Eficiența generatoarelor sincrone cu magnet permanent. Generator de magnet permanent. Metode de excitație pentru generatoare sincrone
În mașinile sincrone de acest tip, un câmp de excitație permanent direcționat este format prin intermediul magneți permanenți... Mașinile sincrone cu magneți permanenți nu au nevoie de un excitator și, din cauza absenței pierderilor de excitație și a contactului de alunecare, au o eficiență ridicată, fiabilitatea lor este semnificativ mai mare decât cea a mașinilor sincrone convenționale, în care bobina de excitație rotativă și dispozitivul de periere sunt deseori deteriorate; în plus, nu necesită practic nicio întreținere pe toată durata de viață.
Magneții permanenți pot înlocui înfășurarea de câmp atât în mașinile sincrone polifazate convenționale, cât și în toate proiectele speciale descrise mai sus (mașini sincrone monofazate, mașini sincrone cu stâlpi de cioc și mașini inductoare).
Mașinile sincrone cu magnet permanent diferă de omologii lor electrici. excitație magnetică proiectarea sistemelor magnetice inductor. Un analog al rotorului unui pol implicit convențional mașină sincronă este un magnet cilindric în formă de inel magnetizat în direcția radială (Fig. 6).
Sisteme magnetice inductoare cu magneți cilindrici și în formă de stea;
a - un magnet în formă de stea fără pantofi pol; b - magnet cilindric cu patru poli
Orez. 2. Rotor cu poli cu gheare, excitat de un magnet permanent:
1 - magnet permanent inel; 2 - disc cu sistem de poli sudici; 3 - disc cu sistemul Polului Nord
Rotorul cu pol salient al unei mașini convenționale cu excitație electromagnetică este analog rotorului cu un magnet în formă de stea din Fig. 1, a, în care magnetul 1 este atașat la arborele 3 prin turnare dintr-un aliaj de aluminiu 2.
Într-un rotor cu poli în formă de gheare (Fig. 2), un magnet inelar, magnetizat în direcția axială, înlocuiește înfășurarea câmpului inelar. Într-o mașină cu inductor diferit, conform Fig. excitația electromagnetică poate fi înlocuită cu excitația magnetică, așa cum se arată în fig. 3 (în loc de trei dinți mici în fiecare dintre zonele I-IV, există un dinte în fiecare dintre zone). Un analog corespunzător cu excitație magnetică este, de asemenea, disponibil pentru o mașină cu același nume. Magnetul permanent poate fi apoi sub forma unui inel magnetizat axial, care este introdus între cadru și scutul de capăt. 
Orez. 3. Generator cu pol opus inductor cu excitație magnetoelectrică:
ОЯ - înfășurarea armăturii; PM - magnet permanent
Pentru a descrie procesele electromagnetice la mașinile sincrone cu magneți permanenți, teoria mașinilor sincrone cu excitație electromagnetică, ale cărei baze sunt prezentate în capitolele anterioare ale secțiunii, este destul de potrivită. Cu toate acestea, pentru a utiliza această teorie și a o aplica pentru a calcula caracteristicile unei mașini sincrone cu magneți permanenți în modul generator sau motor, trebuie mai întâi să determinați EMF E inactiv sau coeficientul de excitație r = Ef / U, din curba de demagnetizare a unui magnet permanent și calculați rezistența inductivă Xad și X, luând în considerare influența rezistenței magnetice a magnetului, care poate fi atât de semnificativă încât Xa (1< Xaq.
Mașinile cu magnet permanent au fost inventate încă din primele zile ale electromecanicii. Cu toate acestea, acestea au fost utilizate pe scară largă în ultimele decenii în legătură cu dezvoltarea de noi materiale pentru magneți permanenți cu energie magnetică specifică ridicată (de exemplu, cum ar fi magnico sau aliaje pe bază de samariu și cobalt). Mașinile sincrone cu astfel de magneți pot concura mașini sincrone având excitație electromagnetică.
Puterea generatoarelor sincrone de mare viteză cu magneți permanenți pentru alimentarea rețelei de bord a aeronavelor ajunge la zeci de kilowați. Generatoarele și motoarele cu magnet permanent cu putere redusă sunt utilizate în avioane, mașini, tractoare, unde fiabilitatea lor ridicată este de o importanță capitală. Ca motoare putere redusă sunt utilizate pe scară largă în multe alte domenii ale tehnologiei. În comparație cu motoarele cu reacție, acestea au o stabilitate mai mare a vitezei, o performanță energetică mai bună, fiind inferioare lor în ceea ce privește costurile și proprietățile de pornire.
Conform metodelor de pornire, motoarele sincrone cu putere redusă cu magneți permanenți sunt împărțite în motoare cu pornire automată și motoare cu pornire asincronă.
Motoarele cu magnet permanent cu putere mică de pornire automată sunt utilizate pentru acționarea mecanismelor de ceas și a diferitelor relee, a diferitelor dispozitive software etc. Puterea nominală a acestor motoare nu depășește câțiva wați (de obicei fracțiuni de wați). Pentru a facilita pornirea, motoarele sunt multipolare (p> 8) și sunt alimentate dintr-o rețea de frecvență industrială monofazată.
În țara noastră, astfel de motoare sunt produse în seria DSM, în care se utilizează un design în formă de cioc al circuitului magnetic al statorului și o înfășurare a armăturii monofazate pentru a crea un câmp multipolar.
Pornirea acestor motoare se efectuează datorită cuplului sincron din interacțiunea câmpului pulsatoriu cu magneții permanenți ai rotorului. Pentru ca startul să aibă loc cu succes și în direcția corectă, se folosesc dispozitive mecanice speciale care permit rotorului să se rotească într-o singură direcție și să-l deconecteze de pe arbore în timpul sincronizării.
Motoarele sincrone de putere redusă cu magneți permanenți cu pornire asincronă sunt produse cu un aranjament radial al unui magnet permanent și o înfășurare scurtcircuitată de pornire și cu o dispunere axială a unui magnet permanent și o înfășurare scurtcircuitată de pornire. În ceea ce privește structura statorului, aceste motoare nu diferă de mașinile cu excitație electromagnetică. Înfășurarea statorului în ambele cazuri este în două sau trei faze. Ele diferă numai prin designul rotorului.
Într-un motor cu un aranjament magnetic magnetic și o înfășurare scurtcircuitată, acesta din urmă este plasat în canelurile bucăților polare laminate ale magneților permanenți.Pentru a obține fluxuri de scurgere acceptabile, există goluri nemagnetice între vârfurile polilor adiacenți. Uneori, pentru a crește rezistența mecanică a rotorului, urechile sunt combinate cu punți saturabile într-un întreg nucleu inelar.
Într-un motor cu un aranjament magnetic axial și o înfășurare scurtcircuitată, o parte din lungimea activă este ocupată de un magnet permanent, iar pe cealaltă parte de lângă magnet este agitat un circuit magnetic laminat cu o înfășurare scurtcircuitată, și atât magnetul permanent, cât și circuitul magnetic laminat sunt fixate pe un arbore comun. Deoarece motoarele cu magnet permanent rămân energizate în timpul pornirii, pornesc mai puțin favorabil decât motoarele convenționale. motoare sincrone a cărei excitație este oprită. Acest lucru se explică prin faptul că la pornire, împreună cu un cuplu asincron pozitiv din interacțiunea câmpului rotativ cu curenții induși în înfășurarea scurtcircuitată, un moment negativ asincron din interacțiunea magneților permanenți cu curenții induși de câmpul magneții permanenți în înfășurarea statorului acționează asupra rotorului.
Excitația unei mașini sincrone și a câmpurilor sale magnetice. Excitaţie generator sincron.
Înfășurarea de excitație a unui generator sincron (SG) se află pe rotor și primește curent continuu de la o sursă externă. Creează câmpul magnetic principal al mașinii, care se rotește cu rotorul și se închide în jurul întregului circuit magnetic. În timpul rotației, acest câmp traversează conductorii de înfășurare a statorului și induce EMF E10 în aceștia.
Pentru a alimenta înfășurarea excitației puternicului S.G. se folosesc generatoare speciale - agenți patogeni. Dacă sunt instalate separat, alimentarea este asigurată înfășurării de excitație prin inele de alunecare și un aparat de perie. Pentru generatoarele puternice de turbină, excitatorii (generatori sincroni de „tip inversat”) sunt atârnați pe arborele generatorului și apoi înfășurarea de excitație primește energie prin redresoare semiconductoare montate pe arbore.
Puterea cheltuită pentru excitație este de aproximativ 0,2 - 5% din puterea nominală a SG, cu o valoare mai mică pentru SG mari.
La generatoarele de putere medie, este adesea folosit un sistem de autoexcitație - de la rețeaua de înfășurare a statorului prin transformatoare, redresoare semiconductoare și inele. În S.G. foarte mici uneori se folosesc magneți permanenți, dar acest lucru nu permite reglarea magnitudinii fluxului magnetic.
Înfășurarea de excitație poate fi concentrată (pentru generatorii sincroni cu pol explicit) sau distribuită (pentru polul implicit SG).
Circuit magnetic S.G.
Sistem magnetic S.G. Este un circuit magnetic ramificat cu ramuri paralele de 2p. În acest caz, fluxul magnetic creat de înfășurarea de excitație este închis de-a lungul unor astfel de secțiuni ale circuitului magnetic: spațiu de aer „?” - de două ori; zona dințată a statorului hZ1 - de două ori; stator spate L1; stratul dințat al rotorului "hZ2" - de două ori; rotor înapoi - „LOB”. În generatoarele cu poli saliente de pe rotor există poli de rotor „hm” - de două ori (în loc de stratul dințat) și crucea LOB (în locul rotorului din spate).
Figura 1 arată că ramurile paralele ale circuitului magnetic sunt simetrice. Se poate observa, de asemenea, că partea principală a fluxului magnetic Ф este închisă de-a lungul întregului circuit magnetic și este cuplată atât cu înfășurarea rotorului, cât și cu înfășurarea statorului. O parte mai mică a fluxului magnetic FSigma (îmi pare rău, fără simbol) este închisă numai în jurul înfășurării câmpului și apoi nu se interconectează cu înfășurarea statorului de-a lungul spațiului de aer. Acesta este fluxul magnetic vag al rotorului.
Figura 1. Circuite magnetice S.G.
tipurile de pol explicit (a) și de pol implicit (b).
În acest caz, fluxul magnetic total Фm este egal cu:
unde SIGMAm este factorul de disipare al fluxului magnetic.
MDF al înfășurării de excitație pentru o pereche de poli în modul de repaus poate fi definit ca suma componentelor MDF necesare pentru a depăși rezistența magnetică în secțiunile corespunzătoare ale circuitului.
Zona golului de aer, în care permeabilitatea magnetică µ0 = const este constantă, are cea mai mare rezistență magnetică. În formula prezentată, wB este numărul de rotații conectate în serie ale înfășurării de excitație per pereche de poli, iar IBO este curentul de excitație în modul inactiv.
Oțelul circuitului magnetic cu o creștere a fluxului magnetic are proprietatea de saturație, prin urmare caracteristica magnetică a generatorului sincron este neliniar. Această caracteristică ca dependență a fluxului magnetic de curentul de excitație Ф = f (IВ) sau Ф = f (FВ) poate fi construită prin calcul sau eliminată empiric. Are forma prezentată în Figura 2.
Figura 2. Caracteristica magnetică a S.G.
De obicei S.G. proiectat astfel încât la valoarea nominală a fluxului magnetic Φ, circuitul magnetic să fie saturat. În acest caz, secțiunea "ab" a caracteristicii magnetice corespunde MDS la depășirea golului de aer 2Fsigma și secțiunea "soare" - la depășirea rezistenței magnetice a oțelului cu miez magnetic. Apoi atitudinea 
poate fi numit coeficientul de saturație al circuitului magnetic în ansamblu.
Generator sincron la ralanti
Dacă circuitul de înfășurare a statorului este deschis, atunci în S.G. există un singur câmp magnetic - creat de MDS al înfășurării de excitație.
Distribuția sinusoidală a inducției câmpului magnetic necesară pentru a obține un CEM sinusoidal al înfășurării statorului este asigurată de:
- în S.G. forma pieselor polare ale rotorului (sub mijlocul stâlpului, decalajul este mai mic decât sub marginile acestuia) și conica sloturilor statorice.
- implicit S.G. - prin distribuția înfășurării de excitație de-a lungul fantelor rotorului sub mijlocul stâlpului, decalajul este mai mic decât sub marginile sale și coniculul fantelor statorului.
În mașinile multipolare, înfășurările statorice sunt utilizate cu un număr fracționat de fante pe pol și fază.
Figura 3. Asigurarea sinusoidalității magnetice
câmpuri de excitație
Deoarece CEM al bobinei statorice E10 este proporțională cu fluxul magnetic Фо, iar curentul în bobina de excitație IВО este proporțional cu MDS a bobinei de excitație FВO, este ușor să construim o dependență: E0 = f (IВО) identică la caracteristica magnetică: Ф = f (FВO). Această dependență se numește caracteristică de ralanti (H.H.H.) S.G. Vă permite să determinați parametrii S.G., să construiți diagramele sale vectoriale.
De obicei H.H.H. sunt reprezentate în unități relative e0 și iBO, adică valoarea curentă a cantităților este raportată la valorile nominale ale acestora
În acest caz, H.H.Kh. se numește caracteristica normală. Interesant este faptul că H.H.H. pentru aproape toți S.G. sunt la fel. În condiții reale, Kh.Kh.Kh. începe nu de la origine, ci de la un punct de pe axa ordonată, care corespunde EMF e OST rezidual, datorită fluxului magnetic rezidual al oțelului circuitului magnetic.
Figura 4. Caracteristica ralantiului în unități relative
Diagramele schematice excitație S.G. cu excitația a) și cu autoexcitația b) sunt prezentate în Figura 4.
Figura 5. Diagrama schematică a excitației S.G.
Câmp magnetic S.G. sub sarcină.
Pentru a încărca S.G. sau pentru a-i crește sarcina, este necesar să se reducă rezistența electrică între bornele fazelor înfășurării statorului. Apoi, curenții vor curge prin circuitele închise ale înfășurărilor de fază sub acțiunea EMF a înfășurării statorului. Dacă presupunem că această sarcină este simetrică, atunci curenții de fază creează MDS al unei înfășurări trifazate, care are o amplitudine
și se rotește de-a lungul statorului cu o viteză de rotație n1 egală cu viteza rotorului. Aceasta înseamnă că MDS înfășurării statorului F3Ф și MDS înfășurării de excitație FB, staționare față de rotor, se rotesc la aceleași viteze, adică sincron. Cu alte cuvinte, sunt nemișcați unul față de celălalt și pot interacționa.
În același timp, în funcție de natura sarcinii, aceste MDS pot fi orientate în moduri diferite una față de alta, ceea ce schimbă natura interacțiunii lor și, în consecință, proprietățile de funcționare ale generatorului.
Rețineți că efectul MDF al înfășurării statorului F3Ф = Fa asupra MDS a înfășurării rotorului FВ se numește „reacție de armătură”.
În generatoarele cu poli implicați, decalajul de aer dintre rotor și stator este uniform, prin urmare inducția B1 creată de MDS a înfășurării statorului este distribuită în spațiu ca MDS F3Ф = Fa sinusoidal indiferent de poziția rotorului și de înfășurarea câmpului.
La generatoarele cu poli salienti, decalajul de aer este inegal atât datorită formei pieselor polare, cât și datorită spațiului interpolar umplut cu cupru al bobinelor de excitație și al materialelor izolante. Prin urmare, rezistența magnetică a golului de aer sub piesele polare este mult mai mică decât în zona spațiului interpol. Axa polilor rotorului S.G. ei o numesc axa longitudinală d - d, iar axa spațiului interpolar se numește axa transversală a S.G. q - q.
Aceasta înseamnă că inducția câmpului magnetic al statorului și graficul distribuției sale în spațiu depind de poziția undei MDF F3F a înfășurării statorului față de rotor.
Să presupunem că amplitudinea MDF a înfășurării statorului F3Ф = Fa coincide cu axa longitudinală a mașinii d - d, iar distribuția spațială a acestui MDS este sinusoidală. De asemenea, presupunem că curentul de excitație este zero Ibo = 0.
Pentru claritate, vom descrie în figură o scanare liniară a acestui MDS, din care se poate observa că inducția câmpului magnetic al statorului în zona piesei polare este suficient de mare și în zona de spațiul interpolar scade brusc la aproape zero datorită rezistenței ridicate a aerului.
Figura 6. Scanare liniară a MDS a înfășurării statorului de-a lungul axei longitudinale.
O astfel de distribuție inegală a inducției cu o amplitudine B1dmax poate fi înlocuită cu o distribuție sinusoidală, dar cu o amplitudine mai mică B1d1max.
Dacă valoarea maximă a MDS a statorului F3Ф = Fa coincide cu axa transversală a mașinii, atunci imaginea câmpului magnetic va fi diferită, ceea ce se poate vedea din figura scanării liniare a MDS a mașinii .
Figura 7. Scanare liniară a MDS a înfășurării statorului de-a lungul axei transversale.
Și aici, magnitudinea inducției în zona pieselor polare este mai mare decât în zona spațiului interpolar. Și este destul de evident că amplitudinea armonicii de inducție fundamentale a câmpului statoric B1d1 de-a lungul axei longitudinale este mai mare decât amplitudinea inducției câmpului B1q1, de-a lungul axei transversale. Gradul de reducere a inducției B1d1 și B1q1, care se datorează denivelării decalajului de aer, este luat în considerare folosind coeficienții:
Acestea depind de mulți factori și, în special, de raportul sigma / tau (îmi pare rău, fără simbol) (decalaj relativ), de raport
(raportul suprapunerii polului), unde vp este lățimea piesei polare și din alți factori.
Din istoria problemei. Până în prezent, în lucrarea mea a apărut o întrebare despre participarea la proiect pentru introducerea propriei mele generații mici la întreprindere. Anterior, a existat experiență cu motoarele electrice sincrone, cu generatoare, experiența este minimă.
Luând în considerare propunerile diferiților producători într-unul dintre aceștia, am descoperit o modalitate de a excita un generator sincron folosind un excitator cu magnet permanent (PMG). Voi menționa că sistemul de excitație al generatorului este planificat să fie fără perii. Exemplu motoare sincrone Am descris mai devreme.
Deci, din descrierea generatorului (PMG) cu magneți permanenți ca excitator al înfășurării de excitație a excitatorului generatorului urmează:
1. Schimbător de căldură aer-apă. 2. Generator de magnet permanent. 3. Dispozitiv de excitație. 4. Redresor. 5. Ventilator radial. 6. Canal de aer.
În acest caz, sistemul de excitație constă din înfășurări auxiliare sau un generator de magnet permanent, un regulator automat de tensiune (AVR), CT și VT pentru detectarea curentului și tensiunii, un excitator integrat și un redresor rotativ. În mod standard, generatoarele de turbină sunt echipate cu un AVR digital care asigură reglarea PF (factor de putere) și diverse funcții de monitorizare și protecție (limitarea excitației, detectarea supraîncărcării, redundanță etc.). DC Excitația de la AVR este amplificată de excitatorul rotativ și apoi rectificată de redresorul rotativ. Redresorul rotativ este format din diode și stabilizatori de tensiune.
Reprezentarea schematică a unui sistem de excitație a generatorului de turbină folosind PMG:
Soluție cu un generator de magnet permanent (PMG) pe arborele principal cu rotorul generatorului și excitatorul fără perii:
De fapt, în acest moment nu este posibil pentru mine să vorbesc despre avantajele acestei metode de reglare a excitării. Cred că, odată cu colectarea de informații și experiență, vă voi împărtăși experiența mea de utilizare a PMG.
Invenția se referă la domeniul electrotehnicii și electrotehnicii, în special la generatoarele sincrone cu excitație de la magneții permanenți. Rezultatul tehnic este extinderea parametrilor operaționali ai generatorului sincron, oferind posibilitatea reglării atât a puterii sale active, cât și a tensiunii de ieșire a curentului alternativ, precum și oferirea posibilității de utilizare a acestuia ca sursă de curent de sudură atunci când transportați sudarea cu arc electric în diferite moduri. Un generator sincron cu excitație de la magneții permanenți conține o unitate purtătoare de stator cu rulmenți de susținere (1, 2, 3, 4), pe care este montat un grup de circuite magnetice inelare (5) cu proeminențe polare de-a lungul periferiei, echipat cu bobine electrice. (6) cu înfășurări ale armăturii multifazice (7) și (8) ale statorului, montate pe arborele de susținere (9) cu posibilitatea de rotație în rulmenții de susținere (1, 2, 3, 4) în jurul unității de rulment a statorului a grup de rotoare inelare (10) cu rotoare inelare montate pe pereții laterali interiori căptușeli magnetice (11) cu alternarea în direcția circumferențială a polilor magnetici ai perechilor de p, acoperind proeminențele polului cu bobine electrice (6) ale înfășurărilor armăturii (7 , 8) a circuitului magnetic al statorului inelar. Suportul stator este realizat dintr-un grup de module identice. Modulele unității rulmentului statorului sunt instalate cu posibilitatea rotației lor una față de cealaltă în jurul axei, cu un pin cu un arbore de susținere (9) și sunt echipate cu o acționare conectată cinematic pentru rotația lor unghiulară față de fiecare altele și fazele similare ale înfășurărilor de ancorare ale modulelor menționate sunt interconectate, formând faze comune ale înfășurării armăturii statorului. 5 p.p. f-ly, 3 dwg
Desene pentru brevetul RF 2273942
Invenția se referă la domeniul ingineriei electrice, în special la generatoarele sincrone cu excitație de la magneții permanenți, și poate fi utilizat în surse de alimentare autonome pe mașini, bărci, precum și în surse de alimentare autonome pentru consumatorii cu curent alternativ atât din industria standard frecvență și frecvență crescută și în centrale electrice autonome ca sursă de curent de sudură pentru sudarea cu arc electric în câmp.
Un generator sincron cunoscut cu excitație de la magneții permanenți, care conține un ansamblu de rulmenți statorici cu rulmenți de susținere, pe care este montat un circuit magnetic inelar cu proeminențe polare de-a lungul periferiei, echipat cu bobine electrice plasate pe ele cu o înfășurare de ancorare a statorului și montat de asemenea pe arborele de susținere cu posibilitatea de rotație în rotorul menționat al rulmenților de susținere cu excitație a magneților permanenți (a se vedea, de exemplu, A.I. Voldek, " Mașini electrice", ed. Energiya, filiala Leningrad, 1974, p. 794).
Dezavantajele generatorului sincron cunoscut sunt consumul semnificativ de metal și dimensiunile mari datorate consumului semnificativ de metal și dimensiunile unui rotor cilindric masiv realizat cu magneți de excitație permanentă din aliaje magnetice dure (cum ar fi Alni, Alnico, Magnico etc.).
Se cunoaște, de asemenea, un generator sincron cu excitație de la magneții permanenți, care conține un ansamblu de rulmenți statorici cu rulmenți de susținere, pe care este montat un circuit magnetic inelar cu proeminențe polare de-a lungul periferiei, echipat cu bobine electrice cu o înfășurare a armăturii statorului plasat pe acestea, un rotor inelar montat cu posibilitatea de rotație în jurul circuitului magnetic inelar al statorului cu o căptușeală magnetică inelară montată pe peretele interior interior cu poli magnetici alternați în direcția circumferențială, acoperind proeminențele polului cu bobine electrice ale înfășurării armăturii a circuitului magnetic stator inelar menționat (a se vedea, de exemplu, brevetul RF nr. 2141716, clasa N 02 K 21/12 conform cererii nr. 4831043/09 din 03/02/1988).
Dezavantajul generatorului sincron cunoscut cu excitație de la magneții permanenți este parametrii de funcționare îngustați datorită incapacității de a regla puterea activă a generatorului sincron, deoarece în proiectarea acestui generator de inducție sincronă nu există posibilitatea schimbării rapide a valorii fluxul magnetic total creat de magneții permanenți individuali ai căptușelii magnetice inelare menționate.
Cel mai apropiat analog (prototip) este un generator sincron cu excitație magnetică permanentă, care conține o unitate purtătoare de stator cu rulmenți de sprijin, pe care este montat un circuit magnetic inelar cu proeminențe polare de-a lungul periferiei, echipat cu bobine electrice plasate pe ele cu un stator multifazic înfășurarea armăturii, montată pe arborele de susținere cu posibilitatea de rotație în respectivii lagăre de susținere în jurul circuitului magnetic al statorului inelar, un rotor inelar cu o inserție magnetică inelară montată pe peretele interior interior cu poli magnetici de perechi p alternativ în circumferențială direcție, acoperind proeminențele polului cu bobine electrice ale înfășurării armăturii circuitului magnetic stator inelar menționat (a se vedea brevetul RF nr. 2069441, clasa N 02 K 21/22 prin cererea nr. 4894702/07 din 01.06.1990).
Dezavantajul generatorului sincron cunoscut cu excitație de la magneții permanenți este, de asemenea, parametri operaționali îngustați, atât din cauza lipsei capacității de a controla puterea activă a generatorului inductor sincron, cât și a lipsei capacității de a controla valoarea tensiunii de ieșire. a curentului alternativ, ceea ce face dificilă utilizarea acestuia ca sursă de curent de sudură în sudarea cu arc electric (în proiectarea generatorului sincron cunoscut nu există posibilitatea de a modifica prompt valoarea fluxului magnetic total al magneților permanenți individuali, care formează o inserție magnetică inelară între ele).
Scopul prezentei invenții este extinderea parametrilor operaționali ai generatorului sincron, oferind posibilitatea reglării atât a puterii sale active, cât și a capacității de reglare a tensiunii de curent alternativ, precum și oferirea posibilității de utilizare a acestuia ca sursă de curent de sudură atunci când efectuarea sudării cu arc electric în diferite moduri.
Acest obiectiv este atins de faptul că un generator sincron cu excitație magnetică permanentă, care conține o unitate de rulmenți statorici cu rulmenți de susținere, pe care este montat un circuit magnetic inelar cu proeminențe polare de-a lungul periferiei, echipat cu bobine electrice plasate pe ele cu o multifază înfășurarea armăturii statorului, montată pe un arbore de susținere cu posibilitatea de rotație în respectivii lagăre de susținere în jurul circuitului magnetic al statorului inelar un rotor inelar cu o căptușeală magnetică inelară montată pe peretele interior interior cu poli magnetici de perechi p alternativ în circumferențială direcție, acoperind proeminențele polului cu bobine electrice ale înfășurării armăturii circuitului magnetic al statorului inelar menționat, în acesta o unitate de rulment, statorul este format dintr-un grup de module identice cu circuitul magnetic inelar indicat și rotorul inelar, montat pe unul arborele de susținere cu posibilitatea de a le roti unul în raport cu celălalt în jurul unei axe coaxiale cu arborele de susținere și Abzhenes este conectat cinematic cu acestea prin acționarea rotației unghiulare față de ele și fazele cu același nume ale înfășurărilor armăturii din modulele ansamblului rulmentului statorului sunt interconectate, formând fazele comune ale înfășurării armăturii statorului.
O diferență suplimentară a generatorului sincron propus cu excitație de la magneții permanenți este că polii magnetici cu același nume ai căptușelilor magnetice inelare ale rotoarelor inelare din modulele adiacente ale unității rulmentului statorului sunt situate congruent între ele în aceleași planuri radiale. , iar capetele fazelor înfășurării armăturii într-un modul al unității rulmentului statorului sunt conectate la începuturile acelorași faze ale înfășurării armăturii într-un alt modul adiacent al ansamblului rulmentului statorului, formând în legătură una cu alta comunul fazele înfășurării armăturii statorului.
În plus, fiecare dintre modulele unității rulmentului statorului include un manșon inelar cu o flanșă exterioară de împingere și o cupă cu o gaură centrală la capăt, iar rotorul inelar din fiecare dintre modulele ansamblului rulmentului statorului include o carcasă inelară cu o flanșă de împingere interioară, în care este instalată inserția magnetică inelară corespunzătoare, în care manșoanele inelare ale modulelor de ansamblu ale rulmentului statorului sunt împerecheate cu peretele lor lateral cilindric interior cu unul dintre lagărele de susținere menționate, dintre care altele sunt cuplate cu pereții găurilor centrale din capetele respectivelor ochelari, carcasele inelare ale rotorului inelar sunt conectate rigid la arborele de susținere prin intermediul ansamblurilor de fixare, iar circuitul magnetic inelar din modulul corespunzător al unității de rulment a statorului este montat pe manșonul inelar specificat, fixat rigid de flanșa sa exterioară de împingere pe peretele cilindric lateral al sticlei și formând, împreună cu acesta din urmă, o cavitate inelară în care este situat dispozitivul un circuit magnetic inelar corespunzător cu bobine electrice ale înfășurării corespunzătoare a armăturii statorului. O diferență suplimentară a generatorului sincron propus cu excitație de la magneții permanenți este că fiecare dintre unitățile de fixare care leagă carcasa inelară a rotorului inelar de arborele de susținere include un butuc montat pe arborele de susținere cu o flanșă fixată rigid de flanșa de împingere internă. a învelișului inelar corespunzător.
O diferență suplimentară a generatorului sincron propus cu excitație de la magneții permanenți este că unitatea de rotație unghiulară a modulelor unității purtătoare a statorului una față de alta este montată prin intermediul unei unități de sprijin pe modulele unității purtătoare a statorului.
În plus, acționarea pentru inversarea unghiulară a modulelor unității purtătoare a statorului una față de cealaltă este realizată sub forma unui mecanism cu șurub cu un șurub cu plumb și o piuliță, iar unitatea de sprijin pentru acționarea pentru inversarea unghiulară a secțiunilor a unității de susținere a statorului include un suport de fixare fixat pe unul dintre ochelarii menționați și o bară de susținere pe cealaltă sticlă, în timp ce șurubul de plumb este conectat pivotant printr-o balama de două grade la un capăt prin intermediul unei axe paralele cu axa arborelui de susținere menționat, cu bara de susținere specificată realizată cu o fantă de ghidare situată de-a lungul unui arc al unui cerc, iar piulița mecanismului cu șurub este conectată pivotant printr-un capăt cu ochiul menționat, realizat la celălalt capăt cu un tija a trecut printr-o fantă de ghidare din bara de susținere și este echipată cu un element de blocare.
Esența invenției este ilustrată prin desene.
Figura 1 prezintă o vedere generală a generatorului sincron propus cu excitație de la magneții permanenți într-o secțiune longitudinală;
Figura 2 este o vedere A din figura 1;
Figura 3 prezintă o diagramă schematică a circuitului de excitație magnetică a unui generator sincron într-un exemplu de realizare cu circuite electrice trifazate ale înfășurărilor armăturii statorului în poziția inițială inițială (fără deplasarea unghiulară a fazelor corespunzătoare cu același nume în modulele ansamblul rulmentului statorului) pentru numărul de perechi de poli ai statorului p = 8;
În Fig.4 - același lucru, cu fazele circuitelor electrice trifazate ale înfășurărilor armăturii statorului, desfășurate una față de cealaltă într-o poziție unghiulară la un unghi egal cu 360 / 2p grade;
Figura 5 prezintă o variantă circuit electric conexiunile înfășurărilor armăturii statorului unui generator sincron cu o conexiune în stea a fazelor generatorului și o conexiune în serie a acelorași faze în fazele comune formate de acestea;
Figura 6 prezintă o altă versiune a schemei electrice a conexiunilor înfășurărilor armăturii statorului unui generator sincron cu o conexiune delta a fazelor generatorului și o conexiune în serie a acelorași faze în fazele comune formate de acestea;
Figura 7 prezintă o diagramă vectorială schematică a modificării magnitudinii tensiunilor de fază ale generatorului sincron în timpul rotației unghiulare a fazelor corespunzătoare cu același nume a înfășurărilor armăturii statorului (respectiv, a modulelor unității de rulment a statorului) după unghiul corespunzător și când aceste faze sunt conectate conform schemei „stea”;
În Fig.8 - același lucru, la conectarea fazelor înfășurărilor armăturii statorului conform schemei „triunghi”;
Figura 9 prezintă o diagramă cu un grafic al dependenței tensiunii liniei de ieșire a generatorului sincron de unghiul geometric de rotație al acelorași faze ale înfășurărilor armăturii statorului cu unghiul electric de rotație corespunzător al vectorului de tensiune în fază pentru conectarea fazelor conform schemei „stea”;
Figura 10 prezintă o diagramă cu un grafic al dependenței tensiunii liniei de ieșire a generatorului sincron de unghiul geometric de rotație al acelorași faze ale înfășurărilor armăturii statorului cu unghiul electric corespunzător de rotație al vectorului de tensiune în fază pentru conectarea fazelor conform schemei „triunghi”.
Un generator sincron cu excitație de la magneții permanenți conține o unitate de rulment stator cu rulmenți de susținere 1, 2, 3, 4, pe care se află un grup de circuite magnetice inelare identice 5 (de exemplu, sub formă de discuri monolitice realizate dintr-un compozit pulbere moale material magnetic) este montat cu proeminențe polare de-a lungul periferiei, echipat cu bobine electrice plasate pe ele 6 cu multifază (de exemplu, trifazată și în caz general faza m) înfășurările armăturii 7, 8 ale statorului, montate pe arborele de susținere 9 cu posibilitatea de rotație în respectivii lagăre de susținere 1, 2, 3, 4 în jurul unității de rulment a statorului un grup de rotoare inelare identice 10, cu căptușeli magnetice inelare montate pe pereții laterali interiori 11 (de exemplu, sub formă de inele magnetice monolitice realizate din material magnetoanizotrop pulbere) cu alternarea în direcția circumferențială a polilor magnetici ai perechilor p (în acest exemplu de realizare a generatorului, numărul de perechile p de poli magnetici sunt 8), acoperind proeminențele polului cu bobine electrice 6 ale înfășurărilor armăturii 7, 8 ale circuitelor magnetice inelare specificate 5 ale statorului. Ansamblul rulmentului statorului este alcătuit dintr-un grup de module identice, fiecare dintre care include un manșon inelar 12 cu o flanșă de împingere externă 13 și o sticlă 14 cu o gaură centrală "a" în capătul 15 și cu un perete cilindric lateral 16. Fiecare dintre rotoarele inelare 10 include o carcasă inelară 17 c flanșă de împingere internă 18. Bucșele inelare 12 ale modulelor unității de rulment ale statorului sunt împerecheate cu peretele lor lateral cilindric interior cu unul dintre lagărele de susținere menționate (cu lagăre de susținere 1, 3), altele dintre care (rulmenții de susținere 2, 4) sunt împerecheați cu pereții găurilor centrale "a" la capetele 15 ale respectivelor ochelari 14. Coajele inelare 17 ale rotorilor inelare 10 sunt conectate rigid la arborele de susținere 9 prin intermediul ansamblurilor de fixare și fiecare dintre circuitele magnetice inelare 5 din modulul corespunzător al unității rulmentului statorului este montat pe manșonul inelar specificat 12 fixat rigid cu flanșa sa exterioară de împingere 13 cu un perete cilindric lateral 16 al sticlei 14 și formare d împreună cu ultima cavitate inelară "b", în care se află circuitul magnetic inelar corespunzător specificat 5 cu bobine electrice 6 ale înfășurării corespunzătoare a armăturii (înfășurări ale armăturii 7, 8) a statorului. Modulele ansamblului rulmentului statorului (bucșele inelare 12 cu cupele 14 care formează aceste module) sunt instalate cu posibilitatea rotației lor una față de cealaltă în jurul unei axe coaxiale cu arborele de susținere 9 și sunt echipate cu o acționare conectată cinematic pentru rotația lor unghiulară una față de cealaltă, montată prin intermediul ansamblului suport pe modulele suportului statoric. Fiecare dintre elementele de fixare care leagă carcasa inelară 17 a rotorului inelar corespunzător 10 cu arborele de susținere 9 include un butuc 19 montat pe arborele de susținere 9 cu o flanșă 20 fixată rigid de flanșa de împingere interioară 18 a carcasei inelare corespunzătoare 17. Unitatea pentru inversarea unghiulară a modulelor unității purtătoare a statorului una față de cealaltă în exemplul de realizare particular prezentat este realizată sub forma unui mecanism cu șurub cu un șurub cu plumb 21 și o piuliță 22 și unitatea de susținere a unității pentru inversarea unghiulară a secțiunilor unității purtătoare a statorului include un suport de fixare 23 fixat pe unul dintre respectivele ochelari 14, iar pe cealaltă sticlă 14 bara de sprijin 24. Șurubul de plumb 21 este conectat pivotant printr-o balama de două grade ( o balama cu două grade de libertate) de un capăt "b" prin intermediul unei axe 25 paralele cu axa O-O1 a arborelui de susținere 9 menționat, cu respectiva bară de susținere 24 realizată cu amplasată de-a lungul unui arc al unui cerc cu un ghidaj fanta "d", iar piulița 22 a mecanismului cu șurub este conectată pivotant la un capăt cu menghina de susținere 23 menționată, este realizată la celălalt capăt cu o tijă 26 trecută prin fanta de ghidare "g" din bara de susținere 24, și este prevăzut cu un element de blocare 27 (piuliță de blocare). La capătul piuliței 22, conectat pivotant la urechea de sprijin 23, este instalat un element de blocare suplimentar 28 (piuliță de blocare suplimentară). Arborele de susținere 9 este echipat cu ventilatoare 29 și 30 pentru răcirea înfășurărilor armăturii 7, 8 ale statorului, dintre care unul (29) este situat la unul dintre capetele arborelui de susținere 9, iar celălalt (30) este situat între secțiunile unității rulmentului statorului și este montat pe arborele de susținere 9. Bucșele inelare 12 secțiuni ale ansamblului rulmentului statorului sunt realizate cu găuri de ventilație "d" pe flanșele exterioare de împingere 13 pentru trecerea fluxului de aer în cavități inelare "b" formate din bucșele inelare 12 și ochelarii 14 și pentru răcirea prin aceasta înfășurările de ancorare 7 și 8 situate în bobinele electrice 6 pe proeminențele polilor circuitelor magnetice inelare 5. La capătul arborelui de sprijin 9 , pe care este amplasat ventilatorul 29, este montat un scripete 31 cu curea trapezoidală pentru a acționa rotoarele inelare 10 ale generatorului sincron în rotație. Ventilatorul 29 este fixat direct pe fulia 31 a transmisiei cu curea trapezoidală. La celălalt capăt al șurubului cu plumb 21 al mecanismului cu șurub, există un mâner 32 pentru controlul manual al mecanismului cu șurub al acționării pentru rotația unghiulară a modulelor unității purtătoare a statorului unul față de celălalt. Fazele cu același nume (A1, B1, C1 și A2, B2, C2) ale înfășurărilor armăturii din circuitele magnetice circulare 5 module ale unității rulmentului statorului sunt interconectate, formând faze comune ale generatorului (conectarea acelorași faze în general, atât serial cât și paralel, precum și compus). Polii magnetici cu același nume („nord” și, în consecință, „sud”) ai căptușelilor magnetice inelare 11 ale rotoarelor inelare 10 din modulele adiacente ale ansamblului rulmentului statorului sunt situate congruent între ele în aceleași planuri radiale. . În varianta prezentată, capetele fazelor (A1, B1, C1) ale înfășurării armăturii (înfășurării 7) în circuitul magnetic inelar 5 al unui modul al ansamblului rulmentului statorului sunt conectate la începutul fazelor aceluiași denumirea (A2, B2, C2) a înfășurării armăturii (înfășurării 8) în celălalt modul adiacent al ansamblului rulmentului statorului, formând în conexiune în serie între ele fazele comune ale înfășurării armăturii statorului.
Un generator sincron cu excitație cu magnet permanent funcționează după cum urmează.
De la acționare (de exemplu, de la un motor cu ardere internă, în principal un motor diesel, care nu este prezentat în desen) prin scripetele cu curea trapezoidală 31, mișcarea de rotație este transmisă arborelui de sprijin 9 cu rotoare inelare 10. Când rotoarele inelare 10 (cochilii inelare 17) cu căptușeli magnetice inelare 11 se rotesc (de exemplu, inelele magnetice monolitice realizate dintr-un material magnetoanizotrop pulbere) creează fluxuri magnetice rotative care pătrund în spațiul inelar de aer dintre căptușelile magnetice inelare 11 și nucleele magnetice inelare 5 (pentru de exemplu, discuri monolitice confecționate dintr-un material compozit sub formă de pulbere magnetic moale) ale modulelor unității de rulment ale statorului, precum și pătrunderea în proeminențele polului radial (care nu sunt prezentate în mod convențional) ale circuitelor magnetice inelare 5. Când rotorile inelare 10 se rotesc, trecerea alternativă a polilor magnetici alternativi „nord” și „sud” ai căptușelilor magnetice inelare 11 peste proeminențele polului radial ale inelului miezuri magnetice 5 module ale unității purtătoare a statorului, provocând pulsații ale fluxului magnetic rotativ atât în mărime cât și în direcție în proiecțiile polului radial ale respectivelor miezuri inelare 5. În acest caz, forțele electromotoare variabile (EMF) sunt induse în înfășurările de armătură 7 și 8 ale statorului cu o schimbare de fază reciprocă în fiecare dintre înfășurările de armătură de fază m 7 și 8 la un unghi egal cu 360 / m grade electrice, iar pentru înfășurările de armătură trifazate 7 și 8 prezentate în faze (A1, B1, C1 și A2, B2, C2) forță electromotoare variabilă sinusoidală (EMF) cu o schimbare de fază între ele la un unghi de 120 de grade și cu o frecvență egală cu produsul numărului de perechi (p) de poli magnetici în inserția magnetică inelară 11 de frecvența de rotație a rotoarelor inelare 10 (pentru numărul de perechi de poli magnetici p = 8, EMF variabil este indus predominant de frecvență crescută, de exemplu, cu o frecvență de 400 Hz) . Curent alternativ (de exemplu, trifazat sau, în general, fază m), care curge prin înfășurarea comună a armăturii statorului format prin conexiunea de mai sus a acelorași faze (A1, B1, C1 și A2, B2, C2) a înfășurărilor armăturii 7 și 8 din circuitele magnetice inelare adiacente 5, este alimentată la conectorii de putere electrică de ieșire (nu sunt prezentați în desen) pentru conectarea receptoarelor de curent alternativ (de exemplu, pentru conectarea motoarelor electrice, a sculelor electrice, a pompelor electrice, a încălzirii dispozitive, precum și pentru conectarea echipamentelor electrice de sudură etc.) ). În varianta prezentată a generatorului sincron, tensiunea de fază de ieșire (Uph) în înfășurarea comună a armăturii statorului (formată din conexiunea corespunzătoare menționată mai sus a acelorași faze ale înfășurărilor armăturii 7 și 8 în circuitele magnetice inelare 5) poziția inițială inițială a modulelor unității purtătoare a statorului (fără deplasare unghiulară una față de cealaltă) față de celelalte module ale unității rulmentului statorului și, în consecință, fără deplasare unghiulară una față de alta a circuitelor magnetice inelare 5 cu ieșirile polului de-a lungul periferiei) este egală cu suma modulo a tensiunilor de fază individuale (Uph1 și Uph2) în înfășurările armăturii 7 și 8 ale circuitelor magnetice inelare ale modulelor ansamblului de susținere a statorului (în În general, valoarea totală tensiunea de fază de ieșire Uf a generatorului este egală cu suma geometrică a vectorilor de tensiune în fazele individuale cu același nume A1, B1, C1 și A2, B2, C2 ale înfășurărilor armăturii 7 și 8, vezi figurile 7 și 8 cu diagrame de tensiune). Dacă este necesar să modificați (micșorați) valoarea tensiunii de fază de ieșire Uf (și, în consecință, tensiunea liniei de ieșire U l) a generatorului sincron prezentat pentru a alimenta anumiți receptori de energie electrică cu tensiune redusă (de exemplu, pentru arc electric sudarea cu curent alternativ în anumite moduri), inversarea unghiulară a modulelor individuale ale unității purtătoare se efectuează stator unul față de altul la un anumit unghi (setat sau calibrat). În acest caz, elementul de blocare 27 al piuliței 22 a mecanismului cu șurub pentru inversarea unghiulară a modulelor unității purtătoare a statorului este deblocat și, prin intermediul mânerului 32, șurubul de plumb 21 al mecanismului cu șurub este acționat în rotație, ca urmare a căruia piulița 22 este deplasată unghiular de-a lungul unui arc de cerc în fanta "g" a barei de susținere 24 și inversarea la un unghi dat a unuia dintre modulele unității de rulment a statorului față de cealaltă modulul acestei unități de rulment a statorului în jurul axei O-O1 a arborelui de susținere 9 (în varianta prezentată a generatorului de inducție sincronă, modulul unității de rulment a statorului este rotit, pe care este montat suportul 23 de sprijin, în timp ce un alt modul a unității de rulment a statorului cu o bară de susținere 24 având o fantă "g" se află într-o poziție staționară, adică fixată pe o bază, care nu este prezentată în mod convențional în desenul ilustrat). Cu rotația unghiulară a modulelor unității rulmentului statorului (bucșe inelare 12 cu ochelari 14) una față de cealaltă în jurul axei O-O1 a arborelui de sprijin 9, rotația circuitelor magnetice inelare 5 cu proeminențe polare de-a lungul periferiei se realizează, de asemenea, unul față de altul la un unghi dat, ca urmare a căruia rotația se efectuează, de asemenea, la un unghi dat unul față de celălalt în jurul axei O-O1 a arborelui de sprijin 9 al proiecțiilor polului în sine (nu prezentat în desen) cu bobine electrice 6 de înfășurări ale armăturii statorice multifazice (în acest caz, trifazate) 7 și 8 în circuite magnetice circulare. Când proeminențele polului circuitelor magnetice circulare 5 sunt rotite una față de cealaltă la un unghi dat în 360 / 2p grade, are loc o rotație proporțională a vectorilor de tensiune de fază în înfășurarea armăturii modulului mobil al unității rulmentului statorului (în în acest caz, se produce rotația vectorilor de tensiune de fază Uph2 în înfășurarea armăturii 7 a modulului unității purtătoare. 8), ceea ce duce la o modificare a tensiunii de ieșire rezultate Uph a generatorului sincron în funcție de unghiul electric de rotație a vectorilor de tensiune de fază Uph2 în fazele A2, B2, C2 ale unui înfășurare a armăturii statorului 7 față de tensiunea de fază vectori Uf1 în fazele A1, B1, C1 ale unei alte înfășurări a armăturii statorice 8 (această dependență are un caracter calculat, calculat prin soluția triunghiurilor oblic și este determinată de următoarea expresie:
Gama de reglare a tensiunii de fază rezultate Uph a generatorului sincron prezentat pentru cazul în care Uph1 = Uph2 va varia de la 2Uph1 la 0 și pentru cazul când Uph2 Implementarea unității purtătoare stator dintr-un grup de module identice cu circuitul magnetic inelar 5 indicat și rotorul inelar 10, montat pe un arbore de susținere 9, precum și instalarea modulelor unității purtător stator cu posibilitatea de a le roti în raport cu reciproc în jurul unei axe coaxiale cu arborele de susținere 9, alimentarea modulelor unității de rulment a statorului printr-o acționare conectată cinematic a rotației unghiulare față de ele și conectarea acelorași faze ale înfășurărilor armăturii 7 și 8 în module a unității rulmentului statorului cu formarea fazelor comune ale puterii active a statorului, precum și asigurarea posibilității de reglare a tensiunii de ieșire a curentului alternativ, precum și asigurarea posibilității de utilizare a acestuia ca sursă de curent de sudură la efectuarea sudarea cu arc electric în diferite moduri (prin furnizarea posibilității de ajustare a valorii tensiunea de fază în aceleași faze A1, B1, C1 și A2, B2, C2 și, în general, în fazele Ai, Bi, Ci ale înfășurărilor armăturii statorului din generatorul sincron propus). Generatorul sincron propus cu excitație de la magneții permanenți poate fi utilizat cu comutarea adecvată a înfășurărilor armăturii statorului pentru a furniza energie electrică la o mare varietate de receptoare de curent electric alternativ multifazic cu parametri diferiți ai tensiunii de alimentare. În plus, dispunerea suplimentară a polilor magnetici cu același nume („nord” și, în consecință, „sud”) a căptușelilor magnetice inelare 11 din rotoarele inelare adiacente 10 sunt congruente între ele în aceleași planuri radiale. ca conexiune a capetelor fazelor A1, B1, C1 ale înfășurării armăturii 7 în circuitul magnetic inelar 5 al unui modul al unității rulmentului statorului cu începutul acelorași faze A2, B2, C2 ale înfășurării armăturii 8 în modulul adiacent al unității de rulment a statorului (conexiunea în serie a acelorași faze ale înfășurării armăturii statorului între ele) face posibilă asigurarea unei reglări uniforme și eficiente a tensiunii de ieșire a generatorului sincron de la valoarea maximă (2U f1 , și în cazul general pentru numărul de secțiuni ale unității de rulment a statorului nU f1) la 0, care poate fi, de asemenea, utilizat pentru a furniza energie electrică mașinilor și instalațiilor electrice speciale. 1. Un generator sincron cu excitație de la magneți permanenți, care conține un ansamblu de rulmenți statorici cu rulmenți de susținere, pe care este montat un circuit magnetic inelar cu proeminențe polare de-a lungul periferiei, echipat cu bobine electrice plasate pe ele cu o înfășurare cu armătură multifazică a statorului , montat pe arborele de susținere cu posibilitatea de rotație în rulmenții de susținere menționați în jurul circuitului magnetic al statorului inelar un rotor inelar cu o inserție magnetică inelară montat pe peretele interior interior cu poli magnetici de perechi p alternativ în direcția circumferențială, acoperind proeminențele polului cu bobine electrice ale înfășurării armăturii circuitului magnetic stator inelar menționat, caracterizat prin aceea că ansamblul rulmentului statorului este realizat dintr-un grup de module identice cu circuitul magnetic inelar indicat și rotorul inelar montat pe un arbore de sprijin, în timp ce modulele ansamblului rulmentului statorului sunt instalate cu posibilitatea rotației lor una față de cealaltă în jurul axei și, coaxial cu arborele de susținere și echipat cu o acționare conectată cinematic pentru rotația unghiulară una față de cealaltă, și fazele similare ale înfășurărilor armăturii din modulele ansamblului rulmentului statorului sunt interconectate, formând faze comune ale armăturii statorului serpuit, cotit. 2. Generator sincron cu excitație de la magneți permanenți conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că polii magnetici cu același nume ai căptușelilor magnetice inelare ale rotoarelor inelare din modulele adiacente ale ansamblului rulmentului statorului sunt situate congruent între ele în aceleași planuri radiale și capetele fazelor înfășurării armăturii într-un modul al unităților stator de rulment sunt conectate la începutul acelorași faze ale înfășurării armăturii într-un alt modul adiacent al unității de rulment stator, formând în legătură cu între ele faze comune ale înfășurării armăturii statorului. 3. Generator sincron cu excitație de la magneți permanenți conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că fiecare dintre modulele unității purtătoare a statorului include un manșon inelar cu o flanșă de împingere externă și o sticlă cu o gaură centrală la capăt și inelară rotorul în fiecare dintre modulele unității purtătoare de stator include o carcasă inelară cu o flanșă de împingere internă, în care este instalată inserția magnetică inelară corespunzătoare menționată, în timp ce bucșele inelare menționate ale modulelor unității purtătoare de stator sunt împerecheate cu interiorul lor perete lateral cilindric cu unul dintre lagărele de susținere menționate, dintre care alții sunt conjugați cu pereții găurilor centrale din capetele ochelarilor corespunzători specificați, carcasele inelare ale rotorului inelar sunt conectate rigid la arborele de susținere prin intermediul unor elemente de fixare , iar circuitul magnetic inelar din modulul corespunzător al unității de rulment a statorului este montat pe manșonul inelar specificat fixat rigid de flanșa sa exterioară de împingere pe peretele cilindric lateral al stivei ana și formând, împreună cu acesta din urmă, o cavitate inelară în care se află circuitul magnetic inelar corespunzător specificat cu bobine electrice ale înfășurării armăturii statorului corespunzătoare. 4. Generator sincron cu excitație magnetică permanentă conform oricăreia dintre revendicările 1 la 3, caracterizat prin aceea că fiecare dintre ansamblurile de fixare care leagă carcasa inelară a rotorului inelar de arborele de susținere include un butuc montat pe arborele de susținere cu o flanșă. fixat rigid de flanșa de împingere internă a carcasei inelului corespunzătoare. 5. Generator sincron cu excitație magnetică permanentă conform revendicării 4, caracterizat prin aceea că unitatea de rotație unghiulară a modulelor unității purtătoare a statorului una față de alta este montată prin intermediul unității de sprijin pe modulele unității purtătoare a statorului. . 6. Generator sincron cu excitație de la magneți permanenți conform revendicării 5, caracterizat prin aceea că acționarea pentru rotația unghiulară a modulelor unității purtătoare a statorului una față de alta este realizată sub forma unui mecanism cu șurub cu un șurub cu plumb și un piuliță, iar unitatea de susținere a unității de rotație unghiulară a modulelor unității purtătoare a statorului include fixat pe unul dintre ochelarii menționați un suport de sprijin, iar pe cealaltă sticlă o bară de susținere, în timp ce șurubul de plumb este conectat pivotant printr-un balama de două grade la un capăt prin intermediul unei axe paralele cu axa arborelui de susținere menționat, cu bara de susținere specificată realizată cu un slot de ghidare situat de-a lungul unui arc al circumferinței, iar piulița mecanismului cu șurub este conectată pivot la un capăt cu mențiunea menționată, este realizat la celălalt capăt cu o tijă trecută printr-o fantă de ghidare din bara de susținere și este prevăzută cu un element de blocare. Alternator sincron trifazat fără lipire magnetică cu excitație de la magneți permanenți de neodim, 12 perechi de poli. Cu mult timp în urmă, în vremea sovietică, un articol dedicat construcției unei turbine eoliene de tip rotativ a fost publicat în revista „Modelist Konstruktor”. De atunci, am avut dorința de a construi ceva similar la cabana mea de vară, dar nu a ajuns niciodată la o acțiune reală. Totul s-a schimbat odată cu apariția magneților de neodim. Am colectat o grămadă de informații pe internet și așa s-a întâmplat. Un circuit generator trifazat, pentru simplitate, este desfășurat pe un plan. În fig. 2 arată structura bobinelor atunci când numărul acestora este de două ori mai mare, deși în acest caz crește și spațiul dintre poli. Bobinele se suprapun 1/3 din lățimea magnetului. Dacă lățimea bobinelor este redusă cu 1/6, atunci acestea se vor potrivi într-un rând și spațiul dintre poli nu se va modifica. Decalajul maxim dintre poli este egal cu înălțimea unui magnet.REVENDICARE
Dispozitiv generator: Două discuri de oțel blând cu magneți lipiți sunt conectați rigid între ei printr-un manșon distanțier. În decalajul dintre discuri, există bobine plate fixe, fără miezuri. CEM de inducție care apare în jumătățile bobinei este opusă în direcție și se rezumă la CEM total al bobinei. CEM de inducție care apare într-un conductor care se mișcă într-un câmp magnetic uniform constant este determinat de formulă E = B V L Unde: B-inducție magnetică V-viteza de miscare L este lungimea activă a conductorului. V = π D N / 60 Unde: D-diametru N-viteza de rotatie. Inducția magnetică în decalajul dintre doi poli este invers proporțională cu pătratul distanței dintre ei. Generatorul este asamblat pe suportul inferior al turbinei eoliene.
