ИНДУКТОРНЫЙ ГЕНЕРАТОР С КОМБИНИРОВАННЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ

Полезная модель относится к электротехнике, а именно - к области электромашиностроения и может быть использована при проектировании электрических генераторов, выходное напряжение которых должно быть регулируемым.
Известны конструктивные решения генераторов с комбинированным возбуждением, Бут Д.А. Бесконтактные электрические машины. М. «Высшая школа», 1990, стр. 167, рис. 4.1, содержащие на роторе основную магнитную систему из постоянных магнитов, имеющую ферромагнитные полюсные наконечники, а также дополнительную магнитную систему в виде располагающихся на валу вращающихся ферромагнитных полюсов на втулке, присоединенных к тем же полюсным наконечникам, в которых объединяются магнитные потоки обеих магнитных систем. Магнитный поток дополнительной магнитной системы создается располагающимся на неподвижном подшипниковом щите индуктором с катушкой возбуждения и может быть отрегулирован путем изменения тока в данной катушке. Через статор проходит суммарный магнитный поток от основной и дополнительной магнитной систем. Статор с рабочей обмоткой по своей конструкции не отличается от статоров синхронных электрических машин с радиальным возбуждением. Возможность изменения магнитного потока создает возможность регулирования выходного напряжения генератора.
Недостатком известной конструкции является наличие массивного полюсного наконечника ротора, который необходимо закреплять от центробежных перемещений при повышенных частотах вращения и насыщение которого может ограничить регулируемую составляющую магнитного потока.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является генератор, Бут Д.А. Бесконтактные электрические машины. М.: «Высшая школа», 1990, стр. 178, рис. 4.13, содержащий ротор с постоянными магнитами, статор с якорной обмоткой и неподвижную обмотку возбуждения, магнитная система которого конструктивно состоит из двух частей, последовательно расположенных в его корпусе на едином валу и объединенных общим статором с единой якорной обмоткой, т.е. представляющий собою, образно выражаясь, сборный агрегат, содержащий в своей конструкции магнитоэлектрический и однопакетный индукторный генераторы, объединенные общим якорем. Данная конструкция отличается тем, что в ней не складываются магнитные потоки в роторе и исключены массивные полюсные наконечники, которые могут насыщаться в случае, если регулируемая составляющая магнитного потока велика и ограничивают максимальную частоту вращения ротора из-за действующих на них значительных центробежных усилий. Вместо этого происходит сложение ЭДС от двух магнитных потоков, сцепленных с одной и той же обмоткой якоря. За счет данной конструктивной особенности возможно увеличение доли регулируемой составляющей магнитного потока (увеличение глубины регулирования), повышение максимальной частоты вращения ротора.
Основным недостатком данного генератора является малое использование регулируемой составляющей магнитного потока при значительных размерах катушки возбуждения, поскольку магнитный поток один раз пересекает проводники якоря и при этом преодолевает два воздушных зазора. Недостатком генератора является и то, что при проектировании конструкции такого генератора должны быть предприняты меры по предотвращению протекания магнитного потока через подшипниковый узел, что усложняет конструкцию.
Задача предлагаемого технического решения - увеличение регулируемой составляющей магнитного потока.
Указанная задача достигается тем, что индукторный генератор с комбинированным возбуждением содержит ротор с постоянными магнитами, статор с якорной обмоткой и неподвижную обмотку возбуждения, магнитная система которого конструктивно состоит из двух частей, последовательно расположенных в его корпусе на едином валу и объединенных общим статором с единой якорной обмоткой, причем первая часть магнитной системы выполнена с возбуждением от постоянных магнитов с нерегулируемым магнитным потоком, а вторая часть магнитной системы выполнена с электромагнитным возбуждением с возможностью регулирования магнитного потока. Общий статор разделен на три пакета статора, один из которых расположен в первой части магнитной системы индукторного генератора для замыкания магнитного потока, создаваемого постоянными магнитами, а два других пакета статора расположены во второй части магнитной системы индукторного генератора для замыкания магнитного потока, создаваемого обмоткой возбуждения. Единая якорная обмотка установлена в пазы трех статорных магнитопроводов, при этом оси и размеры пазов всех трех статорных магнитопроводов совпадают. Корпус индукторного генератора выполнен в виде составной конструкции из двух соединенных между собой ферромагнитного и немагнитного корпусов, в которых конструктивно расположены вторая и первая части магнитной системы соответственно.
Предлагаемое конструктивное решение индукторного генератора с комбинированным возбуждением позволяет повысить регулируемую составляющую магнитного потока, т.е. увеличить глубину регулирования генератора.
Сущность полезной модели поясняется чертежом (фиг. 1), на котором представлена конструктивная схема индукторного генератора, где:
1 - ферромагнитный корпус;
2 - левый пакет статора второй части магнитной системы;
3 - обмотка возбуждения;
4 - левый пакет ротора второй части магнитной системы;
5 - немагнитный корпус;
6 - пакет статора первой части магнитной системы;
7 - пакет ротора первой части магнитной системы;
8 - постоянные магниты;
9 - вал;
10 - якорная обмотка;
11 - правый пакет ротора второй части магнитной системы;
12 - правый пакет статора второй части магнитной системы.
Индукторный генератор с комбинированным возбуждением содержит
вал 9, ферромагнитный 1 и немагнитный 5 корпуса, пакет статора 6 первой части магнитной системы, два пакета статора 2 второй части магнитной системы, обмотку возбуждения 3, пакет ротора 4 второй части магнитной системы, пакет ротора 7 первой части магнитной системы, постоянные магниты 8, единую якорную обмотку 10.
Индукторный генератор с комбинированным возбуждением работает следующим образом.
При низкой частоте вращения вала 9 первая часть магнитной системы индукторного генератора с комбинированным возбуждением отдельно не
предлагаемой конструкции индукторного генератора также не требуется защита от протекания магнитного потока через подшипниковый узел.
Таким образом, предложенный индукторный генератор с комбинированным возбуждением позволяет повысить регулируемую составляющую магнитного потока, увеличить глубину регулирования генератора.