kemény mágneses ötvözetekből (például Alni, Alnico, Magnico stb.) Készült állandó gerjesztő mágnesekkel készülnek.

Ismert az állandó mágnesek által gerjesztett szinkrongenerátor is, amely állórészcsapágy -szerelvényt tartalmaz csapágyazással, amelyre gyűrű alakú mágneses áramkör van felszerelve pólusnyúlványokkal a kerület mentén, elektromos tekercsekkel felszerelve, az állórész horgonytekercsével őket, az állórész gyűrűs mágneses áramköre körül forgás lehetőségével felszerelt gyűrűs rotort, a belső oldalfalra szerelt gyűrűs mágneses béléssel, kerületi irányban váltakozó mágneses pólusokkal, amely a pólusnyúlványokat az armatúra tekercsének elektromos tekercsével borítja az említett gyűrű alakú állórész mágneses áramkörének (lásd például a 2141716 számú RF szabadalmi leírást, N 02 K 21/12 osztály, a 4831043/09 számú, 1988. 02. 02 -i szabadalmi bejelentés szerint).

Az állandó mágnesekkel gerjesztett ismert szinkrongenerátor hátránya a szűk működési paraméterek, amelyek nem képesek a szinkrongenerátor aktív teljesítményének szabályozására, mivel ennek a szinkron induktivitású generátornak a kialakításakor nincs lehetőség az értékek azonnali megváltoztatására. a teljes mágneses fluxust, amelyet az említett gyűrű alakú mágneses bélés egyes állandó mágnesei hoznak létre.

A legközelebbi analóg (prototípus) egy állandó mágneses gerjesztésű szinkrongenerátor, amely állványhordozó egységet tartalmaz csapágyazással, amelyre egy gyűrű alakú mágneses áramkör van felszerelve, pólusnyúlványokkal a kerület mentén, elektromos tekercsekkel felszerelve, többfázisú állórészekkel armatúra tekercselés, a tartótengelyre szerelve, az említett tartócsapágyakban a gyűrű alakú állórész mágneses áramköre körül forgás lehetőségével, gyűrűs forgórész gyűrűs mágneses betéttel a belső oldalfalra szerelve, p-párok mágneses pólusai váltakozva a kerületben irányban, a pólusnyúlványokat az említett gyűrűs állórész mágneses áramkörének armatúra tekercselésének elektromos tekercsével lefedve (lásd az RF 2069441 számú szabadalmat, N 02 K 21/22 osztály, a 4894702/07 számú, 1990.06.01. számú kérelem).

Az ismert, állandó mágnesekkel gerjesztett szinkrongenerátor hátránya a szűk működési paraméterek is, mind a szinkroninduktív generátor aktív teljesítményének szabályozására való képesség hiánya, mind a kimeneti feszültség értékének szabályozásának hiánya miatt. a váltakozó áramból, ami megnehezíti annak használatát hegesztőáramforrásként az elektromos ívhegesztésben (az ismert szinkrongenerátor kialakításában nincs lehetőség az egyes állandó mágnesek teljes mágneses fluxusának azonnali megváltoztatására, amelyek gyűrűs mágneses betétet képeznek maguk között).

A jelen találmány célja a szinkron generátor működési paramétereinek bővítése az aktív teljesítmény és a váltakozó feszültség szabályozásának képességének biztosításával, valamint a hegesztőáramforrásként való felhasználásának lehetőségével. elektromos ívhegesztés különböző módokban.

Ezt a célt azzal érik el, hogy egy állandó mágneses gerjesztésű szinkrongenerátor, amely állványhordozó egységet tartalmaz csapágyazással, amelyre egy gyűrű alakú mágneses áramkör van felszerelve, pólusnyúlványokkal a kerület mentén, és amelyek többfázisú elektromos tekercsekkel vannak felszerelve. állórész-armatúra tekercselés, amely egy tartótengelyre van szerelve, az állórész gyűrűs mágneses áramköre körüli forgási lehetőséggel az említett tartócsapágyakban, a gyűrűs rotor és a gyűrűs mágneses betét a belső oldalfalra van szerelve a p-párok mágneses pólusaival kerületi irányban váltakozva, a pólusnyúlványokat az állórész említett gyűrűs mágneses áramkörének armatúra tekercselésének elektromos tekercsével lefedve, ebben a csapágyegységben az állórész azonos modulok csoportjából áll, a jelzett gyűrűs mágneses körrel és a gyűrű alakú forgórész, amely egy támasztótengelyre van felszerelve azzal a lehetőséggel, hogy egymáshoz képest elfordítja azokat a tengely körül, amely koaxiális a támasztótengelyével, és Abzhenes kinematikailag összekapcsolódik velük az egymáshoz viszonyított szögbeli forgásuk hajtása által, és az állórészcsapágy -modul moduljaiban található armatúra tekercsek azonos nevű fázisai össze vannak kötve, alkotva az állórész -armatúra tekercselésének közös fázisait.

A javasolt szinkrongenerátor további különbsége állandó mágnesekkel gerjesztve az, hogy az állórész -csapágyegység szomszédos moduljaiban a gyűrűs rotorok gyűrűs mágneses béléseinek azonos nevű mágneses pólusai egymással megegyező sugárirányú síkokban helyezkednek el. , és az állórész -csapágyegység egyik moduljában az armatúra tekercselés fázisainak végei az állványcsapágy -szerelvény egy másik szomszédos moduljában az armatúra tekercselés azonos fázisainak kezdeteihez vannak kötve, egymással összekötve a közös az állórész -armatúra tekercselésének fázisai.

Ezenkívül az állórész -csapágyegység mindegyik modulja tartalmaz egy gyűrűs hüvelyt külső tolókarimával és egy csészével, amelynek végén egy központi lyuk van, és az állórész -csapágyegység mindegyik moduljában található gyűrűs forgórész gyűrűs héjat tartalmaz belső nyomóperemmel, amelybe az említett megfelelő gyűrű alakú mágneses betét van beépítve, ahol az állórészcsapágy -szerelvény modulok említett gyűrűs hüvelyei belső henger alakú oldalfalukkal az említett támasztócsapágyak egyikével vannak összekapcsolva. az említett üvegek végén lévő központi lyukak falai, a gyűrűs rotor gyűrűs héjai rögzítőszerelvények segítségével mereven össze vannak kötve a tartótengellyel, és az állórészcsapágy -szerelvény megfelelő moduljában található gyűrűs mágneses áramkör a meghatározott gyűrűs hüvelyre szerelve, külső tolókarimájával mereven rögzítve az üveg hengeres oldalfalához, és az utóbbival együtt gyűrű alakú üreget képezve, amelyben az uka található megfelelő gyűrűs mágneses áramkör elektromos tekercsekkel a megfelelő állórész -armatúra tekercseléshez. A javasolt szinkrongenerátor további különbsége az állandó mágnesek gerjesztésével az, hogy a gyűrűs rotor gyűrűs héját a tartótengelyhez kötő rögzítőegységek mindegyike tartalmaz egy agyat a tartótengelyre szerelt karimával, amely mereven rögzítve van a belső tolókarimához. a megfelelő gyűrűs héjból.

A javasolt szinkrongenerátor további különbsége állandó mágnesekkel gerjesztve az, hogy az állórész -hordozó egység moduljainak egymáshoz képest szögben történő elforgatására szolgáló hajtómű egy támasztóegység segítségével van felszerelve az állórész -hordozó egység moduljaira.

Ezenkívül az állórész -tartóegység moduljainak egymáshoz képest szögben történő megfordítására szolgáló meghajtó csavarmechanizmus formájában van kialakítva, elvezető csavarral és anyával, valamint a hajtás tartóegysége a szakaszok szögletes megfordításához Az állórész-hordozóegységnek egy tartóüvege van, amely az említett üvegek egyikére van rögzítve, és egy támasztórúd a másik üvegre, ahol az ólomcsavar az egyik végén kétfokú csuklópánttal van elforgatva összekötve, a tengelyekkel párhuzamos tengely segítségével. az említett támasztótengely tengelye, ahol a meghatározott támasztórúd egy körív mentén elhelyezett vezetőrésszel készül, és a csavar mechanizmusának anyája az egyik végével elforgathatóan össze van kötve az említett hurokkal, a másik végén pedig egy szár áthaladt a tartórúd vezetőrésén, és rögzítőelemmel van felszerelve.

A találmány lényegét rajzok illusztrálják.

Az 1. ábra a javasolt szinkrongenerátor általános nézete a hosszmetszetben, állandó mágnesek gerjesztésével;

A 2. ábra az 1. ábra A nézete;

A 3. ábra egy szinkrongenerátor mágneses gerjesztő áramkörének sematikus diagramját mutatja, egy olyan kiviteli alakban, amelyben az állórész-armatúra tekercselésének háromfázisú elektromos áramkörei a kezdeti kezdeti helyzetben vannak (a modulok azonos nevű megfelelő fázisainak szögeltolódása nélkül). az állórészcsapágy -szerelvény) az állórész pólusok számához p = 8;

A 4. ábrán - ugyanaz, az állórész -armatúra tekercsek háromfázisú elektromos áramköreinek fázisaival, egymáshoz viszonyítva szöghelyzetben, 360 / 2p fokos szögben;

Az 5. ábra egy változatot mutat elektromos áramkör a szinkron generátor állórész -armatúra tekercselésének csatlakozásai a generátorfázisok csillagcsatlakozásával és ugyanazon fázisok soros csatlakoztatása az általuk alkotott közös fázisokban;

A 6. ábra a szinkrongenerátor állórész -armatúra tekercselésének csatlakozásainak elektromos diagramjának egy másik változatát mutatja, a generátor fázisainak delta csatlakozásával és ugyanazon fázisok soros csatlakoztatásával az általuk alkotott közös fázisokban;

A 7. ábra sematikus vektorábrát mutat a szinkrongenerátor fázisfeszültségeinek nagyságának változásáról az állórész -armatúra tekercsek (vagy az állórész -csapágyegység moduljainak) azonos nevű megfelelő fázisainak szögletes forgása során a megfelelő szög által, és amikor ezeket a fázisokat a "csillag" séma szerint csatlakoztatják;

A 8. ábrán - ugyanaz, amikor az állórész -armatúra tekercsek fázisait a "háromszög" séma szerint csatlakoztatja;

A 9. ábra egy diagramot mutat, amely grafikonon mutatja be, hogy a szinkron generátor kimeneti vonalának feszültsége függ az állórész armatúra tekercselésének azonos fázisainak geometriai forgásszögétől, a feszültségvektor megfelelő elektromos forgási szögével. fázis a fázisok "csillag" séma szerinti összekapcsolásához;

A 10. ábra egy diagramot mutat, amely grafikonon mutatja be, hogy a szinkron generátor kimeneti vonalának feszültsége függ az állórész -armatúra tekercselés azonos fázisainak geometriai forgásszögétől, a feszültségvektor megfelelő elektromos forgási szögével a fázisban a fázisok összekapcsolása a "háromszög" séma szerint.

Az állandó mágnesek által gerjesztett szinkrongenerátor 1, 2, 3, 4 támasztócsapágyú állórész -csapágyegységet tartalmaz, amelyre egyforma 5 gyűrűs mágneses áramkörök vannak felszerelve (például porból készült monolit korongok formájában) kompozit lágy mágneses anyag), pólusnyúlványokkal a kerület mentén, felszerelve rájuk elhelyezett elektromos tekercsekkel 6 többfázisú (például háromfázisú és általános eset m-fázisú) az állórész 7, 8 armatúra tekercselése, a 9 támasztótengelyre szerelve, az 1, 2, 3, 4 támasztócsapágyakban való forgás lehetőségével az állórész-csapágyegység körül, azonos 10 gyűrűs rotorok csoportja, gyűrű alakú mágneses bélések, amelyek a belső 11 oldalfalakra vannak szerelve (például monolitikus mágneses gyűrűk formájában, por-mágneses izotróp anyagból), p-párok kerületi irányban váltakozó mágneses pólusaival (a generátor ezen kiviteli alakjában p p mágneses pólusok 8), amelyek a pólusnyúlványokat az állórész meghatározott 5 gyűrűs mágneses áramkörének 7, 8 armatúra tekercsének 6 elektromos tekercsével borítják. Az állórészcsapágy -egység azonos modulokból áll, amelyek mindegyike tartalmaz egy gyűrű alakú 12 hüvelyt, külső 13 tolókarimával, valamint egy 14 üveget, amelynek a „15” végén egy központi lyuk és egy 16 hengeres oldalfal található. A 10 gyűrűs rotorok közül egy gyűrűs héj 17 c belső tolókarima 18 van. Az állórészcsapágy -modulok 12 gyűrűs perselyei belső henger alakú oldalfalukkal az említett tartócsapágyak egyikével (1, 3 tartócsapágyakkal) vannak összekapcsolva. ebből (2, 4 támasztócsapágyak) az említett 14 üvegek 15 végein lévő "a" középső lyukak falával vannak összekötve. A gyűrűs 10 forgórészek 17 gyűrűs héjai mereven össze vannak kötve a 9 tartótengellyel. rögzítőszerelvényeket, és az állórész -csapágyegység megfelelő moduljában lévő gyűrű alakú 5 mágneses körök mindegyike a meghatározott gyűrű alakú 12 hüvelyre van szerelve, amely külső 13 tolókarimájával mereven rögzítve van az üveg 14 oldalsó hengeres 16 falával. d az utolsó "b" gyűrűs üreggel együtt, amelyben az adott, megfelelő gyűrű alakú 5 mágneses áramkör és az állórész megfelelő armatúra tekercsének (7, 8 armatúratekercs) 6 elektromos tekercsei vannak elhelyezve. Az állórész -csapágyegység moduljait (a 12 gyűrűs perselyeket és a 14 csészéket, amelyek ezeket a modulokat alkotják) úgy kell felszerelni, hogy egymáshoz képest elfordulhatnak a 9 támasztótengellyel egytengelyű tengely körül, és kinematikailag összekapcsolt hajtással vannak felszerelve. egymáshoz viszonyított szögben történő forgatásukhoz, a tartószerkezet segítségével az állórész -tartó moduljaira szerelve. A megfelelő gyűrűs 10 forgórész 17 gyűrűs héját a 9 támasztótengellyel összekötő rögzítőelemek mindegyike tartalmaz egy 19 agyat, amely a 9 tartótengelyre van szerelve, és 20 karimája mereven van rögzítve a megfelelő 17 gyűrűs héj 18 belső karimájához. Az állórész -tartóegység moduljainak egymáshoz viszonyított szögváltására szolgáló meghajtás a bemutatott konkrét kiviteli alakban csavarmechanizmus formájában van kialakítva, 21 vezetőcsavarral és 22 anyával, valamint a hajtás tartóegységével Az állórész-hordozó egység szakaszainak szögletes megfordítása magában foglal egy 23 támasztópántot, amely az említett 14 üvegek egyikére, a másik 14 üvegre pedig a 24 támasztórúdra van rögzítve. A 21 elvezető csavart kétfokozatú csukló ( két szabadságfokú csuklópánt) az egyik "b" véggel a 9 támasztótengely O-O1 tengelyével párhuzamos 25 tengely segítségével, a 24 támasztórúd egy körív mentén helyezkedik el, vezetőnyílással "g", és a csavarmechanizmus 22 anyája az egyik végén elfordíthatóan össze van kötve az említett 23 támasztófüllel, a másik végén pedig egy 26 szárral van átvezetve, amely a 24 támasztórúd "g" vezetőrésén áthalad, és 27 reteszelőelemmel (rögzítőanya) van felszerelve. A 22 anya végén, amely elforgathatóan csatlakozik a 23 tartófülhöz, egy további 28 reteszelőelem (kiegészítő rögzítőanya) van felszerelve. A 9 támasztó tengely 29 és 30 ventilátorral van felszerelve az állórész 7, 8 armatúra tekercselésének hűtésére, amelyek közül az egyik (29) a 9 támasztó tengely egyik végén, a másik (30) pedig gyűrűs perselyek Az állórészcsapágy -szerelvény 12 szakasza „d” szellőzőnyílásokkal van ellátva a külső 13 tolókarimákon a légáramlásnak a megfelelő gyűrűs körbe történő elhelyezése érdekében. a gyűrű alakú 12 perselyek és a 14 üvegek által alkotott "b" üregek, amelyek hűtésére ezáltal a 7 és 8 horgonytekercsek a 6 elektromos tekercsekben, az 5 gyűrű alakú mágneses körök pólusnyúlványain helyezkednek el. amelyen a 29 ventilátor található, egy 31 ékszíjtárcsa van felszerelve a szinkrongenerátor 10 gyűrűs forgórészeinek forgásba lendítésére. A 29 ventilátor közvetlenül az ékszíjhajtás 31 tárcsájához van rögzítve. A csavarmechanizmus 21 vezetőcsavarjának másik végén 32 fogantyú található a hajtás csavarmechanizmusának kézi vezérléséhez az állórész -hordozó egység moduljainak egymáshoz képest szögben történő elforgatásához. A körkörös mágneses áramkörökben az armatúra tekercselés azonos nevű fázisai (A1, B1, C1 és A2, B2, C2) Az állórész -csapágyegység 5 modulja össze van kötve, amelyek a generátor közös fázisait képezik (ugyanazon fázisok csatlakoztatása) általában soros és párhuzamos, valamint összetett). Az állórészcsapágy -szerelvény szomszédos moduljaiban található 10 gyűrűs rotorok gyűrű alakú 11 mágneses béléseinek azonos nevű ("északi" és ennek megfelelően "déli") mágnespólusai egymással megegyező sugárirányú síkokban helyezkednek el . A bemutatott kiviteli alakban az állórész -hordozó egység egyik moduljának körkörös mágneses áramkörében az armatúra tekercselés (7 tekercs) fázisainak (A1, B1, C1) végei ugyanazon fázisok kezdeteihez vannak csatlakoztatva (A2 , B2, C2) az armatúra tekercselésének (8 tekercs) az állórész -csapágyazás szomszédos másik moduljában, amelyek soros kapcsolatban állnak egymással az állórész -armatúra tekercselésének közös fázisaival.

Az állandó mágneses gerjesztéssel rendelkező szinkron generátor a következőképpen működik.

A hajtástól (például egy belső égésű motorból, főként dízelmotorból, amely nem látható a rajzon) a 31 ékszíjtárcsán keresztül, a forgómozgás a gyűrűs 10 forgórészekkel a 9 tartótengelyre kerül. A 10 (gyűrűs héjak 17) gyűrű alakú mágneses béléssel 11 (például a pormagnetoanizotróp anyagból készült monolitikus mágneses gyűrűk) forgó mágneses fluxusokat hoznak létre, amelyek áthatolnak a gyűrű alakú mágneses bélések 11 és a gyűrű alakú mágneses magok 5 közötti léggyűrűs résen (például , az állórészcsapágy -modulok por -kompozit mágnesesen puha anyagból készült monolit korongjai, valamint a gyűrű alakú mágneses áramkörök sugárirányú pólusnyúlványai (5. ábra). a gyűrűs mágneses bélések 11 "északi" és "déli" váltakozó mágneses pólusa a gyűrűs sugárirányú pólusnyúlványok felett mágneses magok Az állórész -hordozó egység 5 modulja, amelyek a forgó mágneses fluxus pulzálását okozzák mind nagyságban, mind irányban az említett gyűrűs mágneses magok sugárirányú pólusnyúlványaiban. Ebben az esetben változó elektromotoros erők (EMF) indukálódnak a az állórész 7 és 8 armatúra tekercselése, mindegyik m-fázisú 7 és 8 armatúra tekercsben kölcsönös fáziseltolódással 360 / m elektromos fokkal egyenlő szögben, valamint a bemutatott 7 és 8 fázisú armatúra tekercseknél fázisok (A1, B1, C1 és A2, B2, C2) szinuszos változó elektromotoros erő (EMF) egymás közötti fáziseltolódással 120 fokos szögben, és a párok számának szorzatával egyenlő frekvenciával (p) mágneses pólusok a gyűrű alakú 11 mágnesbetétben a 10 gyűrűs forgórészek forgási frekvenciájával (a p = 8 mágnespólusok száma esetén a változó EMF -t túlnyomórészt megnövelt frekvenciával indukálják, például 400 Hz -es frekvenciával) . Váltóáram (például háromfázisú, vagy általában m-fázisú), amely ugyanazon fázisok (A1, B1, C1 és A2, B2, C2) fent említett összekötése által kialakított közös állórész-armatúra tekercselésén keresztül áramlik ) a szomszédos 5 gyűrűs mágneses áramkörök 7 és 8 armatúra tekercselései, a kimeneti elektromos tápcsatlakozókhoz (nem rajzolva) táplálják a váltakozó áramú vevőkészülékek csatlakoztatásához (például elektromos motorok, elektromos szerszámok, elektromos szivattyúk, fűtőberendezések, valamint elektromos hegesztőberendezések csatlakoztatására stb.) ). A szinkrongenerátor bemutatott kiviteli alakjában a kimeneti fázisfeszültség (Uph) a közös állórész-armatúra tekercsében (amelyet a 7 és 8 armatúra tekercsek azonos fázisainak megfelelő fent említett összekapcsolása képez az 5 gyűrűs mágneses áramkörökben) az állórész -hordozó egység moduljainak kezdeti kiindulási helyzete (egymáshoz képest szögbeli elmozdulás nélkül) az állórész -csapágyegység ezen moduljai egymáshoz képest, és ennek megfelelően a gyűrű alakú mágneses áramkörök egymáshoz viszonyított szögbeli eltolása nélkül 5 pólusnyúlványok a kerület mentén) egyenlő az egyes fázisfeszültségek (Uph1 és Uph2) összegével az állórész -tartóegység moduljainak gyűrűs mágneses áramköreinek 7. és 8. tekercstekercsében (általános esetben a teljes A generátor Uf kimeneti fázisfeszültsége megegyezik a feszültségvektorok geometriai összegével az azonos nevű A1, B1, C1 és A2, B2, C2 fázisokban a 7 és 8 armatúra tekercsekben, lásd a 7. és 8. ábrát. feszültségdiagramokkal). Ha módosítani kell (csökkenteni) a bemutatott szinkrongenerátor Uph kimeneti fázisfeszültségének (és ennek megfelelően az U l kimeneti vonal feszültségének) értékét bizonyos csökkentett feszültségű áramvevők táplálására (például elektromos ív esetén) váltóáramú hegesztés bizonyos üzemmódokban), a hordozóegység egyes moduljainak szögirányú megfordítását egy adott szögben (beállított vagy kalibrált) állítják egymáshoz képest. Ebben az esetben az állórész -tartóegység moduljainak szögváltására szolgáló csavarmechanizmus 22 anyájának 27 reteszelőeleme nyitva van, és a 32 fogantyú segítségével a csavarmechanizmus 21 vezetőcsavarja forog, ennek eredményeként a 22 anya anyja szögletesen elmozdul a 24 támasztórúd "g" hornyában lévő körív mentén, és az állórész -csapágyegység egyik moduljának adott szögben történő megfordítása a másikhoz képest ennek az állórész-csapágyegységnek a 9 támasztótengely O-O1 tengelye körüli modulja (a szinkroninduktor-generátor bemutatott kiviteli alakjában az állórész-csapágyegység modulja el van forgatva, amelyre a 23 támasztórúd van felszerelve, míg egy másik modul Az "állórész -csapágyegység" és "g" résű 24 támasztórúddal álló helyzetben van, azaz valamilyen alapra van rögzítve, amelyet a rajz nem szokásosan mutat). Az állórész-csapágyegység moduljainak (12 gyűrűs perselyek 14 üvegekkel) egymáshoz viszonyított szögben történő elforgatásával a 9 tartótengely O-O1 tengelye körül az 5 gyűrűs mágneses áramkörök pólusnyúlványokkal a kerület mentén forognak. adott szögben egymáshoz viszonyítva is végrehajtásra kerül, aminek következtében a forgás is adott szögben történik egymáshoz képest, maguk a pólusnyúlványok 9 tartótengelyének O-O1 tengelye körül (hagyományosan a rajzon nem látható) többfázisú (ebben az esetben háromfázisú) állórész-armatúra 7 és 8 tekercsekkel, körkörös mágneses áramkörökben. Amikor az 5 körkörös mágneses áramkör pólusnyúlványait egymáshoz képest 360 / 2p fokon belül elforgatjuk, akkor az állórész -csapágyegység mozgatható moduljának armatúra tekercsében a fázisfeszültség -vektorok arányos elfordulása következik be ( ebben az esetben az Uph2 fázisfeszültség-vektorok forgása a hordozóegység modul 7 armatúrájának tekercsében történik. állórész, szögforgás lehetőségével) egy jól meghatározott szögben 0-180 elektromos fokon belül (lásd a 7. és Ábra), ami a szinkrongenerátor kimeneti fázisfeszültségének Uph változásához vezet az Uph2 fázisfeszültség -vektorok elektromos forgási szögétől függően az egyik állórész -armatúra 7 A2, B2, C2 fázisában a fázisfeszültséghez képest Uf1 vektorok egy másik 8 állórész -tekercs A1, B1, C1 fázisában (ennek a függőségnek számított jellege van, amelyet ferde háromszögek megoldásával számolnak ki, és a következő kifejezés határozza meg:

A bemutatott szinkron generátor kimeneti fázisfeszültségének Uph szabályozási tartománya abban az esetben, amikor Uph1 = Uph2 2Uph1 és 0 között változik, és abban az esetben, ha Uph2

Az állórész -hordozó egység megvalósítása azonos modulokból álló csoportból, a jelzett gyűrűs 5 mágneses áramkörrel és 10 gyűrűs rotorral, egy támasztótengelyre 9 szerelve, valamint az állórész -hordozóegység moduljainak felszerelése azzal a lehetőséggel, hogy elfordítják őket egymással a 9 támasztótengellyel koaxiális tengely körül, az állórész -csapágyegység moduljainak kinematikailag összekapcsolt hajtásával, egymáshoz viszonyított szögben történő elforgatásával, valamint az armatúra 7 és 8 tekercsének azonos fázisaival. Az állórész csapágyegységének az állórész aktív teljesítményének közös fázisainak kialakításával, valamint a váltakozó áram kimeneti feszültségének szabályozásának lehetőségével, valamint a hegesztőáram forrásaként történő felhasználásával. elektromos ívhegesztés különböző módokban (az érték beállításának lehetőségével fáziseltolódási feszültség ugyanazon A1, B1, C1 és A2, B2, C2 fázisokban, és általában az állórész -armatúra tekercseinek Ai, Bi, Ci fázisaiban a javasolt szinkrongenerátorban). A javasolt szinkron generátor állandó mágnesek gerjesztésével használható az állórész -armatúra tekercselésének megfelelő kapcsolásával, hogy áramot biztosítson a váltakozó többfázisú elektromos áramvevők széles választékának, a tápfeszültség különböző paramétereivel. Ezenkívül a szomszédos 10 gyűrűs forgórészekben található gyűrű alakú mágneses 11 bélések azonos nevű ("északi" és ennek megfelelően "déli") mágnespólusainak további elrendezése ugyanabban a sugárirányú síkban egymással egybevág. a 7 armatúratekercs A1, B1, C1 fázisának végeinek összekötéseként az állórész -csapágyegység egyik moduljának gyűrűs 5 mágneses áramkörében, ugyanazon A2, B2, C2 fázisok kezdetével az állórész csapágyegységének szomszédos moduljában (az állórész -armatúra tekercselés ugyanazon fázisainak soros csatlakoztatása) lehetővé teszik a szinkron generátor kimeneti feszültségének zökkenőmentes és hatékony szabályozását a maximális értékről (2U f1 , és általános esetben az állórészcsapágy -egység nU f1) -0 számú szakaszához, amely speciális villamos gépek és berendezések áramellátására is használható.

KÖVETELÉS

1. Állandó mágnesek által gerjesztett szinkrongenerátor, amely állórészcsapágy -szerelvényt tartalmaz csapágyazással, amelyre gyűrű alakú mágneses áramkör van felszerelve, pólusnyúlványokkal a kerület mentén, elektromos tekercsekkel felszerelve, az állórész többfázisú armatúra tekercselésével , a tartótengelyre szerelve, a forgás lehetőségével az említett tartócsapágyakban a gyűrűs állórész mágneses áramköre körül egy gyűrűs forgórész gyűrűs mágneses béléssel, amely a belső oldalfalra van szerelve, p-párok mágneses pólusaival, amelyek kerületi irányban váltakoznak, a pólusnyúlványok elektromos tekercsekkel az említett gyűrűs állórész mágneses áramkörének armatúrájából, azzal jellemezve, hogy az állórészcsapágy -egység azonos modulok csoportjából készül, a jelzett gyűrűs mágneses áramkörrel és gyűrűs rotorral, amely ugyanarra a tartótengelyre van felszerelve, az állórészcsapágy -modul moduljai úgy vannak felszerelve, hogy a tengely körül egymáshoz képest elfordulhatnak és koaxiálisak a támasztótengellyel, és kinematikailag összekapcsolt hajtóművel vannak felszerelve, hogy egymáshoz képest szögben forogjanak, és az állórészcsapágy -modul moduljaiban az armatúra tekercsek hasonló fázisai össze vannak kötve, és az állórész -armatúra közös fázisait képezik kanyargó.

2. Az 1. igénypont szerinti állandó mágnesekkel gerjesztett szinkron generátor, azzal jellemezve, hogy az állórész -csapágyazás szomszédos moduljaiban a gyűrűs rotorok gyűrűs mágneses béléseinek azonos nevű mágneses pólusai egymással egyezően vannak elhelyezve. ugyanazok a sugárirányú síkok, és az armatúra tekercselés fázisainak végei a csapágyazó állórész egy moduljában az armatúra tekercselés ugyanazon fázisainak elejéhez vannak csatlakoztatva az állórész -csapágyegység egy másik, szomszédos moduljában. az állórész -armatúra tekercselésének közös fázisai.

3. Az 1. igénypont szerinti szinkron generátor állandó mágnesek gerjesztésével, azzal jellemezve, hogy az állórész -hordozóegység mindegyik modulja tartalmaz egy gyűrűs hüvelyt külső tolókarimával és egy üveget, amelynek végén egy központi lyuk van, és A forgórész az állórész -hordozó egység minden moduljában egy gyűrűs héjat tartalmaz, belső tolókarimával, amelybe az említett megfelelő gyűrűs mágneses betét van beépítve, míg az állórész -hordozó egység moduljainak gyűrűs perselyei a belsővel vannak összekötve. hengeres oldalfal az említett támasztócsapágyak egyikével, amelyek közül néhány az említett üvegek végén lévő központi lyukak falával van konjugálva, a gyűrűs forgórész gyűrűs héjai rögzítőelemekkel mereven össze vannak kötve a tartótengellyel , és az állórész -csapágyegység megfelelő moduljában lévő gyűrűs mágneses áramkör a meghatározott gyűrűs hüvelyre van szerelve, amelyet külső tolókarimája mereven rögzít a verem oldalsó hengeres falához ana és ez utóbbival együtt egy gyűrű alakú üreget képez, amelyben a meghatározott megfelelő gyűrű alakú mágneses áramkör a megfelelő állórész -armatúra tekercs elektromos tekercsével van elhelyezve.

4. Az 1-3. Igénypontok bármelyike ​​szerinti szinkron generátor állandó mágneses gerjesztéssel, azzal jellemezve, hogy a gyűrűs forgórész gyűrűs héját a tartótengelyhez kötő rögzítőegységek mindegyike tartalmaz egy agyat a tartótengelyre karimával felszerelve mereven rögzítve a megfelelő gyűrűhéj belső tolókarimájához.

5. A 4. igénypont szerinti állandó mágneses gerjesztéssel rendelkező szinkron generátor, azzal jellemezve, hogy az állórész -hordozó egység moduljainak egymáshoz képest szögben történő elforgatására szolgáló hajtás a tartóegység segítségével van felszerelve az állórész -hordozó egység moduljaira. .

6. Az 5. igénypont szerinti szinkrongenerátor állandó mágnesek gerjesztésével, azzal jellemezve, hogy az állórész -hordozó egység moduljainak egymáshoz képest szögben történő elforgatására szolgáló meghajtás csavaros mechanizmus formájában van kialakítva, elvezető csavarral és anyát, és az állórész -tartóegység moduljainak szögletes elforgatására szolgáló hajtómű alátámasztó egysége az egyik üvegen rögzít egy tartófüzet, a másik üvegen pedig egy tartórudat, míg a vezetőcsavart elforgathatóan egy kétfokú csuklópánt az egyik végén az említett tartótengely tengelyével párhuzamos tengely segítségével, a meghatározott támasztórúd a kerület íve mentén elhelyezett vezetőrésszel készül, és a csavar mechanizmusának anyja elforgathatóan össze van kötve az egyik végén az említett füllel, a másik végén egy szárral van kialakítva, amely áthalad a tartórúd vezetőrésén, és rögzítőelemmel van ellátva.


A RU 2548662 szabadalom birtokosai:

A találmány az elektrotechnika és az elektrotechnika területére vonatkozik, különösen az állandó mágnesek által gerjesztett szinkrongenerátorokra. HATÁS: a kimeneti feszültség és az aktív teljesítmény stabilizálása. Az állandó mágnesek által gerjesztett szinkrongenerátor állványcsapágy -szerelvényt tartalmaz csapágyazással, amelyre gyűrű alakú mágneses áramkör van felszerelve, pólusnyúlványokkal a kerület mentén. A mágneses áramkör elektromos tekercsekkel van felszerelve, az állórész pólusnyúlványaira helyezett többfázisú armatúra tekercseléssel. A gyűrűs forgórész a tartótengelyre van szerelve, és a gyűrű alakú állórész mágneses áramköre körüli tartócsapágyakban forgatható. A gyűrű alakú mágneses betét a rotor belső oldalfalára van szerelve, p-párok mágneses pólusaival, amelyek kerületi irányban váltakoznak. A mágneses betét két egyforma gyűrű formájában készül, amelyek tengelyirányban mozgathatók. A gyűrűk között rugalmas elem található. 2 ill.

A találmány az elektrotechnika és az elektrotechnika területére vonatkozik, különösen az állandó mágnesek által gerjesztett szinkrongenerátorokra, és használható szabványos ipari frekvenciájú és megnövelt frekvenciájú autonóm tápegységekben, elektromos gépekben és erőművekben. Különösen a találmány szerinti szinkrongenerátor használható önálló áramforrásként autókban, csónakokban és más járművekben.

Ismert szinkrongenerátor, amely vezetőt tartalmazó állórészt és állandó mágneses gerjesztőrendszerű rotort tartalmaz, és az állórész és a forgórész között van egy aktív felület - légrés, a rotor külső rotor formájában van a belső oldalon aktív felülettel a forgórész, ha a forgásirányt nézi, a forgásirányban váltakozva mágnesezett állandó mágneseket és mágneses vezető anyagrészeket tartalmaz, az állandó mágnesek olyan anyagból készülnek, a levegő áteresztőképességéhez közeli mágneses permeabilitás, az állandó mágnesek, ha a forgásirányban mérik, a hatóanyagtól való távolság növekedésével nőnek a felület szélessége, és a mágneses vezetőképességű szakaszok - a szélesség csökken a távolság növekedésével aktív felület, a mágneses szakaszoknak van egy felülete, amelyen keresztül a mágneses fluxus kijön, és amely az aktív felület felé néz, és ez kisebb, mint a felületek összege mindkét szomszédos állandó mágnes mágneses fluxusának keresztmetszete, amelynek következtében az állandó mágnesek mágneses fluxusa az állórúd pólusának aktív felületére koncentrálódik, ha a forgásirányban mérik, majdnem ugyanaz szélesség, mint a mágneses vezető szakaszok felülete, amelyen keresztül a mágneses fluxus kilép (2141716 RF szabadalom, IPC H2K 21/12, közzétéve 1991.11.20.).

Ismert szinkrongenerátor, amely többpólusú armatúrát tartalmaz, amelynek n pólusa van (n egész szám) tekercsekkel, és gerjesztőrendszert, amelyet több állandó mágnes alkot. Ebben az esetben az állandó mágneseknek pólusaik vannak (n-1), amelyek mágneses gerjesztési mezőt hoznak létre, amikor az armatúrához képest forognak, és az állandó mágneseket a forgásirány mentén mágnesezik, és a pólusokat ferdével készítik. a gerjesztő rendszer forgása (2069441 RF szabadalom, IPC Н02K 21/22, közzétéve 1996. november 20 -án).

Ezen szinkrongenerátorok közös hátránya, hogy a stabilizáció korlátozott funkcionalitása a kimeneti feszültség és az aktív teljesítmény terhelésének növekedésével jár, amelyek a teljes mágneses fluxus nagyságától függenek. Ugyanakkor ezeknek a generátoroknak a kialakításában nincsenek olyan elemek, amelyek lehetővé teszik a gyűrű alakú mágneses bélés egyes állandó mágnesei által generált teljes mágneses fluxus értékének gyors megváltoztatását.

A találmány legközelebbi analógja (prototípusa) egy állandó mágnesek által gerjesztett szinkron generátor, amely egy állórészhordozó egységet tartalmaz csapágyazással, amelyre egy gyűrű alakú mágneses áramkör van felszerelve, amely a periféria mentén pólusnyúlványokkal van ellátva, és amelyek elektromos tekercsekkel vannak felszerelve. pólusnyúlványok az állórész többfázisú armatúra tekercselésével, támasztótengelyre szerelve, a csapágyakban való forgás lehetőségével a gyűrűs rotor gyűrűs állórész mágneses áramköre körül, amely a gyűrűs mágnesbetét belső oldalfalára van szerelve, kerületi irányban váltakozva p-párok mágneses pólusai, amelyek a pólusnyúlványokat a gyűrűs állórész mágneses áramkörének armatúra tekercselésének elektromos tekercsével borítják. Az állórész -hordozó egység azonos modulokból áll, amelyek gyűrűs mágneses áramkörrel és gyűrűs rotorral vannak felszerelve, egy tartótengelyre szerelve, míg az állórész -hordozóegység moduljai úgy vannak felszerelve, hogy egymáshoz képest elfordíthatók a koaxiális tengely körül a tartótengellyel, és kinematikailag összekapcsolt hajtásszög -megfordítással vannak felszerelve egymáshoz képest, és az állórész -csapágyegység moduljaiban az armatúra tekercselés ugyanazai fázisai össze vannak kötve, és az állórész -armatúra tekercselésének közös fázisait képezik ( 2273942 számú RF szabadalom, IPC Н02K 21/22, Н02K 21/12, közzétéve 2006. július 27 -én).

Az állandó mágnesekkel gerjesztett ismert szinkron generátor hátránya, hogy modulcsoportot kell használni, ami összetettebb kialakításhoz, a generátor tömegének és méreteinek növekedéséhez vezet. Ez viszont a generátor teljesítményének csökkenéséhez vezet.

Ezenkívül, mint a fent említett analógokban, az ismert generátorból hiányoznak olyan elemek, amelyek lehetővé teszik a gyűrű alakú mágnesbetétet alkotó egyes állandó mágnesek teljes mágneses fluxusának értékének gyors megváltoztatását.

A jelen találmány célja a szinkrongenerátor tervezésének egyszerűsítése és funkcionalitásának bővítése azáltal, hogy áramot szolgáltat a váltakozó többfázisú elektromos áram vevőkészülékeinek széles skálájára, különböző tápfeszültség -paraméterekkel.

A technikai eredmény a kimeneti feszültség és az aktív teljesítmény stabilizálása, mivel rugalmas elemeket vezetnek be a szinkron generátor szerkezetébe.

A technikai eredményt azzal érik el, hogy egy szinkron generátorban, állandó mágnesekből gerjesztve, amely tartalmaz egy állórészcsapágy -szerelvényt csapágyakkal, amelyre egy gyűrű alakú mágneses áramkör van felszerelve, amely a periférián pólusnyúlványokkal rendelkezik, és a póluson elhelyezett elektromos tekercsekkel van felszerelve nyúlványok az állórész többfázisú armatúra tekercselésével, a tartótengelyre szerelve, a forgás lehetőségével a gyűrű alakú állórész mágneses áramköre körüli tartócsapágyakban, gyűrűs rotor gyűrű alakú mágneses béléssel, amely a belső oldalfalra van szerelve, mágneses pólusokkal kerületi irányban váltakozó párok, amelyek a pólusnyúlványokat a gyűrű alakú állórész mágneses áramkörének armatúrájának tekercsével elektromos tekercsekkel borítják, a találmány szerint, gyűrű alakú mágneses betét két azonos gyűrű alakjában készül, amelyek tengelyirányban mozgathatók irányban, a gyűrűk között elhelyezkedő rugalmas elemmel.

Amikor a generátor terhelése megváltozik, az állórész tekercselésén átfolyó áram megváltozik, míg a mágneses bélésekre ható vonzóerő megváltozik. Ez utóbbiak bizonyos mértékig behúzódnak a légrésbe, összenyomva a rugalmas elemet, ezáltal növelve vagy csökkentve a teljes mágneses fluxust. Ennek köszönhetően a feszültség és az aktív teljesítmény a generátor állórész tekercsének kivezetésein stabilizálódik.

A rugalmas elem lehet egy darabból álló, hullám alakú rugalmas alátét vagy kompozit, külön rugók formájában.

Egy példaértékű rugalmas elem rugók formájában van.

A találmány lényegét a rajz szemlélteti.

ÁBRA. Az 1. ábra a javasolt szinkrongenerátor általános nézetét mutatja, hosszmetszetben állandó mágnesekkel gerjesztve, mágneses betétekkel, amelyek nem működnek.

ÁBRA. A 2. ábra azt a nézetet mutatja, amikor a mágneses füldugók munkahelyzetben vannak.

Mindkét ábrán a rugalmas elem rugók formájában van.

Az állandó mágnesek által gerjesztett szinkrongenerátor egy belső 1 állórészházat tartalmaz, amelyre egy gyűrű alakú 2 mágneses áramkör van felszerelve (például egy monolitikus korong formájában, amely por kompozit mágnesesen kemény anyagból készült), pólusnyúlványokkal a kerület mentén. , elektromos tekercsekkel (szakaszokkal) 3 felszerelve, többfázisú (például háromfázisú, és általában n-fázisú) állórész-armatúra tekercsekkel. A 4 tengelyen az 5, 6 csapágyakon való forgás lehetőségével az állórész csapágyegysége körül gyűrű alakú 7 forgórész van felszerelve, gyűrű alakú 8 mágnesbetétekkel a belső oldalfalra szerelve (például monolitikus mágneses gyűrűk formájában) por-mágneses izotróp anyagból), p-párok kerületi irányban váltakozó mágneses pólusaival, és ugyanolyan kialakítású gyűrűk formájában készülnek, amelyek képesek a 9 hornyokban a forgástengely irányába mozogni, kivéve azok forgását a gyűrű alakú 7 forgórészhez képest, amelyet rugalmas 10 elem, például nyomórugók választanak el. És a fedőpólus kiemelkedések a gyűrűs állórész mágneses áramkör horgony tekercselésével. A 7 gyűrűs rotor gyűrű alakú 8 mágnesbetéteket, 10 rugalmas elemet és 11 nyomógyűrűt tartalmaz. Az állórész tartalmaz egy gyűrű alakú 2 mágneses áramkört, 3 horgonytekercseket, egy belső burkolatot és egy külső 12 házat, amelyeknek a végén 13 központi lyukak vannak. . Az állórész -csapágyegység 1 belső burkolata belső henger alakú oldalfalával az 5 csapágyhoz, a 12 külső burkolat pedig a 6 csapágyhoz kapcsolódik. A 7 gyűrűs forgórész a 4 tengelyhez van csatlakoztatva. az állórész 3) tekercselései a meghatározott belső 1 burkolatra vannak felszerelve, amely mereven rögzítve van a külső 12 burkolattal, és az utóbbival együtt gyűrű alakú 14 üreget képeznek. a 4. tengely. A 16 külső burkolatra egy 16 burkolat van felszerelve. A 2 körkörös mágneses áramkör állórészén lévő 3 armatúra tekercs fázisai (A, B, C) elektromos áramkörben vannak egymáshoz csatlakoztatva.

Az állandó mágneses gerjesztéssel rendelkező szinkron generátor a következőképpen működik.

A hajtóműből, például egy belső égésű motorból, egy ékszíjtárcsán keresztül (nem látható az ábrán) a forgómozgás a gyűrűs 7 rotorral a 4 tengelyre kerül. A 8 forgás során forgó mágneses fluxus jön létre, amely behatol a gyűrű alakú 8 mágneses bélések és az állórész 2 gyűrűs mágneses áramköre közötti léggyűrűs résbe, valamint a gyűrű alakú mágneses áramkör sugárirányú pólusnyúlványaiba (nem ábrázolva). 2. az állórész. Amikor a 7 gyűrűs rotor forog, a gyűrűs 8 mágneses bélések "északi" és "déli" váltakozó mágneses pólusainak váltakozó áthaladása az állórész 2 gyűrűs mágneses magjának sugárirányú pólusnyúlványai fölött is történik, ami a mágneses fluxus, hogy nagyságban és irányban is forogjon a gyűrű alakú mágneses kör 2 sugárirányú pólusnyúlványaiban. Ebben az esetben egy szinuszos elektromotoros erőt (EMF) indukálunk az állórész 3 tekercsében, fáziseltolódással egymás között 120 fok és olyan frekvenciával, amely megegyezik a 8 gyűrű alakú mágneses bélés mágnespólusainak számának (p) szorzatával a gyűrűs 7 forgórész forgási sebességével. Váltóáram (például háromfázisú), amely a az állórész 3 armatúra tekercselését, a kimeneti elektromos csatlakozókhoz (nem az ábrán) a váltakozó áramú villamos energia vevőinek csatlakoztatására szolgál.

A generátor terhelésének növekedésével a 3 állórész armatúra tekercsén átáramló áram növekszik, miközben a gyűrű alakú 8 mágnesburkolatokra ható vonzóerő is növekszik. Ez utóbbiak a légrésbe húzódnak, összenyomva az elasztikus a 10. elem, amely fokozza a gyűrű alakú 8 mágneses bélések mágneses fluxusát. Emiatt a generátor állórész 3 tekercsének kivezetésein a feszültség stabilizálódik. Az állórész megvalósítása a jelzett gyűrűs 2 mágneses áramkörrel és a gyűrű alakú 7 rotorral, amely ugyanarra a 4 tengelyre van felszerelve, valamint a gyűrűs rotor, amely lehetővé teszi a gyűrűs 8 mágneses béléseknek a légrésbe való visszahúzását. hogy a szinkron generátor kimeneti feszültségét és aktív teljesítményét a megadott határokon belül stabilizálja.

Így a javasolt műszaki megoldás lehetővé teszi a kimeneti feszültség és az aktív teljesítmény stabilizálását, amikor a generátor elektromos terhelése megváltozik.

A javasolt szinkron generátor állandó mágnesek gerjesztésével használható az állórész -armatúra tekercselésének megfelelő kapcsolásával, hogy áramot biztosítson a váltakozó többfázisú elektromos áramvevők széles választékának, a tápfeszültség különböző paramétereivel.

Szinkron generátor állandó mágnesek gerjesztésével, amely tartalmaz egy állórész -hordozó egységet tartócsapágyakkal, amelyre egy gyűrű alakú mágneses áramkör van felszerelve, amelynek pólusnyúlványai vannak a kerület mentén, és amely a pólusnyúlványokon elhelyezett elektromos tekercsekkel van felszerelve, többfázisú állórész -armatúra tekercseléssel, egy tartótengelyre szerelve, a gyűrű alakú állórész mágneses áramköre körüli forgási lehetőséggel a referenciacsapágyakban; gyűrűs forgórész gyűrűs mágneses betéttel a belső oldalfalra szerelve, p-párok mágneses pólusaival, amelyek kerületi irányban váltakoznak, és eltakarják a pólust a gyűrű alakú állórész mágneses áramkörének armatúratekercsének elektromos tekercsekkel való kiálló részei, azzal jellemezve, hogy a mágneses betét két azonos, tengelyirányban mozgatható gyűrű alakjában készül, a gyűrűk között elhelyezkedő rugalmas elemmel.

Hasonló szabadalmak:

A találmány tárgya elektromos gép (1) hibrid vagy elektromos járművekhez. A gép tartalmaz egy külső forgórészt, egy állórészt (2), amely a rotor (3) belsejében található, a forgórész a forgórész csapágyelemét (4), a rotorlemezeket (5) és az állandó mágneseket (6), a csapágyelemet (4) A rotor) a tartóelem első, sugárirányban kinyúló részét (7) és a hozzá kapcsolódó támasztóelem második, tengelyirányban kinyúló részét (8) tartalmazza, a tartóelem második része (8) rotorlemezeket hordoz. (5) és állandó mágnesek (6), valamint az állórész (2) állórészlemezekkel (9) és tekercsekkel (10) rendelkezik, a tekercsek alkotják a tekercsek (11, 12) fejét, amelyek tengelyirányban mindkét oldalon Az állórészek (9) feletti oldalakon járókerékkel (14) is rendelkezik, amely a csapágyelem (4) forgórészéhez van csatlakoztatva.

A szinkrongép és mágneses mezőinek gerjesztése. Szinkron generátor gerjesztése.

A szinkron generátor (SG) gerjesztő tekercselése a forgórészen található, és egyenáramot kap külső forrásból. Létrehozza a gép fő mágneses mezőjét, amely a rotorral együtt forog, és a teljes mágneses kör körül bezárul. Forgatás közben ez a mező keresztezi az állórész tekercselő vezetékét, és EMF E10 -et indukál bennük.
Az erőteljes S.G. gerjesztő tekercsének táplálásához speciális generátorokat használnak - kórokozókat. Ha külön telepítik, akkor a gerjesztő tekercs áramellátása csúszógyűrűkön és kefeberendezésen keresztül történik. Erőteljes turbinagenerátorok esetén gerjesztőket ("fordított típusú" szinkrongenerátorokat) függesztenek a generátor tengelyére, majd a gerjesztő tekercs a tengelyre szerelt félvezető egyenirányítókon keresztül kap energiát.
A gerjesztésre fordított teljesítmény az SG névleges teljesítményének hozzávetőlegesen 0,2 - 5% -a, a nagy SG -k esetén kisebb érték.
A közepes teljesítményű generátorokban gyakran használnak öngerjesztő rendszert-az állórész tekercselő hálózatától a transzformátorokon, félvezető egyenirányítókon és gyűrűkön keresztül. Nagyon kicsi S.G. néha állandó mágnest használnak, de ez nem teszi lehetővé a mágneses fluxus nagyságának beállítását.

A gerjesztő tekercs lehet koncentrált (explicit pólusú szinkron generátorok esetén) vagy elosztott (implicit pólusú SG esetén).

Mágneses áramkör S.G.

Mágneses rendszer S.G. Elágazó mágneses áramkör 2p párhuzamos ággal. Ebben az esetben a gerjesztő tekercselés által létrehozott mágneses fluxus a mágneses kör ilyen szakaszai mentén zárva van: légrés "?" - kétszer; az állórész fogazott zónája hZ1 - kétszer; állórész hát L1; a "hZ2" rotor fogazott rétege - kétszer; rotor vissza - "LOB". A kiemelkedő pólusú generátorokban a forgórésznek "hm" rotoroszlopai vannak - kétszer (a fogazott réteg helyett) és a LOB kereszttel (a rotor hátulja helyett).

Az 1. ábra azt mutatja, hogy a mágneses áramkör párhuzamos ágai szimmetrikusak. Látható az is, hogy a Ф mágneses fluxus fő része a teljes mágneses kör mentén le van zárva, és mind a rotor tekercselésével, mind az állórész tekercselésével össze van kapcsolva. Az FSigma mágneses fluxus kisebb része (bocsánat, nincs szimbólum) csak a terepi tekercs körül van lezárva, és akkor nem kapcsolódik össze az állórész tekercselésével a légrés mentén. Ez a forgórész kóbor mágneses fluxusa.

1. ábra Mágneses áramkörök S.G.
explicit pólusú (a) és implicit pólusú (b) típusok.

Ebben az esetben a teljes mágneses fluxus Фm egyenlő:

ahol a SIGMAm a mágneses fluxus disszipációs tényezője.
A gerjesztő tekercs MDF -je egy póluspárra készenléti állapotban úgy határozható meg, mint az MDF -alkatrészek összege, amelyek szükségesek a mágneses ellenállás leküzdéséhez az áramkör megfelelő szakaszaiban.

A légrés területe, amelyben a mágneses permeabilitás µ0 = const állandó, a legnagyobb mágneses ellenállással rendelkezik. A bemutatott képletben a wB a gerjesztőtekercs sorba kapcsolt fordulatainak száma pólusonként, az IBO pedig a gerjesztőáram üresjáratban.

A mágneses áramkör acélja a mágneses fluxus növekedésével telítettséggel rendelkezik, ezért a szinkrongenerátor mágneses karakterisztikája nemlineáris. Ez a karakterisztika, mint a mágneses fluxus függése a gerjesztőáramtól Ф = f (IВ) vagy Ф = f (FВ), számítással megalkotható vagy empirikusan eltávolítható. A 2. ábrán látható formában van.

2. ábra: S.G. mágneses jellemzője.

Általában S.G. úgy tervezték, hogy a mágneses fluxus value névleges értékénél a mágneses áramkör telített legyen. Ebben az esetben a mágneses karakterisztika "ab" szakasza megfelel a 2Fsigma légrés leküzdésére szolgáló MDS -nek, a "nap" szakasz pedig a mágneses acél mágneses ellenállásának leküzdésére. Aztán a hozzáállás nevezhetjük a mágneses kör egészének telítési együtthatójának.

Szinkron generátor alapjáraton

Ha az állórész tekercselő áramköre nyitva van, akkor az S.G. csak egy mágneses mező van - amelyet a gerjesztő tekercs MDS hoz létre.
Az állórésztekercs szinuszos EMF -jéhez szükséges mágneses mező indukció szinuszos eloszlását a következők biztosítják:
- kiemelkedő S.G. a rotor pólusdarabjainak alakja (a pólus közepe alatt a rés kisebb, mint a szélei alatt) és az állórész rései.
- implicit S.G. - a gerjesztőtekercs elosztásával a forgórész résein a pólus közepe alatt, a rés kisebb, mint a szélei és az állórész rései alatt.
A többpólusú gépeknél az állórész tekercselését tömbszámú résenként használják pólusonként és fázisonként.

3. ábra A mágnes szinuszosságának biztosítása
gerjesztési mezők

Mivel az E10 állórésztekercs EMF arányos a magneticо mágneses fluxussal, és az IОВ gerjesztőtekercsben lévő áram arányos az FОВ gerjesztőtekercs MDS -jével, könnyű függőséget létrehozni: E0 = f (IВО) azonos a mágneses karakterisztikához: Ф = f (FВO). Ezt a függőséget nevezzük az alapjárat jellemzőjének (H.H.H.) S.G. Lehetővé teszi az S.G. paramétereinek meghatározását, vektor diagramjainak felépítését.
Általában H.H.H. relatív e0 és iBO egységekben ábrázolják, azaz a mennyiségek aktuális értékét a névleges értékükre utalják

Ebben az esetben a H.H.H. normális jellemzőnek nevezik. Érdekes, hogy a normális H.H.H. szinte minden S.G. ugyanazok. Valós körülmények között Kh.Kh.Kh. nem az origóból indul ki, hanem az ordinátatengely valamely pontjából, amely megfelel a maradék EMF e OST. -nek, a mágneses áramkör acéljának maradék mágneses fluxusa miatt.

4. ábra. Az üresjárat jellemzője relatív egységekben

A gerjesztés sematikus áramkörei S.G. gerjesztéssel a) és öngerjesztéssel b) a 4. ábrán láthatók.

5. ábra Az S.G. gerjesztésének sematikus diagramja.

Mágneses mező S.G. terhelés alatt.

A S.G. betöltéséhez vagy terhelésének növelése érdekében csökkenteni kell az állórész tekercselés fázisai kivezetései közötti elektromos ellenállást. Ezután áramok áramlanak át a fázistekercsek zárt áramkörein az állórész tekercselésének EMF hatására. Ha feltételezzük, hogy ez a terhelés szimmetrikus, akkor a fázisáramok létrehozzák a háromfázisú tekercs MDS-jét, amelynek amplitúdója

és az állórész mentén a rotor sebességével egyenlő n1 forgási sebességgel forog. Ez azt jelenti, hogy az F3Ф állórésztekercs MDS -je és az FB gerjesztőtekercs MDS -je, a forgórészhez képest álló, azonos sebességgel forog, azaz szinkronban. Más szóval, mozdulatlanok egymáshoz képest, és kölcsönhatásba léphetnek.
Ugyanakkor a terhelés jellegétől függően ezek az MDS -ek különböző módon orientálhatók egymáshoz képest, ami megváltoztatja kölcsönhatásuk jellegét és következésképpen a generátor működési tulajdonságait.
Ismét vegye figyelembe, hogy az F3Ф = Fa állórésztekercs MDF -jének az FВ forgórésztekercs MDS -re gyakorolt ​​hatását "armatúra -reakciónak" nevezzük.
Az implicit pólusú generátorokban a rotor és az állórész közötti légrés egyenletes, ezért az állórésztekercs MDS által létrehozott B1 indukció szinuszosan oszlik el a térben, mint az MDS F3Ф = Fa. rotor és a terepi tekercselés.
A kiemelkedő pólusú generátoroknál a légrés egyenetlen mind a pólusdarabok alakja, mind a gerjesztő tekercselő és szigetelő anyagok rézzel töltött pólusa közötti tér miatt. Ezért a pólusdarabok alatti légrés mágneses ellenállása sokkal kisebb, mint a pólusközi tér területén. A forgórész pólusainak tengelye S.G. nevezzük d - d hossztengelynek, és az interpoláris tér tengelyének - S.G. q - q.
Ez azt jelenti, hogy az állórész mágneses mezőjének indukciója és térbeli eloszlásának grafikonja az állórésztekercs MDF F3F hullámának a forgórészhez viszonyított helyzetétől függ.
Tegyük fel, hogy az F3Ф = Fa állórésztekercs MDF amplitúdója egybeesik a gép d - d hossztengelyével, és ennek az MDF -nek a térbeli eloszlása ​​szinuszos. Azt is feltételezzük, hogy a gerjesztési áram nulla Ibo = 0.
Az egyértelműség kedvéért az ábrán ennek az MDS -nek egy lineáris letapogatását ábrázoljuk, amelyből látható, hogy az állórész mágneses mezőjének indukciója a pólusdarab területén elég nagy, és a az interpólus tér élesen csökken szinte a nullára a nagy légellenállás miatt.


6. ábra Az állórész tekercsének MDS -jének lineáris letapogatása a hossztengely mentén.

Az indukció ilyen egyenetlen eloszlása ​​B1dmax amplitúdóval helyettesíthető szinuszos eloszlással, de kisebb amplitúdóval B1d1max.
Ha az F3Ф = Fa állórész MDF maximális értéke egybeesik a gép keresztirányú tengelyével, akkor a mágneses mező képe más lesz, ami a gép MDS -jének lineáris letapogatásának ábrájából látható. .

7. ábra Az állórész tekercsének MDS -jének lineáris letapogatása a keresztirányú tengely mentén.

Itt is nagyobb az indukció nagysága a pólusdarabok területén, mint az interpoláris tér területén. És teljesen nyilvánvaló, hogy a B1d1 állórész alapindukciós felharmonikusának amplitúdója a hossztengely mentén nagyobb, mint a keresztirányú tengely mentén a B1q1 mező indukciójának amplitúdója. A B1d1 és B1q1 indukció csökkenésének mértékét, amely a légrés egyenetlenségei miatt következik be, az együtthatókkal kell figyelembe venni:


Sok tényezőtől függnek, és különösen a szigma / tau aránytól (sajnálom, nincs szimbólum) (relatív légrés), az aránytól

(pólusátfedési arány), ahol vp a pólusdarab szélessége, és más tényezők.

Az a tevékenységi terület (technológia), amelyhez a leírt találmány tartozik

A fejlesztés know-how-ja, nevezetesen a szerző találmánya az elektrotechnika területére vonatkozik, különösen az állandó mágnesek által gerjesztett szinkrongenerátorokra, és felhasználható autók, csónakok, valamint fogyasztók autonóm tápegységei váltakozó árammal, mint szabványos ipari frekvencia, és megnövelt frekvenciával, valamint autonóm erőművekben, mint hegesztőáramforrás az elektromos ívhegesztéshez.

A RÉSZLET RÉSZLETES LEÍRÁSA

Ismert szinkron generátor állandó mágnesek gerjesztésével, amely állórészcsapágy -szerelvényt tartalmaz csapágyazással, amelyre egy gyűrű alakú mágneses áramkör van felszerelve, amelynek pólusnyúlványai vannak a kerület mentén, elektromos tekercsekkel felszerelve, az állórész horgonytekercsével, és a tartótengelyre is felszerelve, a forgás lehetőségével az említett gerjesztő tartócsapágyakban (lásd például A.I. Voldek, "Elektromos gépek", szerk. Energiya, Leningrádi ág, 1974, 794. o.).

Az ismert szinkrongenerátor hátrányai a jelentős fémfogyasztás és a nagy méretek a jelentős fémfogyasztás és a hatalmas henger alakú forgórész méretei miatt, amelyek kemény mágneses ötvözetekből (például Alni, Alnico, Magnico stb.) Készült állandó gerjesztő mágnesekkel készülnek.

Ismert az állandó mágnesek által gerjesztett szinkron generátor is, amely állórészcsapágy -szerelvényt tartalmaz csapágyazással, amelyre egy gyűrű alakú mágneses áramkör van felszerelve, amelynek pólusnyúlványai a kerület mentén vannak elhelyezve, és elektromos tekercsekkel vannak felszerelve, amelyeken az armatúra tekercselése történik. állórész, az állórész gyűrűs mágneses áramköre körüli forgás lehetőségével felszerelve, gyűrű alakú mágneses bélés belső oldalfalára szerelve, kerületi irányban váltakozó mágneses pólusokkal, amely a pólusnyúlványokat elektromos tekercsekkel borítja az említett gyűrű alakú állórész mágneses áramkör (lásd például a 2141716 számú RF szabadalmi leírást, N 02 K 21/12 osztály, a 4831043/09 számú bejelentés szerint, 1988. 02. 02).

Az állandó mágnesekkel gerjesztett ismert szinkrongenerátor hátránya a szűk működési paraméterek, amelyek nem képesek a szinkrongenerátor aktív teljesítményének szabályozására, mivel ennek a szinkron induktivitású generátornak a kialakításakor nincs lehetőség az értékek azonnali megváltoztatására. a teljes mágneses fluxust, amelyet az említett gyűrű alakú mágneses bélés egyes állandó mágnesei hoznak létre.

A legközelebbi analóg (prototípus) egy állandó mágneses gerjesztésű szinkrongenerátor, amely állványhordozó egységet tartalmaz csapágyazással, amelyre egy gyűrű alakú mágneses áramkör van felszerelve, pólusnyúlványokkal a kerület mentén, elektromos tekercsekkel felszerelve, többfázisú állórészekkel armatúra tekercselés, a tartótengelyre szerelve, az említett tartócsapágyakban a gyűrű alakú állórész mágneses áramköre körül forgás lehetőségével, gyűrűs forgórész gyűrűs mágneses betéttel a belső oldalfalra szerelve, p-párok mágneses pólusai váltakozva a kerületben irányban, a pólusnyúlványokat az említett gyűrűs állórész mágneses áramkörének armatúra tekercselésének elektromos tekercsével lefedve (lásd az RF 2069441 számú szabadalmat, N 02 K 21/22 osztály, a 4894702/07 számú, 1990.06.01. számú kérelem).

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

Az ismert, állandó mágnesekkel gerjesztett szinkrongenerátor hátránya a szűk működési paraméterek is, mind a szinkroninduktív generátor aktív teljesítményének szabályozására való képesség hiánya, mind a kimeneti feszültség értékének szabályozásának hiánya miatt. a váltakozó áramból, ami megnehezíti annak használatát hegesztőáramforrásként az elektromos ívhegesztésben (az ismert szinkrongenerátor kialakításában nincs lehetőség az egyes állandó mágnesek teljes mágneses fluxusának azonnali megváltoztatására, amelyek gyűrűs mágneses betétet képeznek maguk között).

A jelen találmány célja a szinkron generátor működési paramétereinek bővítése az aktív teljesítmény és a váltakozó feszültség szabályozásának képességének biztosításával, valamint a hegesztőáramforrásként való felhasználásának lehetőségével. elektromos ívhegesztés különböző módokban.

Ezt a célt azzal érik el, hogy egy állandó mágneses gerjesztésű szinkrongenerátor, amely állványhordozó egységet tartalmaz csapágyazással, amelyre egy gyűrű alakú mágneses áramkör van felszerelve, pólusnyúlványokkal a kerület mentén, és amelyek többfázisú elektromos tekercsekkel vannak felszerelve. állórész-armatúra tekercselés, amely egy tartótengelyre van szerelve, az állórész gyűrűs mágneses áramköre körüli forgási lehetőséggel az említett tartócsapágyakban, a gyűrűs rotor és a gyűrűs mágneses betét a belső oldalfalra van szerelve a p-párok mágneses pólusaival kerületi irányban váltakozva, a pólusnyúlványokat az állórész említett gyűrűs mágneses áramkörének armatúra tekercselésének elektromos tekercsével lefedve, ebben a csapágyegységben az állórész azonos modulok csoportjából áll, a jelzett gyűrűs mágneses körrel és a gyűrű alakú forgórész, amely egy támasztótengelyre van felszerelve azzal a lehetőséggel, hogy egymáshoz képest elfordítja azokat a tengely körül, amely koaxiális a támasztótengelyével, és Abzhenes kinematikailag összekapcsolódik velük az egymáshoz viszonyított szögbeli forgásuk hajtása által, és az állórészcsapágy -modul moduljaiban található armatúra tekercsek azonos nevű fázisai össze vannak kötve, alkotva az állórész -armatúra tekercselésének közös fázisait.

A javasolt szinkrongenerátor további különbsége állandó mágnesekkel gerjesztve az, hogy az állórész -csapágyegység szomszédos moduljaiban a gyűrűs rotorok gyűrűs mágneses béléseinek azonos nevű mágneses pólusai egymással megegyező sugárirányú síkokban helyezkednek el. , és az állórész -csapágyegység egyik moduljában az armatúra tekercselés fázisainak végei az állványcsapágy -szerelvény egy másik szomszédos moduljában az armatúra tekercselés azonos fázisainak kezdeteihez vannak kötve, egymással összekötve a közös az állórész -armatúra tekercselésének fázisai.

Ezenkívül az állórész -csapágyegység mindegyik modulja tartalmaz egy gyűrűs hüvelyt külső tolókarimával és egy csészével, amelynek végén egy központi lyuk van, és az állórész -csapágyegység mindegyik moduljában található gyűrűs forgórész gyűrűs héjat tartalmaz belső nyomóperemmel, amelybe az említett megfelelő gyűrű alakú mágneses betét van beépítve, ahol az állórészcsapágy -szerelvény modulok említett gyűrűs hüvelyei belső henger alakú oldalfalukkal az említett támasztócsapágyak egyikével vannak összekapcsolva. az említett üvegek végén lévő központi lyukak falai, a gyűrűs rotor gyűrűs héjai rögzítőszerelvények segítségével mereven össze vannak kötve a tartótengellyel, és az állórészcsapágy -szerelvény megfelelő moduljában található gyűrűs mágneses áramkör a meghatározott gyűrűs hüvelyre szerelve, külső tolókarimájával mereven rögzítve az üveg hengeres oldalfalához, és az utóbbival együtt gyűrű alakú üreget képezve, amelyben az uka található megfelelő gyűrűs mágneses áramkör elektromos tekercsekkel a megfelelő állórész -armatúra tekercseléshez. A javasolt szinkrongenerátor további különbsége az állandó mágnesek gerjesztésével az, hogy a gyűrűs rotor gyűrűs héját a tartótengelyhez kötő rögzítőegységek mindegyike tartalmaz egy agyat a tartótengelyre szerelt karimával, amely mereven rögzítve van a belső tolókarimához. a megfelelő gyűrűs héjból.

A javasolt szinkrongenerátor további különbsége állandó mágnesekkel gerjesztve az, hogy az állórész -hordozó egység moduljainak egymáshoz képest szögben történő elforgatására szolgáló hajtómű egy támasztóegység segítségével van felszerelve az állórész -hordozó egység moduljaira.

Ezenkívül az állórész -tartóegység moduljainak egymáshoz képest szögben történő megfordítására szolgáló meghajtó csavarmechanizmus formájában van kialakítva, elvezető csavarral és anyával, valamint a hajtás tartóegysége a szakaszok szögletes megfordításához Az állórész-hordozóegységnek egy tartóüvege van, amely az említett üvegek egyikére van rögzítve, és egy támasztórúd a másik üvegre, ahol az ólomcsavar az egyik végén kétfokú csuklópánttal van elforgatva összekötve, a tengelyekkel párhuzamos tengely segítségével. az említett támasztótengely tengelye, ahol a meghatározott támasztórúd egy körív mentén elhelyezett vezetőrésszel készül, és a csavar mechanizmusának anyája az egyik végével elforgathatóan össze van kötve az említett hurokkal, a másik végén pedig egy szár áthaladt a tartórúd vezetőrésén, és rögzítőelemmel van felszerelve.

A találmány lényegét rajzok illusztrálják.

Az 1. ábra a javasolt szinkrongenerátor általános nézete a hosszmetszetben, állandó mágnesek gerjesztésével;

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

2. ábra - A típusú állandó mágnesekkel gerjesztett szinkron generátor;

A 3. ábra egy szinkrongenerátor mágneses gerjesztő áramkörének sematikus diagramját mutatja, egy olyan kiviteli alakban, amelyben az állórész-armatúra tekercselésének háromfázisú elektromos áramkörei a kezdeti kezdeti helyzetben vannak (a modulok azonos nevű megfelelő fázisainak szögeltolódása nélkül). az állórészcsapágy -szerelvény) az állórész pólusok számához p = 8;

A 4. ábrán - ugyanaz, az állórész -armatúra tekercsek háromfázisú elektromos áramköreinek fázisaival, egymáshoz viszonyítva szöghelyzetben, 360 / 2p fokos szögben;

Az 5. ábra egy szinkron generátor állórész -armatúra tekercselésének elektromos diagramjának egyik változatát mutatja, a generátor fázisainak csillaggal való összekötésével és az azonos nevű fázisok soros csatlakoztatásával a közös fázisokban. őket;

A 6. ábra a szinkrongenerátor állórész -armatúra tekercselésének csatlakozásainak elektromos diagramjának egy másik változatát mutatja, a generátor fázisainak delta csatlakozásával és ugyanazon fázisok soros csatlakoztatásával az általuk alkotott közös fázisokban;

sematikusan vektorgrafika a szinkrongenerátor fázisfeszültségeinek nagyságának változásáról, az állórész -armatúra tekercsek (vagy az állórész -csapágyegység moduljainak) azonos nevű megfelelő fázisainak szögfordulattal és amikor ezeket a fázisokat a "csillag" séma szerint csatlakoztatják

A 7. ábra sematikus vektorábrát mutat a szinkrongenerátor fázisfeszültségeinek nagyságának változásáról az állórész -armatúra tekercsek (vagy az állórész -csapágyegység moduljainak) azonos nevű megfelelő fázisainak szögletes forgása során a megfelelő szög által, és amikor ezeket a fázisokat a "csillag" séma szerint csatlakoztatják;

ugyanez, amikor az állórész -armatúra tekercsek fázisait a "háromszög" szerint csatlakoztatja

A 8. ábrán - ugyanaz, amikor az állórész -armatúra tekercsek fázisait a "háromszög" séma szerint csatlakoztatja;

diagram a szinkrongenerátor kimeneti vonalának feszültségének függvényével, amely az állórész -armatúra tekercselés azonos fázisainak geometriai forgásszögétől függ, a feszültségvektor megfelelő elektromos forgási szögével a fázisok összekötésének fázisában a "csillag" sémához

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

A 9. ábra egy diagramot mutat, amely grafikonon mutatja be, hogy a szinkron generátor kimeneti vonalának feszültsége függ az állórész armatúra tekercselésének azonos fázisainak geometriai forgásszögétől, a feszültségvektor megfelelő elektromos forgási szögével. fázis a fázisok "csillag" séma szerinti összekapcsolásához;

diagram a szinkrongenerátor kimeneti vonalának feszültségének függvényével, amely az állórész -armatúra tekercselés azonos fázisainak geometriai forgásszögétől függ, a feszültségvektor megfelelő elektromos forgási szögével a fázisok összekötésének fázisában a "háromszög" sémához

A 10. ábra egy diagramot mutat, amely grafikonon mutatja be, hogy a szinkron generátor kimeneti vonalának feszültsége függ az állórész -armatúra tekercselés azonos fázisainak geometriai forgásszögétől, a feszültségvektor megfelelő elektromos forgási szögével a fázisban a fázisok összekapcsolása a "háromszög" séma szerint.

Az állandó mágnesek által gerjesztett szinkrongenerátor állórészcsapágy -egységet tartalmaz 1, 2, 3, 4 támasztócsapágyakkal, amelyeken egyforma gyűrű alakú mágneses áramkörök 5 (például monolit korongok formájában, por kompozit lágy mágnesből anyag) pólusnyúlványokkal vannak felszerelve a kerület mentén, és rájuk vannak helyezve elektromos tekercsek 6, többfázisú (például háromfázisú, és általában m-fázisú) armatúra tekercsekkel 7, 8, az állórészre szerelve 9 támasztótengely az említett 1, 2, 3, 4 támasztócsapágyakban való forgás lehetőségével a csapágyegység állórésze körül, egyforma 10 gyűrűs rotorok csoportja, gyűrűs mágneses 11 béléssel a belső oldalfalakon (pl. por mágneses anizotróp anyagból készült monolitikus mágneses gyűrűk alakja) p-párok mágneses pólusaival, amelyek kerületi irányban váltakoznak (a generátor ezen változatában a p mágneses pólusok száma 8-mal egyenlő), lefedve a pólust nyúlványok elektromos tekercsekkel 6 az armatúra tekercsek 7, 8 az állórész említett gyűrűs mágneses 5 áramkörei közül. Az állórészcsapágy -egység azonos modulokból áll, amelyek mindegyike tartalmaz egy gyűrű alakú 12 hüvelyt, külső 13 tolókarimával, valamint egy 14 üveget, amelynek a „15” végén egy központi lyuk és egy 16 hengeres oldalfal található. A 10 gyűrűs rotorok közül egy gyűrűs héj 17 c belső tolókarima 18 van. Az állórészcsapágy -modulok 12 gyűrűs perselyei belső henger alakú oldalfalukkal az említett tartócsapágyak egyikével (1, 3 tartócsapágyakkal) vannak összekapcsolva. ebből (2, 4) az említett 14 üvegek 15 végein lévő "a" középső lyukak falával párosulnak. A 10 gyűrűs forgórészek 17 gyűrűs héjai mereven össze vannak kötve a 9 tartótengellyel. rögzítőszerelvényeket, és az állórész -csapágyegység megfelelő moduljában lévő gyűrű alakú 5 mágneses körök mindegyike a meghatározott gyűrűs 12 hüvelyre van szerelve, amelyet külső tolókarimája 13 mereven rögzít a 14 üveg oldalsó hengeres 16 falával, és a utolsó egyetlen gyűrűs "b" üreg, amelyben az állórész megfelelő armatúra tekercsének (7, 8 armatúratekercs) 6 meghatározott, megfelelő gyűrű alakú mágneses áramköre van elhelyezve. Az állórész -csapágyegység moduljait (a 12 gyűrűs perselyeket és a 14 csészéket, amelyek ezeket a modulokat alkotják) úgy kell felszerelni, hogy egymáshoz képest elfordulhatnak a 9 támasztótengellyel egytengelyű tengely körül, és kinematikailag összekapcsolt hajtással vannak felszerelve. egymáshoz viszonyított szögben történő forgatásukhoz, a tartószerkezet segítségével az állórész -tartó moduljaira szerelve. Mindegyik rögzítőegység, amely a megfelelő 10 gyűrűs rotor 17 gyűrűs héját és a 9 támasztó tengelyt köti össze, tartalmaz egy 19 agyat, amely a 9 tartótengelyre van szerelve, és 20 karimája mereven van rögzítve a megfelelő 17 gyűrűs héj 18 belső karimájához. Az állórészcsapágy -modulok szögirányú megfordítása eltérő. A másikhoz képest a bemutatott konkrét kiviteli alakban egy csavarmechanizmus formájában van kialakítva, 21 vezetőcsavarral és 22 anyával, valamint a hajtás tartóegységével az állórész-csapágyegység szakaszainak szögletes megfordítása magában foglal egy 23 támasztópántot, amely az említett 14 üvegek egyikére van rögzítve, és egy 24 támasztórudat a másik 14 üvegre. két szabadságfokú csuklópánt) az egyik végén "be" az említett 9 támasztó tengely O-O1 tengelyével párhuzamos 25 tengely segítségével, a meghatározott 24 támasztórúd ível együtt elhelyezett "d" vezetőrésszel ", és a csavaros mechanizmus 22 anyája elforgathatóan össze van kötve egyvel a végét az említett 23 támasztóhorggal a másik végén 26 szárral kell elvégezni, amely áthalad a 24 támasztórúd "d" vezetőrésén, és 27 reteszelőelemmel (záróanya) van ellátva. A 22 anya végén, amely elforgathatóan csatlakozik a 23 tartófülhöz, egy további 28 reteszelőelem (kiegészítő rögzítőanya) van felszerelve. A 9 támasztó tengely 29 és 30 ventilátorral van felszerelve az állórész 7, 8 armatúra tekercselésének hűtésére, amelyek közül az egyik (29) a 9 támasztó tengely egyik végén, a másik (30) pedig gyűrűs perselyek Az állórészcsapágy -szerelvény 12 szakasza „d” szellőzőnyílásokkal van ellátva a külső 13 tolókarimákon a légáramlásnak a megfelelő gyűrűs körbe történő elhelyezése érdekében. a gyűrű alakú 12 perselyek és a 14 üvegek által alkotott "b" üregek, amelyek hűtésére ezáltal a 7 és 8 horgonytekercsek a 6 elektromos tekercsekben, az 5 gyűrű alakú mágneses körök pólusnyúlványain helyezkednek el. amelyen a 29 ventilátor található, egy 31 ékszíjtárcsa van felszerelve a szinkrongenerátor 10 gyűrűs forgórészeinek forgásba lendítésére. A 29 ventilátor közvetlenül az ékszíjhajtás 31 tárcsájához van rögzítve. A csavarmechanizmus 21 vezetőcsavarjának másik végén 32 fogantyú található a hajtás csavarmechanizmusának kézi vezérléséhez az állórész -hordozó egység moduljainak egymáshoz képest szögben történő elforgatásához. A körkörös mágneses áramkörökben az armatúra tekercselés azonos nevű fázisai (A1, B1, C1 és A2, B2, C2) Az állórész -csapágyegység 5 modulja össze van kötve, amelyek a generátor közös fázisait képezik (ugyanazon fázisok csatlakoztatása) általában soros és párhuzamos, valamint összetett). Az állórészcsapágy -szerelvény szomszédos moduljaiban található 10 gyűrűs rotorok gyűrű alakú 11 mágneses béléseinek azonos nevű ("északi" és ennek megfelelően "déli") mágnespólusai egymással megegyező sugárirányú síkokban helyezkednek el . A bemutatott kiviteli alakban az állórész -hordozó egység egyik moduljának körkörös mágneses áramkörében az armatúra tekercselés (7 tekercs) fázisainak (A1, B1, C1) végei ugyanazon fázisok kezdeteihez vannak csatlakoztatva (A2 , B2, C2) az armatúra tekercselésének (8 tekercs) az állórész -csapágyazás szomszédos másik moduljában, amelyek soros kapcsolatban állnak egymással az állórész -armatúra tekercselésének közös fázisaival.

Az állandó mágneses gerjesztéssel rendelkező szinkron generátor a következőképpen működik.

A hajtástól (például egy belső égésű motorból, főként dízelmotorból, amely nem látható a rajzon) a 31 ékszíjtárcsán keresztül, a forgómozgás a gyűrűs 10 forgórészekkel a 9 tartótengelyre kerül. A 10 (gyűrűs héjak 17) gyűrű alakú mágneses béléssel 11 (például a pormagnetoanizotróp anyagból készült monolitikus mágneses gyűrűk) forgó mágneses fluxusokat hoznak létre, amelyek áthatolnak a gyűrű alakú mágneses bélések 11 és a gyűrű alakú mágneses magok 5 közötti léggyűrűs résen (például , az állórészcsapágy -modulok por -kompozit mágnesesen puha anyagból készült monolit korongjai, valamint a gyűrű alakú mágneses áramkörök sugárirányú pólusnyúlványai (5. ábra). a gyűrűs mágneses bélések 11 "északi" és "déli" váltakozó mágneses pólusa a gyűrűs sugárirányú pólusnyúlványok felett mágneses magok Az állórész -hordozó egység 5 modulja, amelyek a forgó mágneses fluxus pulzálását okozzák mind nagyságban, mind irányban az említett gyűrűs mágneses magok sugárirányú pólusnyúlványaiban. Ebben az esetben változó elektromotoros erők (EMF) indukálódnak a az állórész 7 és 8 armatúra tekercselése, mindegyik m-fázisú 7 és 8 armatúra tekercsben kölcsönös fáziseltolódással 360 / m elektromos fokkal egyenlő szögben, valamint a bemutatott 7 és 8 fázisú armatúra tekercseknél fázisok (A1, B1, C1 és A2, B2, C2) szinuszos változó elektromotoros erő (EMF) egymás közötti fáziseltolódással 120 fokos szögben, és a párok számának szorzatával egyenlő frekvenciával (p) mágneses pólusok a gyűrű alakú 11 mágnesbetétben a 10 gyűrűs forgórészek forgási frekvenciájával (a p = 8 mágnespólusok száma esetén a változó EMF -t túlnyomórészt megnövelt frekvenciával indukálják, például 400 Hz -es frekvenciával) . Váltóáram (például háromfázisú, vagy általában m-fázisú), amely ugyanazon fázisok (A1, B1, C1 és A2, B2, C2) fent említett összekötése által kialakított közös állórész-armatúra tekercselésén keresztül áramlik ) a szomszédos 5 gyűrűs mágneses áramkörök 7 és 8 armatúra tekercselései, a kimeneti elektromos tápcsatlakozókhoz (nem rajzolva) táplálják a váltakozó áramú vevőkészülékek csatlakoztatásához (például elektromos motorok, elektromos szerszámok, elektromos szivattyúk, fűtőberendezések, valamint elektromos hegesztőberendezések csatlakoztatására stb.) ). A szinkrongenerátor bemutatott kiviteli alakjában a kimeneti fázisfeszültség (Uph) a közös állórész-armatúra tekercsében (amelyet a 7 és 8 armatúra tekercsek azonos fázisainak megfelelő fent említett összekapcsolása képez az 5 gyűrűs mágneses áramkörökben) az állórész -hordozó egység moduljainak kezdeti kiindulási helyzete (egymáshoz képest szögbeli elmozdulás nélkül) az állórész -csapágyegység ezen moduljai egymáshoz képest, és ennek megfelelően a gyűrű alakú mágneses áramkörök egymáshoz viszonyított szögbeli eltolása nélkül 5 pólusnyúlványok a kerület mentén) egyenlő az egyes fázisfeszültségek (Uph1 és Uph2) összegével az állórész -tartóegység moduljainak gyűrűs mágneses áramköreinek 7. és 8. tekercstekercsében (általános esetben a teljes A generátor Uf kimeneti fázisfeszültsége megegyezik a feszültségvektorok geometriai összegével az azonos nevű A1, B1, C1 és A2, B2, C2 fázisokban a 7 és 8 armatúra tekercsekben, lásd a 7. és 8. ábrát. feszültségdiagramokkal). Ha módosítani kell (csökkenteni) a bemutatott szinkrongenerátor Uph kimeneti fázisfeszültségének (és ennek megfelelően az U l kimeneti vonal feszültségének) értékét bizonyos csökkentett feszültségű áramvevők táplálására (például elektromos ív esetén) váltóáramú hegesztés bizonyos üzemmódokban), a hordozóegység egyes moduljainak szögirányú megfordítását egy adott szögben (beállított vagy kalibrált) állítják egymáshoz képest. Ebben az esetben az állórész -tartóegység moduljainak szögváltására szolgáló csavarmechanizmus 22 anyájának 27 reteszelőeleme nyitva van, és a 32 fogantyú segítségével a csavarmechanizmus 21 vezetőcsavarja forog, ennek eredményeként a 22 anya anyja szögletesen elmozdul a 24 támasztórúd "g" hornyában lévő körív mentén, és az állórész -csapágyegység egyik moduljának adott szögben történő megfordítása a másikhoz képest ennek az állórész-csapágyegységnek a 9 támasztótengely O-O1 tengelye körüli modulja (a szinkroninduktor-generátor bemutatott kiviteli alakjában az állórész-csapágyegység modulja el van forgatva, amelyre a 23 támasztórúd van felszerelve, míg egy másik modul Az "állórész -csapágyegység" és "g" résű 24 támasztórúddal álló helyzetben van, azaz valamilyen alapra van rögzítve, amelyet a rajz nem szokásosan mutat). Az állórész-csapágyegység moduljainak (12 gyűrűs perselyek 14 üvegekkel) egymáshoz viszonyított szögben történő elforgatásával a 9 tartótengely O-O1 tengelye körül az 5 gyűrűs mágneses áramkörök pólusnyúlványokkal a kerület mentén forognak. adott szögben egymáshoz viszonyítva is végrehajtásra kerül, aminek következtében a forgás is adott szögben történik egymáshoz képest, maguk a pólusnyúlványok 9 tartótengelyének O-O1 tengelye körül (hagyományosan a rajzon nem látható) többfázisú (ebben az esetben háromfázisú) állórész-armatúra 7 és 8 tekercsekkel, körkörös mágneses áramkörökben. Amikor az 5 körkörös mágneses áramkör pólusnyúlványait egymáshoz képest 360 / 2p fokon belül elforgatjuk, akkor az állórész -csapágyegység mozgatható moduljának armatúra tekercsében a fázisfeszültség -vektorok arányos elfordulása következik be ( ebben az esetben az Uph2 fázisfeszültség-vektorok forgása a hordozóegység modul 7 armatúrájának tekercsében történik. állórész, szögforgás lehetőségével) egy jól meghatározott szögben 0-180 elektromos fokon belül (lásd a 7. és Ábra), ami a szinkrongenerátor kimeneti fázisfeszültségének Uph változásához vezet az Uph2 fázisfeszültség -vektorok elektromos forgási szögétől függően az egyik állórész -armatúra 7 A2, B2, C2 fázisában a fázisfeszültséghez képest Uf1 vektorok egy másik 8 állórész -tekercs A1, B1, C1 fázisában (ennek a függőségnek számított jellege van, amelyet ferde háromszögek megoldásával számolnak ki, és a következő kifejezés határozza meg:

A bemutatott szinkron generátor kimeneti fázisfeszültségének Uph szabályozási tartománya abban az esetben, amikor Uph1 = Uph2 2Uph1 és 0 között változik, és abban az esetben, ha Uph2

Az állórész -hordozó egység megvalósítása azonos modulokból álló csoportból, a jelzett gyűrűs 5 mágneses áramkörrel és 10 gyűrűs rotorral, egy támasztótengelyre 9 szerelve, valamint az állórész -hordozóegység moduljainak felszerelése azzal a lehetőséggel, hogy elfordítják őket egymással a 9 támasztótengellyel koaxiális tengely körül, az állórész -csapágyegység moduljainak kinematikailag összekapcsolt hajtásával, egymáshoz viszonyított szögben történő elforgatásával, valamint az armatúra 7 és 8 tekercsének azonos fázisaival. Az állórész csapágyegységének az állórész aktív teljesítményének közös fázisainak kialakításával, valamint a váltakozó áram kimeneti feszültségének szabályozásának lehetőségével, valamint a hegesztőáram forrásaként történő felhasználásával. elektromos ívhegesztés különböző módokban (az érték beállításának lehetőségével fáziseltolódási feszültség ugyanazon A1, B1, C1 és A2, B2, C2 fázisokban, és általában az állórész -armatúra tekercseinek Ai, Bi, Ci fázisaiban a javasolt szinkrongenerátorban). A javasolt szinkron generátor állandó mágnesek gerjesztésével használható az állórész -armatúra tekercselésének megfelelő kapcsolásával, hogy áramot biztosítson a váltakozó többfázisú elektromos áramvevők széles választékának, a tápfeszültség különböző paramétereivel. Ezenkívül a szomszédos 10 gyűrűs forgórészekben található gyűrű alakú mágneses 11 bélések azonos nevű ("északi" és ennek megfelelően "déli") mágnespólusainak további elrendezése ugyanabban a sugárirányú síkban egymással egybevág. a 7 armatúratekercs A1, B1, C1 fázisának végeinek összekötéseként az állórész -csapágyegység egyik moduljának gyűrűs 5 mágneses áramkörében, ugyanazon A2, B2, C2 fázisok kezdetével az állórész csapágyegységének szomszédos moduljában (az állórész -armatúra tekercselés ugyanazon fázisainak soros csatlakoztatása) lehetővé teszik a szinkron generátor kimeneti feszültségének zökkenőmentes és hatékony szabályozását a maximális értékről (2U f1 , és általános esetben az állórészcsapágy -egység nU f1) -0 számú szakaszához, amely speciális villamos gépek és berendezések áramellátására is használható.

Követelés

1. Állandó mágnesek által gerjesztett szinkrongenerátor, amely állórészcsapágy -szerelvényt tartalmaz csapágyazással, amelyre gyűrű alakú mágneses áramkör van felszerelve, pólusnyúlványokkal a kerület mentén, elektromos tekercsekkel felszerelve, az állórész többfázisú armatúra tekercselésével , a tartótengelyre szerelve, a forgás lehetőségével az említett tartócsapágyakban a gyűrűs állórész mágneses áramköre körül egy gyűrűs forgórész gyűrűs mágneses béléssel, amely a belső oldalfalra van szerelve, p-párok mágneses pólusaival, amelyek kerületi irányban váltakoznak, a pólusnyúlványok elektromos tekercsekkel az említett gyűrűs állórész mágneses áramkörének armatúrájából, azzal jellemezve, hogy az állórészcsapágy -egység azonos modulok csoportjából készül, a jelzett gyűrűs mágneses áramkörrel és gyűrűs rotorral, amely ugyanarra a tartótengelyre van felszerelve, az állórészcsapágy -modul moduljai úgy vannak felszerelve, hogy a tengely körül egymáshoz képest elfordulhatnak és koaxiálisak a támasztótengellyel, és kinematikailag összekapcsolt hajtóművel vannak felszerelve, hogy egymáshoz képest szögben forogjanak, és az állórészcsapágy -modul moduljaiban az armatúra tekercsek hasonló fázisai össze vannak kötve, és az állórész -armatúra közös fázisait képezik kanyargó.

2. Az 1. igénypont szerinti állandó mágnesekkel gerjesztett szinkron generátor, azzal jellemezve, hogy az állórész -csapágyazás szomszédos moduljaiban a gyűrűs rotorok gyűrűs mágneses béléseinek azonos nevű mágneses pólusai egymással egyezően vannak elhelyezve. ugyanazok a sugárirányú síkok, és az armatúra tekercselés fázisainak végei a csapágyazó állórész egy moduljában az armatúra tekercselés ugyanazon fázisainak elejéhez vannak csatlakoztatva az állórész -csapágyegység egy másik, szomszédos moduljában. az állórész -armatúra tekercselésének közös fázisai.

3. Az 1. igénypont szerinti szinkron generátor állandó mágnesek gerjesztésével, azzal jellemezve, hogy az állórész -hordozóegység mindegyik modulja tartalmaz egy gyűrűs hüvelyt külső tolókarimával és egy üveget, amelynek végén egy központi lyuk van, és A forgórész az állórész -hordozó egység minden moduljában egy gyűrűs héjat tartalmaz, belső tolókarimával, amelybe az említett megfelelő gyűrűs mágneses betét van beépítve, míg az állórész -hordozó egység moduljainak gyűrűs perselyei a belsővel vannak összekötve. hengeres oldalfal az említett támasztócsapágyak egyikével, amelyek közül néhány az említett üvegek végén lévő központi lyukak falával van konjugálva, a gyűrűs forgórész gyűrűs héjai rögzítőelemekkel mereven össze vannak kötve a tartótengellyel , és az állórész -csapágyegység megfelelő moduljában lévő gyűrűs mágneses áramkör a meghatározott gyűrűs hüvelyre van szerelve, amelyet külső tolókarimája mereven rögzít a verem oldalsó hengeres falához ana és ez utóbbival együtt egy gyűrű alakú üreget képez, amelyben a meghatározott megfelelő gyűrű alakú mágneses áramkör a megfelelő állórész -armatúra tekercs elektromos tekercsével van elhelyezve.

4. Az 1-3. Igénypontok bármelyike ​​szerinti szinkron generátor állandó mágneses gerjesztéssel, azzal jellemezve, hogy a gyűrűs forgórész gyűrűs héját a tartótengelyhez kötő rögzítőegységek mindegyike tartalmaz egy agyat a tartótengelyre karimával felszerelve mereven rögzítve a megfelelő gyűrűhéj belső tolókarimájához.

5. A 4. igénypont szerinti állandó mágneses gerjesztéssel rendelkező szinkron generátor, azzal jellemezve, hogy az állórész -hordozó egység moduljainak egymáshoz képest szögben történő elforgatására szolgáló hajtás a tartóegység segítségével van felszerelve az állórész -hordozó egység moduljaira. .

6. Az 5. igénypont szerinti szinkrongenerátor állandó mágnesek gerjesztésével, azzal jellemezve, hogy az állórész -hordozó egység moduljainak egymáshoz képest szögben történő elforgatására szolgáló meghajtás csavaros mechanizmus formájában van kialakítva, elvezető csavarral és anyát, és az állórész -tartóegység moduljainak szögletes elforgatására szolgáló hajtómű alátámasztó egysége az egyik üvegen rögzít egy tartófüzet, a másik üvegen pedig egy tartórudat, míg a vezetőcsavart elforgathatóan egy kétfokú csuklópánt az egyik végén az említett tartótengely tengelyével párhuzamos tengely segítségével, a meghatározott támasztórúd a kerület íve mentén elhelyezett vezetőrésszel készül, és a csavar mechanizmusának anyja elforgathatóan össze van kötve az egyik végén az említett füllel, a másik végén egy szárral van kialakítva, amely áthalad a tartórúd vezetőrésén, és rögzítőelemmel van ellátva.

Nagyon köszönöm a hazai tudomány és technológia fejlődéséhez való hozzájárulását!

Tartalom:

A modern körülmények között folyamatosan próbálkoznak az elektromechanikus eszközök fejlesztésével, súlyuk és általános méreteik csökkentésével. Az egyik ilyen lehetőség egy állandó mágneses generátor, amely meglehetősen egyszerű kialakítású, nagy hatékonysággal. Ezen elemek fő funkciója egy forgó mágneses mező létrehozása.

Az állandó mágnesek típusai és tulajdonságai

A hagyományos anyagokból készült állandó mágnesek régóta ismertek. Az ipar először alumínium, nikkel és kobalt ötvözetét (alnico) kezdte használni. Ez lehetővé tette állandó mágnesek alkalmazását generátorokban, motorokban és más típusú elektromos berendezésekben. A ferritmágnesek különösen elterjedtek.

Ezt követően szamárium-kobalt kemény mágneses anyagokat hoztak létre, amelyek energiája nagy sűrűségű. Őket a ritkaföldfém -elemek - bór, vas és neodímium - mágnesek felfedezése követte. Mágneses energiasűrűségük lényegesen magasabb, mint egy szamárium-kobalt ötvözeté, lényegesen alacsonyabb költségek mellett. Mindkét típusú mesterséges anyag sikeresen helyettesíti az elektromágneseket, és bizonyos területeken használják őket.A neodímium elemek az új generáció anyagai közé tartoznak, és a leggazdaságosabbak.

Hogyan működnek az eszközök

A fő tervezési problémának azt tekintették, hogy a forgó alkatrészeket vissza kell állítani eredeti helyzetükbe anélkül, hogy jelentős nyomatékveszteséget okoznának. Ezt a problémát egy rézvezető segítségével oldották meg, amelyen keresztül elektromos áramot vezettek át, ami vonzást okozott. Az áram kikapcsolásakor megszűnt a vonzalom. Így az ilyen típusú eszközökben időszakos ki-bekapcsolást alkalmaztak.

A megnövekedett áram megnövelt vonzóerőt hoz létre, amely viszont részt vesz a rézvezetőn keresztül történő áramfejlesztésben. A ciklikus hatások következtében a készülék a mechanikai munkák elvégzése mellett elektromos áramot kezd termelni, vagyis egy generátor funkcióit ellátni.

Állandó mágnesek generátor kivitelben

A modern eszközök kialakításában az állandó mágnesek mellett tekercses elektromágneseket használnak. Ez a kombinált gerjesztési funkció lehetővé teszi a szükséges feszültség- és fordulatszám -szabályozási jellemzők elérését csökkentett gerjesztési teljesítmény mellett. Ezenkívül a teljes mágneses rendszer mérete csökken, ami sokkal olcsóbbá teszi az ilyen eszközöket az elektromos gépek klasszikus kiviteléhez képest.

Azon eszközök teljesítménye, amelyekben ezeket az elemeket használják, csak néhány kilovolt-amper lehet. Jelenleg az állandó mágneseket fejlesztik a legjobb teljesítmény mellett, fokozatosan növelve a teljesítményt. Az ilyen szinkrongépeket nemcsak generátorokként, hanem különböző célú motorokként is használják. Széles körben használják a bányászati ​​és kohászati ​​iparban, a hőerőművekben és más területeken. Ennek oka a különböző reaktív teljesítményű szinkronmotorok működésének lehetősége. Ők pontosan és állandó sebességgel működnek.

Az állomások és alállomások speciális szinkrongenerátorokkal együtt működnek, amelyek készenléti üzemmódban csak a meddő energia termelését biztosítják. Viszont biztosítja az aszinkron motorok működését.

Az állandó mágneses generátor a mozgó rotor és az álló állórész mágneses mezői közötti kölcsönhatás elvén működik. Ezeknek az elemeknek a tulajdonságai, amelyek nincsenek teljesen tanulmányozva, lehetővé teszik más elektromos eszközök feltalálását, egészen az üzemanyag-mentes eszközök létrehozásáig.

mob_info