ВЕНТИЛЬНО-РЕАКТИВНЫЙ ГЕНЕРАТОР

Техническое решение относится к области генерирования электрической энергии электрическими машинами и касается особенностей конструктивного исполнения вентильно-реактивных генераторов, применяемых в электроприводе, в транспорте, в нефтегазовой отрасли.
В качестве аналога взят SRM (Switched Reluctance Motor), приведенный на Fig. 7.2 (Page 100) и описанный в монографии Miller T.J.E. Switched reluctance motor and their control. Magna physics publishing and Clarendon press. Oxford. 1993. Рассматриваемый двигатель состоит из синхронного индукторно-реактивного двигателя, датчика положения ротора, системы управления и вентильного коммутатора. Статор синхронного индукторно-реактивного двигателя выполняется с прямыми зубцами, на которых размещаются катушечные обмотки, соединяемые в многофазную обмотку; ротор - зубчатый, безобмоточный. Число зубцов статора не равно числу зубцов ротора. В отечественной технической литературе данный тип двигателя получил наименование вентильный индукторно-реактивный двигатель (ВИРД). [Голландцев Ю.А. Вентильные индукторно-реактивные двигатели. СПб.: ГНЦ РФ - ЦНИИ "Электроприбор", 2003]. К недостаткам прототипа можно отнести наличие дополнительного датчика положения, установка которого на валу двигателя увеличивает массогабаритные размеры электромашинного агрегата.
Наиболее близким техническим решением является совмещенный вентильно-индукторный двигатель (патент №2309517). Совмещенный вентильный индукторно-реактивный двигатель содержит статор с m-фазной обмоткой и датчик положения с однофазной высокочастотной обмоткой возбуждения и m-фазной сигнальной обмоткой. Статор датчика положения установлен в немагнитную втулку, позволяющую поворачивать статор датчика относительно статора двигателя. Между статорами двигателя и датчика установлен немагнитный экран. Ротор двигателя и датчика выполнен единым. Магнитные системы двигателя и датчика выполнены идентичными.
Недостатком существующего технического решения совмещенного вентильно-индукторного двигателя является, использование датчика положения ротора, усложняющего конструкцию электрической машины.
Задачей вентильно-реактивного генератора является упрощение конструкции.
Поставленная задача достигается таким образом, что вентильно-реактивный генератор состоящий из безобмоточного ротора, статора, имеющего полюса с обмотками, дополнительно на которые намотаны обмотки контроля, расположенные с определенным шагом, обеспечивающие определение положения ротора вследствие изменения магнитного поля.
На Фиг. 1 изображен общий вид вентильно-реактивного генератора. На валу 1 размещен безобмоточный ротор 2 с полюсами 3, так же имеется статор 4 с полюсами 5, поочередно охваченными фазными обмотками 6 и обмотками контроля 7, расположенными с определенным шагом.
Вал 1 выполнен из немагнитного материала, безобмоточный ротор 2 выполнен из магнитомягкого материала и закреплен на валу 1, на основании полюсов 3 ротора 2 и полюсов 5 статора 4 нарезаны дополнительные мелкие зубцы, для повышение коэффициента электромагнитной редукции, статор 4 выполнен из магнитомягкого материала имеет полюса 5, число которых не равно числу полюсов без обмоточного ротора 2. Соотношение количества полюсов у статора 5 и ротора 3 определяют по мощности генератора, согласно типоразмерному ряду и вариации скорости вращения. Каждый полюс 5 статора 4 охвачен электрически независимой фазной обмоткой 6. Обмотки контроля 7 дополнительно охватывают полюс 5 статора 4 с определенным шагом. Обмотки 6 и 7 выполняют из медной проволоки.
Вентильно-реактивный генератор работает следующим образом. Вал 1 приводят во вращение внешней механической силой, одновременно начинает вращаться ротор 2 с полюсами 3, путем возбуждения фазных обмоток 6 расположенных на полюсах 5 статора 4, начинает формироваться магнитное поле, изменение которого фиксируют обмотки контроля 7, расположенные с определенным шагом на полюсах 5 статора 4, для определения положения ротора.
Предложенное техническое решение позволило упростить конструкцию вентильно-реактивного генератора.