ГЕНЕРАТОР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
(51) 6 H02K29/08, H02K23/54
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Статус: по данным на 17.03.2008 - прекратил действие
--------------------------------------------------------------------------------
(21) Заявка: 98107495/09
(22) Дата подачи заявки: 1998.04.21
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1998.04.21
(45) Опубликовано: 1999.12.20
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 1334300 A, 30.08.87. RU 2036546 A, 27.05.95. SU 681375 A, 25.08.79. SU 1206906 A, 23.01.86. US 4626752 A, 02.12.86. US 4789812 A, 06.12.88. EP 0164742 A2, 18.12.85. DE 1233478 A, 02.02.67.
(71) Заявитель(и): Уфимский государственный авиационный технический университет
(72) Автор(ы): Хайруллин И.Х.; Исмагилов Ф.Р.; Рыжиков Д.В.; Латыпов М.Ф.
(73) Патентообладатель(и): Уфимский государственный авиационный технический университет
Адрес для переписки: 450000, Уфа-Центр, ул.К.Маркса 12 УГАТУ, патентный отдел
(54) ГЕНЕРАТОР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к тихоходным электрическим машинам. Сущность изобретения: генератор переменного тока содержит многополюсные индукторы 1, 2, полюсы 3, 4 которых выполнены из постоянных магнитов с Г-образными наконечниками 5, 6, закрепленными на упругом элементе 7, якорь, расположенный в зазоре между индукторами, состоящий из обмотки 10 и магнитопровода 9, имеющего в своем сечении равнобедренную трапецию, большее основание которой обращено к наружной поверхности кольца, а меньшее - к внутренней, на поверхности обмотки 10 в плоскости воздушного зазора в зоне границы с полюсным наконечником 5 установлены датчики Холла 14. Изобретение позволяет обеспечить контроль за номинальным режимом работы генератора. 1 ил.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к электрическим машинам, и может быть использовано в генераторах переменного тока.
Известен генератор переменного тока, который содержит статор с обмоткой якоря, установленный в корпусе, явнополюсный ротор с чередующимися полюсами с полюсными наконечниками из постоянных магнитов и магнитомягкого материала, установленный на магнитомягком ярме, и магнитопровод с обмоткой регулирования, корпус выполнен из магнитомягкого материала и магнитно связан через зазор с магнитопроводом с обмоткой регулирования, размещенным внутри ярма ротора и выполненным с двумя кольцевыми полостями, в которых размещена обмотка регулирования, выполненная из двух частей (А.С. СССР N 1206906, МКИ H 02 K 21/16, 1984).
Также известен тахогенератор постоянного тока, содержащий два индуктора и якорь в виде зубчатого или гладкого магнитопроводящего кольца с обмоткой, индукторы выполнены коаксиальными, якорь размещен в зазоре между индукторами, а внутренний индуктор выполнен подвижным относительно внешнего (А.С. СССР N 681375, Мкл. G 01 P 3/4, 1973).
Кроме того, известен генератор переменного тока, в котором поток создается двумя концентрическими обмотками возбуждения, между которыми находятся два якорных пакета с обмотками на наружных концах. К этим торцам через аксиальные зазоры примыкают две полюсные системы, каждая из которых состоит из внутренней и наружной звездочек. Наружный корпус, расположенный между полюсными системами ротора, и внутренняя втулка выполнены из магнитомягкой стали (Патент РФ N 2036546, МПК6 H 02 K 21/14, 1995).
Недостатком этих генераторов являются сложность конструкции, возможность проявления несбалансированных осевых сил магнитного напряжения, а также неоднородного распределения магнитного поля по радиусу из-за несимметрии потоков рассечения с наружной и внутренней цилиндрических поверхностей якоря и отсутствия контроля за состоянием объекта.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является генератор с кольцевым якорем, который содержит два многополюсных индуктора, полюсы которых выполнены из постоянных магнитов с полюсными наконечниками, одноименные полюсы индукторов установлены оппозитно, а якорь расположен в зазоре между индукторами и выполнен в виде кольцевого магнитопровода с обмоткой, полюсные наконечники выполнены в виде Г-образных сегментов, обращенных внутренней торцевой и цилиндрической поверхностями к обмотке якоря, магнитопровод якоря выполнен в виде кольца, образованного вращением равнобедренной трапеции вокруг оси вращения генератора, при этом внешняя цилиндрическая поверхность кольца образована большим основанием.
Недостаток этого генератора - отсутствие контроля за состоянием объекта и малая информативность.
Задача изобретения - получение информационного сигнала о величине выходного напряжения.
Поставленная задача достигается тем, что в генераторе переменного тока, содержащем два многополюсных индуктора, полюсы которых выполнены из постоянных магнитов с Г-образными наконечниками, состоящими из магнитной и немагнитной частей, закрепленных на упругом элементе, якорь, расположенный в зазоре между индукторами, состоящий из обмотки и магнитопровода, выполненного в виде кольца, имеющего в своем сечении равнобедренную трапецию, большее основание которой обращено к наружной поверхности кольца, а меньшее - к внутренней, в отличие от прототипа на поверхности обмотки в плоскости воздушного зазора в зоне границы с полюсным наконечником установлены датчики Холла.
Сущность генератора поясняется чертежом, где изображен генератор в разрезе.
Генератор содержит два многополюсных индуктора 1 и 2 с полюсами 3 и 4 из постоянных магнитов с Г-образными наконечниками, состоящими из двух частей - магнитной 5 и немагнитной 6, закрепленными на упругом элементе 7, расположенными в полюсе 3, 4 и опирающимися цилиндрической поверхностью на элементы скольжения 8. В зазоре между индукторами расположен якорь, состоящий из кольцевого магнитопровода 9, вокруг которого намотана обмотка 10, подсоединенная к выводным проводникам 11, имеющая торцевую 12 и цилиндрическую 13 зоны. В нижней части обмотки 10 расположены датчики Холла 14, выводные концы которых выведены по общему пути с выводами 11.
Генератор переменного тока работает следующим образом.
Индукторы 1 и 2, вращаясь, создают вращающийся магнитный поток, замыкающийся через Г-образные наконечники 5 и 6 и кольцевой неподвижный магнитопровод 9. Поток пересекает проводники обмотки 10 в торцевой 12 и цилиндрической 13 зонах. В результате в проводниках обмотки 10 индуцируется переменная ЭДС вращения. При подключении генератора к нагрузке по проводникам 11 протекает ток. При увеличении частоты вращения индукторов 1 и 2 выше номинальной Г-образные наконечники 5 и 6 под действием центробежных сил начнут свое движение в радиальном направлении, вследствие чего возрастающий пропорционально частоте вращения немагнитный зазор приведет к снижению магнитного потока и уменьшению длины обмотки 10, взаимодействующей с магнитным потоком, и индуцируемая ЭДС сохраняет свое значение номинального режима. При этом при движении Г-образных наконечников и уменьшении магнитного потока уменьшится плотность тока, проходящего через датчик Холла, тем самым уменьшается величина выходного напряжения датчика, следовательно, пропадет информационный сигнал о номинальном режиме работы.
Таким образом, заявляемое техническое решение позволяет обеспечить контроль с помощью датчика за номинальным режимом работы генератора.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Генератор переменного тока, содержащий два многополюсных индуктора, полосы которых выполнены из постоянных магнитов с Г-образными наконечниками, состоящими из магнитной и немагнитной частей, закрепленными на упругом элементе, якорь, расположенный в зазоре между индукторами, состоящий из обмотки и магнитопровода, выполненного в виде кольца, имеющего в своем сечении равнобедренную трапецию, большее основание которой обращено к наружной поверхности кольца, а меньшее - к внутренней, отличающийся тем, что на поверхности обмотки в плоскости воздушного зазора в зоне границы с полюсным наконечником установлены датчики Холла.
Независимый научно технический портал
На главную страницу раздела
