Magneticky vzrušené generátory. Generátor permanentných magnetov. Poľné riadenie PDM polohovým snímačom

Úžitkový vzor sa týka elektrotechniky, konkrétne elektrických strojov, a týka sa vylepšenia konštrukcie synchrónnych generátorov koncového typu, ktoré sa dajú použiť hlavne na výrobu elektrickej energie vo veterných elektrárňach. Konštrukcia generátora obsahuje puzdro, v ktorom sú umiestnené striedavé prvky elektromagnetického systému (rotor-stator-rotor), vyrobené vo forme diskov namontovaných na stacionárnom hriadeli, kde je statorový disk pevne spojený s posledným, permanentné magnety sú upevnené na diskoch rotora a na statorovom disku - cievkach tvoriacich jeho prstencové vinutie s výstupom na jeho koncoch cez axiálny otvor v hriadeli, kde telo pozostáva z dvoch štítov - spredu a zozadu, uložených na hriadeli v ložiskách, predný štít má kryciu hriadeľ, disky rotora sú upevnené na vyššie uvedených štítoch, kotúč statora pripevnený k hriadeľu viaclistovými článkami na oboch stranách, kde je každý list umiestnený v technologickej medzere medzi elektrickými cievkami. Výhody tohto generátora sú: menšie v porovnaní so známymi strojmi podobného typu s rovnakou silou, hmotnosťou a rozmermi; prevádzková spoľahlivosť; jednoduchosť výroby; vysoká účinnosť; vyrobiteľnosť montáže a demontáže generátora a jeho udržiavateľnosť; schopnosť vykonávať ľubovoľné rozmery vďaka upevneniu statorového jadra na stacionárnom hriadeli s viaclistovými článkami na oboch stranách.

Známe synchrónny generátor s budením z permanentných magnetov vyrobených podľa koncového typu, obsahujúcich stator, pozostávajúci z dvoch častí s prstencovými magnetickými obvodmi umiestnenými koaxiálne a navzájom rovnobežne, medzi ktorými je rotor umiestnený.

V použitom prevedení je rotor vyrobený vo forme disku, na ktorom sú z oboch strán pripevnené permanentné magnety, v dôsledku čoho je možné, že magnetizujú z jednej strany na druhú, čo vedie k poklesu v charakteristikách permanentných magnetov a v dôsledku toho k zníženiu účinnosti generátora.

Najbližšie k nárokovanému objektu je koncový synchrónny elektrický generátor s budením z permanentných magnetov, obsahujúci dva rotory s permanentné magnety a stator medzi nimi s cievkami uloženými v radiálnych drážkach umiestnených na čelnej ploche statora.

Umiestnenie cievok do drážok vedie k zmenšeniu pracovnej medzery, čo môže viesť k zlepeniu statorového jadra permanentnými magnetmi, v dôsledku čoho sa generátor stane

nerealizovateľné. Použitie drážok vedie k vzniku nežiaducich harmonických zložiek prúdov, indukcii medzery a v dôsledku toho k zvýšeniu strát a podľa toho k zníženiu Účinnosť generátora... Diskové rotory sú navzájom prepojené silovými čapmi, čo znižuje tuhosť a spoľahlivosť konštrukcie.

Technickým výsledkom navrhovaného riešenia ako užitočného modelu je vylúčenie možného zlepenia statorového jadra permanentnými magnetmi, ktoré zaistí zaručenú činnosť generátora, zníži straty a následne zvýši účinnosť v dôsledku použitia prstencové vinutie statora. Tento model má tuhšiu štruktúru vďaka vzájomnému spojeniu rotorov ich pripevnením k telu generátora, čo zvyšuje jeho spoľahlivosť. Jadro statora je upevnené na stacionárnom hriadeli viaclistovými článkami na oboch stranách, čo vedie k zníženiu hmotnosti a rozmerov koncového synchrónneho elektrického generátora s budením permanentnými magnetmi a umožňuje výrobu generátora s dostatočne veľkými vnútorný a vonkajší priemer. Navrhovaný model umožňuje zabezpečiť vyrobiteľnosť montáže a demontáže generátora a jeho udržiavateľnosť.

Úžitkový vzor predpokladá prítomnosť krytu, v ktorom sú umiestnené striedavé prvky elektromagnetického systému (rotor-stator-rotor), ktoré sú vyrobené vo forme diskov a sú namontované na stacionárnom hriadeli. V tomto prípade je stator pevne spojený s druhým. Trvalé magnety sú pripevnené na diskoch rotora a cievky sú upevnené na statorovom kotúči, ktoré tvoria jeho prstencové vinutie s výstupom jeho koncov cez axiálny otvor v hriadeli. Telo sa skladá z dvoch štítov - predného a zadného, namontovaných na hriadeli v

ložiská. Predný štít má kryciu hriadeľ. Rotorové disky sú pripevnené na vyššie uvedených štítoch a disk statora je pripevnený k hriadeľu pomocou viaclistových článkov na oboch stranách, kde je každý list umiestnený v technologickej medzere medzi elektrickými cievkami.

Obrázok 1 zobrazuje generátor v pozdĺžnom reze; obrázok 2 - stator (pohľad spredu).

Generátor sa skladá zo statora 1 a dvoch rotorov 2. Jadro statora je vyrobené vo forme disku získaného navinutím pásu z elektrickej ocele na tŕň, ktorého vonkajší priemer sa rovná vnútornému priemeru statora. Jadro je upevnené medzi viaclistovými článkami 3 na oboch stranách. Každá čepeľ je umiestnená v technologickej medzere medzi cievkami 4 prstencového vinutia. Články s viacerými listami sú navzájom zoskrutkované. Ich základne sú vyrobené vo forme puzdier, ktoré sú namontované na stacionárnom hriadeli 5. Aby sa zabránilo možnému otáčaniu statora, sú články upevnené pomocou kľúča 6. Aby sa eliminoval axiálny pohyb statora, jeden viaclistový článok je pritlačený k osadeniu hriadeľa a druhý je upnutý oceľovou objímkou 7 priskrutkovanou k hriadeľu v kruhu tromi skrutkami. Hriadeľ má axiálny otvor, ktorým sú konce vinutia vyvedené do svorkovnice.

Jadrá rotora sú vyrobené z konštrukčnej ocele, podobne ako jadro statora, vo forme diskov, ktorých šírka sa rovná dĺžke permanentného magnetu 8. Permanentné magnety sú kruhové sektory a sú prilepené k jadru. Šírka magnetov sa rovná šírke statorových cievok a je blízka rozstupu pólov. Ich rozmery sú obmedzené iba šírkou čepele umiestnenej medzi cievkami statorového vinutia. Priložené jadrá

zapustené skrutky na vnútornú stranu koncových štítov 9 a 10. Použitie zapustených skrutiek znižuje hladinu hluku počas prevádzky generátora. Štíty sú vyrobené zo zliatiny hliníka. Sú tiež vzájomne prepojené pomocou zápustných skrutiek - jeden z štítov má špeciálne vybrania, do ktorých sú vtláčané oceľové matice (na posilnenie spojenia, pretože hliník je mäkký materiál), do ktorých sú už skrutky zaskrutkované. Kryty sú vybavené ložiskami 11 s permanentne naplneným mazivom a dvoma krytmi. Koncový štít 9 má kryt hriadeľa 12 vyrobený z ocele. V tomto generátore plní dve funkcie: a) zatvára ložisko; b) vykonáva rotáciu pohonu. Hriadeľ krytu je pripevnený k čelnému štítu 9 skrutkami z jeho vnútornej strany.

Činnosť tohto generátora sa uskutočňuje nasledujúcim spôsobom: pohon prenáša krútiaci moment cez kryt 12 hriadeľa na celé telo, v dôsledku čoho sa rotory otáčajú. Princíp činnosti tohto generátora je podobný princípu činnosti známych synchrónnych generátorov: keď sa rotory 2 otáčajú, magnetické pole permanentných magnetov pretína otáčky vinutia statora, pričom sa mení v absolútnej hodnote aj v smere a indukuje premenlivá elektromotorická sila v nich. Cievky navíjania sú zapojené do série takým spôsobom, že sa ich elektromotorické sily sčítavajú. Vytvorené napätie sa odstráni z výstupných koncov vinutia, ktoré prechádzajú do svorkovnice cez axiálny otvor v hriadeli 5.

Táto konštrukcia generátora eliminuje možné prilepenie statorového jadra permanentnými magnetmi a následne zaisťuje zaručenú činnosť generátora; dáva

schopnosť znižovať zvlnenie a povrchové straty v oceli v dôsledku použitia bezdrážkového jadra a prstencového statorového vinutia, v dôsledku čoho sa zvyšuje účinnosť. Umožňuje tiež zvýšiť spoľahlivosť generátora vďaka použitiu pevnejšej konštrukcie (vzájomné spojenie rotorov ich pripevnením k skrini generátora), zníženie hmotnosti a rozmerov pri rovnakom výkone a výkon generátor akejkoľvek veľkosti pripojením statorového jadra k pevnému hriadeľu s viaclistovými článkami na oboch stranách ... Navrhovaný model umožňuje zabezpečiť vyrobiteľnosť montáže a demontáže generátora a jeho udržiavateľnosť.

Koncový synchrónny elektrický generátor s budením z permanentných magnetov, obsahujúci puzdro, v ktorom sú umiestnené striedavé prvky elektromagnetického systému (rotor - stator - rotor), vyrobené vo forme diskov namontovaných na stacionárnom hriadeli, kde je disk statora pevne spojené s poslednými permanentnými magnetmi a na statorovom disku sú cievky, ktoré tvoria jeho prstencové vinutie s výstupom z jeho koncov cez axiálny otvor v hriadeli, vyznačujúci sa tým, že telo pozostáva z dvoch štítov - spredu a zozadu, namontovaný na hriadeli v ložiskách, predný štít má kryt hriadeľa, disky rotora sú pripevnené k vyššie uvedeným štítom, disk statora je pripevnený k hriadeľu pomocou viaclistových článkov na oboch stranách, kde je každý list umiestnený v technologická medzera medzi elektrickými cievkami.

Z histórie čísla. Doteraz v mojej práci vyvstala otázka ohľadom účasti na projekte zavedenia vlastnej malej generácie v podniku. Predtým boli skúsenosti so synchrónnymi elektromotormi, s generátormi boli skúsenosti minimálne.

Vzhľadom na návrhy rôznych výrobcov v jednom z nich som objavil spôsob, ako budiť synchrónny generátor pomocou budiča na báze generátora permanentných magnetov (PMG). Spomeniem, že systém budenia generátora je plánovaný ako bezkartáčový. Príklad synchrónne motory Opísal som to skôr.

Z popisu generátora s permanentnými magnetmi (PMG) ako budiča budiaceho vinutia budiča generátora vyplýva:

1. Výmenník tepla vzduch-voda. 2. Generátor permanentných magnetov. 3. Budiace zariadenie. 4. Usmerňovač. 5. Radiálny ventilátor. 6. Vzduchový kanál.

V tomto prípade budiaci systém pozostáva z pomocných vinutí alebo generátora permanentných magnetov, automatického regulátora napätia (AVR), CT a VT na zisťovanie prúdu a napätia, zabudovaného budiča a rotačného usmerňovača. Turbogenerátory sú štandardne vybavené digitálnym AVR poskytujúcim reguláciu PF (účinník) a rôzne monitorovacie a ochranné funkcie (obmedzenie budenia, detekcia preťaženia, redundancia atď.). D.C. Budenie z AVR je zosilnené rotujúcim budičom a potom usmernené rotujúcim usmerňovačom. Rotujúci usmerňovač sa skladá z diód a stabilizátorov napätia.

Schematické znázornenie budiaceho systému turbínového generátora pomocou PMG:

Riešenie s generátorom permanentných magnetov (PMG) na hlavnom hriadeli s rotorom generátora a bezkartáčovým budičom:

Momentálne mi nie je možné hovoriť o výhodách tejto metódy regulácie vzrušenia. Myslím si, že v čase zhromažďovania informácií a skúseností sa s vami podelím o svoje skúsenosti s používaním PMG.

Držitelia patentu RU 2548662:

Vynález sa týka oblasti elektrotechniky a elektrotechniky, najmä synchrónnych generátorov s budením permanentnými magnetmi. EFEKT: stabilizácia výstupného napätia a činného výkonu. Synchrónny generátor s budením permanentným magnetom obsahuje zostavu statorového ložiska s opornými ložiskami, na ktorej je pripevnený prstencový magnetický obvod s pólovými výčnelkami pozdĺž obvodu. Magnetický obvod je vybavený elektrickými cievkami s viacfázovým vinutím kotvy statora umiestneným na výčnelkoch pólov. Prstencový rotor je uložený na nosnom hriadeli s možnosťou otáčania v nosných ložiskách okolo prstencového magnetického obvodu statora. Na vnútornej bočnej stene rotora je namontovaná prstencová magnetická vložka s magnetickými pólmi párov p, ktoré sa striedajú v obvodovom smere. Magnetická vložka je vyrobená vo forme dvoch identických krúžkov, ktoré sa dajú posúvať v axiálnom smere. Medzi krúžkami je umiestnený pružný prvok. 2 chor.

Vynález sa týka oblasti elektrotechniky a elektrotechniky, najmä synchrónnych generátorov s budením permanentnými magnetmi, a môže byť použitý v autonómnych zdrojoch energie so štandardnou priemyselnou frekvenciou aj so zvýšenou frekvenciou, elektromobily a elektrárne. Najmä tvrdené synchrónny generátor sa môže použiť ako autonómny zdroj energie v automobiloch, člnoch a iných vozidlách.

Známy synchrónny generátor obsahujúci stator so sústavou vodičov a rotorom s budiacim systémom s permanentnými magnetmi a medzi statorom a rotorom je aktívna plocha - vzduchová medzera, rotor je vyrobený vo forme vonkajšieho rotora s aktívnym povrchom na vnútornej strane má rotor, ak sa pozriete na smer rotačného pohybu, striedajúc sa navzájom v smere rotácie, magnetizované permanentné magnety a úseky magnetického vodivého materiálu, permanentné magnety sú vyrobené z materiálu s magnetická permeabilita blízka permeabilite vzduchu, permanentné magnety, ak sa merajú v smere otáčania, majú zväčšujúcu sa vzdialenosť od aktívnej šírky povrchu a magnetické vodivé úseky - šírka sa zmenšuje so zväčšujúcou sa vzdialenosťou od aktívneho povrchu, magnetická vodivá časti majú povrch, cez ktorý vychádza magnetický tok a ktorý je obrátený k aktívnemu povrchu, a je menší ako súčet prierez magnetický tok obidvoch susedných permanentných magnetov, v dôsledku čoho sa magnetický tok permanentných magnetov koncentruje na aktívny povrch statorového pólu, ak sa meria v smere otáčania, má takmer rovnakú šírku ako povrch povrchu magnetické vodivé úseky, cez ktoré vychádza magnetický tok (patent RF č. 2141716, IPC Н02K 21/12, zverejnený 20. 11. 1991).

Známy synchrónny generátor obsahujúci viacpólovú kotvu majúcu n pólov (n je celé číslo) s vinutiami a budiaci systém tvorený množstvom permanentných magnetov. V tomto prípade majú permanentné magnety póly (n-1) na vytvorenie magnetického budiaceho poľa pri rotácii vzhľadom na kotvu a permanentné magnety sú magnetizované v smere otáčania a póly sú vyrobené so skosením vzhľadom na rotáciu budiaceho systému (RF patent č. 2069441, IPC-02K 21/22, zverejnený 20. novembra 1996).

Spoločnou nevýhodou týchto synchrónnych generátorov je obmedzená funkčnosť stabilizácie so zvýšením záťaže výstupného napätia a činného výkonu v závislosti od veľkosti celkového magnetického toku. Zároveň v konštrukcii týchto generátorov nie sú žiadne prvky, ktoré by vám umožňovali rýchlo meniť hodnotu celkového magnetického toku generovaného jednotlivými permanentnými magnetmi prstencovej magnetickej vložky.

Najbližším analógom (prototypom) vynálezu je synchrónny generátor s budením z permanentných magnetov, obsahujúci jednotku statorového nosiča s opornými ložiskami, na ktorej je namontovaný prstencový magnetický obvod s výčnelkami pólov pozdĺž obvodu, vybavený elektrickými cievkami umiestnenými na pólové výčnelky s viacfázovým vinutím kotvy statora, namontované na nosnom hriadeli s možnosťou otáčania v nosných ložiskách okolo prstencového statorového magnetického obvodu prstencového rotora namontovaného na vnútornej bočnej stene prstencovej magnetickej vložky so striedaním v obvodovom smere magnetické póly p-párov, pokrývajúce výbežky pólov elektrickými cievkami vinutia kotvy prstencového statorového magnetického obvodu. Jednotka nosiča statora je vyrobená zo skupiny identických modulov s prstencovým magnetickým obvodom a prstencovým rotorom namontovaných na jednom nosnom hriadeli, zatiaľ čo moduly jednotky nosiča statora sú inštalované s možnosťou ich vzájomného otáčania okolo koaxiálnej osi. s nosným hriadeľom a vybavené ich kinematicky spojeným uhlovým vzájomným otočením, a rovnaké fázy vinutí kotvy v moduloch zostavy statorového ložiska sú vzájomne prepojené a vytvárajú spoločné fázy vinutia kotvy statora ( Patent RF č. 2273942, IPC Н02K 21/22, Н02K 21/12, zverejnený 27. júla 2006).

Nevýhodou známeho synchrónneho generátora s budením z permanentných magnetov je potreba použitia skupiny modulov, čo vedie k zložitejšej konštrukcii, zvýšeniu hmotnosti a rozmerov generátora. To zase vedie k zníženiu výkonu generátora.

Okrem toho, rovnako ako u vyššie uvedených analógov, v známom generátore chýbajú prvky, ktoré umožňujú rýchlu zmenu hodnoty celkového magnetického toku jednotlivých permanentných magnetov, ktoré tvoria prstencovú magnetickú vložku.

Cieľom tohto vynálezu je zjednodušiť návrh a rozšíriť funkčnosť synchrónneho generátora dodávaním elektrickej energie do širokej škály prijímačov striedavého viacfázového elektrického prúdu s rôznymi parametrami napájacieho napätia.

Technickým výsledkom je stabilizácia výstupného napätia a činného výkonu v dôsledku zavedenia elastických prvkov do štruktúry synchrónneho generátora.

Technický výsledok sa dosahuje tým, že v synchrónnom generátore s budením z permanentných magnetov, ktorý obsahuje zostavu statorového ložiska s ložiskami, na ktorej je namontovaný prstencový magnetický obvod s výstupkami pólov na obvode, vybavený elektrickými cievkami umiestnenými na póle výčnelky s viacfázovým vinutím kotvy statora, namontované na nosnom hriadeli s možnosťou otáčania v nosných ložiskách okolo prstencového magnetického obvodu statora, prstencový rotor s prstencovou magnetickou vložkou namontovaný na vnútornej bočnej stene s magnetickými pólmi p- dvojice striedajúce sa v obvodovom smere, pokrývajúce pólové výčnelky elektrickými cievkami vinutia kotvy prstencového magnetického obvodu statora, podľa vynálezu je prstencová magnetická vložka vyrobená vo forme dvoch identických krúžkov, ktoré sa dajú pohybovať v axiálnom smere smere, s pružným prvkom umiestneným medzi krúžkami.

Pri zmene zaťaženia generátora sa mení prúd pretekajúci vinutím kotvy statora, zatiaľ čo sa mení príťažlivá sila pôsobiaca na magnetické vložky. Posledné menované sú do istej miery vtiahnuté do vzduchovej medzery a stláčajú elastický prvok, čím zvyšujú alebo znižujú celkový magnetický tok. A vďaka tomu je napätie a činný výkon na svorkách statorového vinutia generátora stabilizované.

Elastický prvok môže byť jednodielny, vo forme vlnovej pružnej podložky, alebo kompozitný, vo forme samostatných pružín.

Príkladný pružný prvok je vo forme pružín.

Podstata vynálezu je znázornená na výkresoch.

(0106) Na obr. 1 zobrazuje celkový pohľad na navrhovaný synchrónny generátor s budením z permanentných magnetov v pozdĺžnom reze s magnetickými vložkami v nefunkčnej polohe.

(0106) Na obr. 2 zobrazuje pohľad, keď sú magnetické slúchadlá v pracovnej polohe.

Na obidvoch obrázkoch je elastický prvok vo forme pružín.

Synchrónny generátor s budením permanentnými magnetmi obsahuje vnútorné statorové puzdro 1, na ktorom je namontované prstencové magnetické jadro 2 (napríklad vo forme monolitického disku vyrobeného z práškového kompozitného tvrdého magnetického materiálu) s pólovými výstupkami pozdĺž obvodu, vybavené elektrickými cievkami (sekciami) 3, ktoré sú na nich umiestnené, s viacfázovými (napríklad trojfázovými a v všeobecný prípad n-fáza) vinutia kotvy statora. Na hriadeli 4 s možnosťou otáčania na ložiskách 5, 6 okolo statorovej ložiskovej jednotky je nainštalovaný prstencový rotor 7 s prstencovými magnetickými vložkami 8 namontovanými na vnútornej bočnej stene (napríklad vo forme monolitických magnetických krúžkov vyrobených práškového magnetoanizotropného materiálu) so striedavými v obvodovom smere magnetickými pólmi párov p a vyrobené vo forme krúžkov rovnakej konštrukcie so schopnosťou pohybu v drážkach 9 v smere osi otáčania a s vylúčením ich otáčania vzhľadom na prstencový rotor 7, oddelené pružným prvkom 10, napríklad tlačnými pružinami. A krycia tyč je v očiach s kotevným vinutím prstencového magnetického obvodu statora. Prstencový rotor 7 obsahuje prstencové magnetické vložky 8, pružný prvok 10 a prítlačný krúžok 11. Stator obsahuje prstencový magnetický obvod 2, cievky navíjania kotvy 3, vnútorné puzdro 1 a vonkajšie puzdro 12 so stredovými otvormi 13 na konci . Vnútorné puzdro 1 jednotky statorového ložiska je spojené s vnútornou valcovou bočnou stenou s ložiskom 5 a vonkajšie puzdro 12 s ložiskom 6. Prstencový rotor 7 je spojený s hriadeľom 4. Prstencový magnetický obvod 2 (s vinutia 3) statora sú namontované na uvedenom vnútornom plášti 1, ktorý je pevne pripevnený k vonkajšiemu plášťu 12, a spolu s ním tvoria prstencovú dutinu 14. Ventilátor 15 na chladenie vinutí kotvy statora je umiestnený na konci hriadeľ 4. Na vonkajšom plášti 16 je inštalované puzdro 16. Fázy (A, B, C) vinutia kotvy 3 na prstencovom magnetickom obvode 2, ktoré sú statorom, sú navzájom spojené v elektrickom obvode.

Synchrónny generátor s budením permanentným magnetom funguje nasledovne.

Z pohonu, napríklad zo spaľovacieho motora, cez remenicu klinového remeňa (na obrázku nie je znázornená) sa rotačný pohyb prenáša na hriadeľ 4 s prstencovým rotorom 7. Keď je prstencový rotor 7 s prstencovými magnetickými vložkami 8 sa otáča, vytvára sa rotujúci magnetický tok, ktorý preniká vzduchovou prstencovou medzerou medzi prstencovými magnetickými vložkami 8 a prstencovým magnetickým obvodom 2 statora, ako aj prerážajúcimi výstupkami radiálneho pólu (na obrázku nie sú znázornené) prstencového magnetického obvodu 2 statora. Pri otáčaní prstencového rotora 7 sa tiež uskutoční striedavý prechod „severného“ a „južného“ striedavého magnetického pólu prstencových magnetických vložiek 8 cez výstupky radiálneho pólu prstencového magnetického jadra 2 statora, čo spôsobí magnetický tok točiť vo veľkosti aj v smere v radiálnych pólových výčnelkoch prstencového magnetického obvodu 2. V tomto prípade je vo vinutí 3 kotvy statora indukovaná sínusová elektromotorická sila (EMF) s fázovým posunom medzi sebou v uhle 120 stupňov a s frekvenciou rovnajúcou sa súčinu počtu párov (p) magnetických pólov v prstencovej magnetickej vložke 8 rýchlosťou otáčania prstencového rotora 7 Striedavý prúd (napríklad trojfázový), pretekajúci cez vinutie kotvy statora 3, sa dodáva do výstupných elektrických napájacích konektorov (na obrázku nie sú znázornené) na pripojenie prijímačov striedavého elektrického prúdu.

S nárastom zaťaženia generátora sa zvyšuje prúd pretekajúci vinutím kotvy statora 3. Zvyšuje sa tiež príťažlivá sila pôsobiaca na prstencové magnetické vložky 8. Tieto sa vťahujú do vzduchovej medzery a stláčajú elastickú vrstvu. prvok 10 zvyšujúci magnetický tok prstencových magnetických vložiek 8. Z tohto dôvodu je napätie na svorkách vinutia 3 statora generátora stabilizované. Uskutočnenie statora s naznačeným prstencovým magnetickým obvodom 2 a prstencovým rotorom 7 namontovaným na rovnakom hriadeli 4, ako aj prstencovým rotorom s možnosťou stiahnutia prstencových magnetických vložiek 8 do vzduchovej medzery umožňuje stabilizáciu výstupného napätia a činný výkon synchrónneho generátora v stanovených medziach.

Teda navrhované technické riešenie umožňuje stabilizáciu výstupného napätia aj činného výkonu pri zmene elektrického zaťaženia generátora.

Navrhovaný synchrónny generátor s budením z permanentných magnetov je možné použiť s príslušným prepínaním vinutí statorovej kotvy na dodávku elektrickej energie pre širokú škálu prijímačov striedavého viacfázového elektrického prúdu s rôznymi parametrami napájacieho napätia.

Synchrónny generátor s budením z permanentných magnetov, obsahujúci jednotku statorového nosiča s nosnými ložiskami, na ktorej je namontovaný prstencový magnetický obvod s výčnelkami pólov pozdĺž obvodu, vybavený elektrickými cievkami umiestnenými na výčnelkoch pólov, s viacfázovým vinutím statora, namontovaný na nosnom hriadeli s možnosťou otáčania v referenčných ložiskách okolo prstencového magnetického obvodu statora prstencový rotor s prstencovou magnetickou vložkou namontovaný na vnútornej bočnej stene s magnetickými pólmi párov p striedajúcich sa v obvodovom smere, zakrývajúcimi pól výčnelky s elektrickými cievkami vinutia kotvy prstencového statorového magnetického obvodu, vyznačujúce sa tým, že magnetická vložka je vyrobená vo forme dvoch identických prstencov, ktoré sa dajú pohybovať v axiálnom smere, s pružným prvkom umiestneným medzi krúžkami.

Podobné patenty:

Vynález sa týka elektrického stroja (1) pre hybridné alebo elektrické vozidlá. Stroj obsahuje vonkajší rotor, stator (2) umiestnený vo vnútri rotora (3), rotor obsahuje ložiskový prvok (4) rotora, rotorové dosky (5) a permanentné magnety (6), ložiskový prvok (4) ) rotora obsahuje prvú, radiálne prebiehajúcu časť (7) nosného prvku a druhú axiálne prebiehajúcu časť (8) nosného prvku, ktorá je s ním spojená, druhá časť (8) nosného prvku nesie dosky rotora (5) a permanentné magnety (6) a stator (2) má statorové dosky (9) a vinutia (10), vinutia tvoria hlavy vinutí (11, 12), ktoré sa rozprestierajú v axiálnom smere na obidvoch bočné strany nad statorovými doskami (9), má tiež obežné koleso (14), ktoré je spojené s rotorom ložiskového prvku (4).

Synchrónne generátory

s budením permanentným magnetom

(vyvinuté v roku 2012)

Navrhovaný generátor je podľa princípu činnosti synchrónny generátor s budením z permanentných magnetov. Magnety zloženia NeFeB, ktoré vytvárajú magnetické pole s indukciou 1,35 T, ktorá sa nachádza po obvode rotora so striedavými pólmi.

Vo vinutiach generátora je e vzrušený. d.s., ktorých amplitúda a frekvencia sú určené rýchlosťou otáčania rotora generátora.

Konštrukcia generátora neobsahuje kolektor s otvorenými kontaktmi. Generátor tiež nemá vinutia poľa, ktoré spotrebúvajú ďalší prúd.

Výhody generátora navrhovanej konštrukcie:

1. Má všetky pozitívne vlastnosti synchrónnych generátorov s budením permanentným magnetom:

1) nedostatok kefiek na zber prúdu,

2) nedostatok budiaceho prúdu.

2. Väčšina podobných v súčasnosti vyrábaných generátorov s rovnakým výkonom má hmotnostno-rozmerné parametre 1,5 - 3-krát viac.

3. Menovitá rýchlosť otáčania hriadeľa generátora - 1600 o./min... Zodpovedá to rýchlosti otáčania nízkootáčkových naftových pohonov. Preto pri prechode jednotlivých elektrární z benzínových na naftové pomocou nášho generátora získa spotrebiteľ výraznú úsporu paliva a v dôsledku toho sa znížia náklady na kilowatthodinu.

4. Generátor má malý počiatočný krútiaci moment (menej ako 2 N × m), to znamená naštartovanie, hnací výkon iba 200 Ž, a generátor je možné naštartovať zo samotného nafty pri štarte, a to aj bez spojky. Podobné trhové motory majú dobu zrýchlenia na vytvorenie výkonovej rezervy pri štarte generátora, pretože pri štarte benzínový motor pracuje v režime deficitu výkonu.

5. Pri úrovni spoľahlivosti 90% predstavuje zdroj generátora 92 tisíc hodín (10,5 rokov nepretržitej prevádzky). Prevádzkový cyklus hnacieho motora medzi hlavnými generálnymi opravami, ktorý je výrobcami deklarovaný (ako aj trhové analógy generátora), je 25 - 40 tisíc hodín. To znamená, že náš generátor, pokiaľ ide o spoľahlivosť prevádzkovej doby, prevyšuje spoľahlivosť sériových motorov a generátorov o 2-3 krát.

6. Jednoduchosť výroby a montáže generátora - montážnou oblasťou môže byť zámočnícka dielňa s kusovou a malosériovou výrobou.

7. Jednoduché prispôsobenie generátora výstupnému napätiu AC:

1) 36 IN, frekvencia 50 - 400 Hz

2) 115 IN, frekvencia 50 - 400 Hz(letiskové elektrárne);

3) 220 IN, frekvencia 50 - 400 Hz;

4) 380 IN, frekvencia 50 - 400 Hz.

Základné prevedenie generátora umožňuje naladiť vyrobený výrobok na rôzne frekvencie a napätia bez zmeny prevedenia.

8. Vysoká požiarna bezpečnosť. Navrhovaný generátor sa nemôže stať zdrojom požiaru ani pri skrate v obvode záťaže alebo vo vinutí, ktorý je zakomponovaný do konštrukcie systému. To je veľmi dôležité pri použití generátora pre palubnú elektráreň v uzavretom priestore plavidla, lietadla, ako aj súkromnej drevenej bytovej výstavby atď.

9. Nízka hladina hluku.

10. Vysoká udržiavateľnosť.

Parametre generátora s výkonom 0,5 kWh

Parametre generátora s výkonom 2,5 kWh

VÝSLEDKY:

Navrhovaný generátor je možné vyrobiť na použitie v generátorových agregátoch s rýchlosťou hriadeľa 1 500 - 1 600 ot./min. - v elektrárňach na naftu, benzín a parný generátor na individuálne použitie alebo v miestnych energetických systémoch. Spolu s multiplikátorom sa elektromechanický prevodník energie môže použiť aj na výrobu elektriny v nízkootáčkových generátorových systémoch, ako sú veterné elektrárne, vlnové elektrárne atď. S akoukoľvek kapacitou. To znamená, že vďaka rozsahu použitia elektromechanického prevodníka je navrhovaný komplex (multiplikátor-generátor) univerzálny. Hmotnosť a veľkosť a ďalšie elektrické a technické parametre uvedené v texte poskytujú navrhovanej konštrukcii jasné konkurenčné výhody na trhu v porovnaní s analógmi.

Princípy výroby, z ktorých vychádza konštrukcia, majú vysokú vyrobiteľnosť, v zásade nevyžadujú presný park obrábacích strojov a sú zamerané na sériovú výrobu. Výsledkom bude, že dizajn bude mať nízke sériové výrobné náklady.

Trojfázový synchrónny alternátor bez magnetického prilepenia s budením z permanentných neodýmových magnetov, 12 párov pólov.

Dávno, späť Sovietske časy v časopise „Modelist Konstruktor“ bol uverejnený článok venovaný konštrukcii veternej turbíny rotačného typu. Odvtedy som mal túžbu niečo také postaviť na svojom letná chata, ale nikdy neprišlo k skutočnej akcii. Všetko sa zmenilo s príchodom neodýmových magnetov. Zhromaždil som kopu informácií na internete a stalo sa to.
Generátorové zariadenie: Dva oceľový disk vyrobené z nízkouhlíkovej ocele s lepenými magnetmi sú navzájom pevne spojené pomocou dištančného puzdra. V medzere medzi diskami sú pevné ploché cievky bez jadier. EMF indukcie vznikajúcej v poloviciach cievky je opačným smerom a je súčtom celkového EMF cievky. EMF indukcie vznikajúcej vo vodiči pohybujúcom sa v konštantnom rovnomernom magnetickom poli je určená vzorcom E = B VL Kde: B-magnetická indukcia V.-rýchlosť pohybu Ľ je aktívna dĺžka vodiča. V = π D N / 60 Kde: D-priemer N-otáčková rýchlosť. Magnetická indukcia v medzere medzi dvoma pólmi je nepriamo úmerná druhej mocnine vzdialenosti medzi nimi. Generátor je zostavený na spodnej podpore veternej turbíny.

Obvod trojfázového generátora je pre jednoduchosť rozmiestnený v rovine.

Na obr. 2 ukazuje rozloženie cievok, keď je ich počet dvakrát väčší, aj keď v tomto prípade sa tiež zväčšuje medzera medzi pólmi. Cievky sa prekrývajú o 1/3 šírky magnetu. Ak sa šírka cievok zmenší o 1/6, potom sa zmestia do jedného radu a medzera medzi pólmi sa nezmení. Maximálna medzera medzi pólmi sa rovná výške jedného magnetu.