ТРЕХФАЗНЫЙ СИНХРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР

Заявляемое техническое решение относится к электрическим машинам, а именно, к синхронным генераторам, и предназначено для обеспечения приемников электроэнергии трехфазным переменным током.
Генератор переменного тока входит в систему генерирования самолетную и представляет собой четырехполюсную бесщеточную синхронную электрическую машину со встроенным трехфазным подвозбудителем, возбудителем и блоком вращающихся выпрямителей, предназначенным для питания обмотки возбуждения генератора постоянным током.
Известна конструкция электрической машины, представляющая собой генератор с масляным распылительным охлаждением интегральной конструкции. Он включает в себя три электрические машины: основной генератор, возбудитель и подвозбудитель, а также блок вращающихся выпрямителей. Статоры всех трех машин закреплены в общем корпусе, роторы - на общем валу (см. Л.И.Поспелов Конструкции авиационных электрических машин под редакцией доктора техн. наук, проф. А.Ф.Федосеева, Москва, Энергоиздат, 1982 г., с.76-77, рис.3.19).
Недостатком конструкции является то, что ротор генератора и ротор возбудителя установлены на валу раздельно друг от друга, при такой установке сложно обеспечить их соосность.
Наиболее близким к предполагаемому техническому решению является электрическая машина, представляющая собой конструкцию генератора с воздушным охлаждением, включающим основной генератор, возбудитель, блок вращающихся выпрямителей и
подвозбудитель. Статоры всех трех машин размещаются в корпусе и на щите, роторы и блок вращающихся выпрямителей - на общем валу.
Конструкция содержит: основной генератор, содержащий пакет статора с якорной обмоткой, закрепленный на ребрах корпуса, пакет ротора с явно выраженными полюсами, напрессованный на ребра полого вала, к пакету ротора крепится центробежный вентилятор, обеспечивающий охлаждение генератора; возбудитель, содержащий статор с явно выраженными полюсами, закрепленный на ребрах корпуса, и ротор, при этом пакет ротора с якорной обмоткой напрессован на ступицу, имеющую радиальные ребра и втулку для посадки на вал; блок вращающихся выпрямителей, размещенных на общем кольце, которое закреплено на ступице возбудителя; подвозбудитель, содержащий пакет статора, закрепленный на литых выступах щита, а ротор представляет собой постоянный магнит типа «звездочка», залитый алюминиевым сплавом и посаженный на стальную втулку, при этом вал генератора установлен на двух радиальных шарикоподшипниках (см. Л.И.Поспелов Конструкции авиационных электрических машин, под редакцией доктора техн. наук, проф. А.Ф.Федосеева, Москва, Энергоиздат, 1982 г., с.71, 74-77, рис.3.17).
Недостатком известной конструкции является то, что ротор генератора и ротор возбудителя установлены на валу раздельно друг от друга: пакет ротора генератора напрессован на ребра полого вала, а пакет ротора возбудителя напрессован на ступицу, которая, в свою очередь, напрессована на втулку для установки на вал. При такой установке сложно обеспечить соосность роторов генератора и возбудителя, что, в свою очередь, требует увеличения воздушного зазора в генераторе и возбудителе, а это приводит к увеличению массогабаритных характеристик генератора.
Задачей заявляемого технического решения является повышение надежности конструкции путем исключения смещения оси ротора возбудителя относительно оси ротора генератора.
Поставленная задача достигается тем, что, согласно полезной модели, в трехфазный синхронный генератор, содержащий расположенный в корпусе статор, ротор со втулкой, установленный на валу, возбудитель со статором с явно выраженными полюсами, ротором и втулкой ротора, подвозбудитель со статором и ротором, при этом, втулка ротора возбудителя соосно запрессована во втулку ротора генератора, а пакет ротора генератора, втулка ротора генератора и втулка ротора возбудителя соединены между собой с помощью винтов, введены два штифта, расположенные в отверстиях, выполненных сквозными во втулке ротора генератора, и в пакете ротора генератора на глубину, равную не менее двум диаметрам отверстий, при этом отверстия выполнены параллельно оси вала, причем угол между осями отверстий составляет не менее 120 градусов, а штифты запрессованы в отверстия, кроме того, штифты выполнены из стали повышенной прочности.
Технический результат - создание конструкции трехфазного синхронного генератора, обеспечивающего решение поставленной задачи, достигается за счет введения в конструкцию генератора двух штифтов, расположенных в соответствующих отверстиях, выполненных сквозными во втулке ротора генератора, а в пакете ротора генератора на глубину, равную не менее двум диаметрам отверстий.
Сущность заявляемого технического решения иллюстрируется чертежами, где: на фигуре 1 изображен пример выполнения трехфазного синхронного генератора, в продольном разрезе(масштаб 1:2); на фигуре 2 - разрез А-А на фиг.1 (масштаб увеличен в два раза).
Трехфазный синхронный генератор 1, содержит корпус 2, статор 3, и ротор 4 со втулкой 5, расположенный на валу 6, возбудитель - со
статором 7 и ротором 8 со втулкой 9, выполненной в виде стакана, подвозбудитель со статором 10 и ротором 11, пакет 12 ротора 4 генератора, втулка 5 ротора 4 генератора и втулка 9 ротора 8 возбудителя соединены между собой с помощью винта 13, штифты 14, расположенные в отверстиях 15.
Рассмотрим работу трехфазного синхронного генератора, показанного на фиг.1.
Вал 6 генератора 1 раскручивается приводным устройством (на фигуре не показано) до номинальных оборотов. Магнитный поток вращающихся вместе с ротором 11 подвозбудителя постоянных магнитов пересекает витки обмотки статора 10 подвозбудителя и наводит в них ЭДС. Обмотка статора 10 подвозбудителя соединена с обмоткой статора 7 возбудителя через статический преобразователь-регулятор (на фигуре не показан). При включении статического преобразователя-регулятора обмотка подвозбудителя замыкается через статический преобразователь-регулятор на обмотку статора 7 возбудителя, по которой потечет ток, который создает постоянный магнитный поток обмотки возбуждения возбудителя (далее ОВВ). Магнитный поток ОВВ наведет во вращающейся обмотке ротора 8 возбудителя ЭДС. Так как обмотка ротора 8 возбудителя соединена с обмоткой возбуждения генератора через вращающийся выпрямитель, то по обмотке возбуждения генератора потечет ток, который в свою очередь создаст магнитный поток, вращающийся с частотой вращения ротора 4 генератора. Этот поток наведет в обмотке статора 3 генератора ЭДС. При включении обмотки статора 3 генератора на нагрузку возникает ток в обмотке статора 3 генератора, который замыкается через внешнюю нагрузку (см. фиг.1).
Технический результат - создание конструкции трехфазного синхронного генератора, обеспечивающего решение поставленной задачи - исключения смещения оси ротора возбудителя относительно
оси ротора генератора, достигается за счет выполнения отверстий во втулке и пакете ротора генератора, и наличия в них штифтов, с помощью которых скреплены втулка ротора генератора и пакет ротора генератора, причем втулка ротора возбудителя запрессована во втулку ротора генератора.
Преимущества заявляемого технического решения трехфазного синхронного генератора заключаются также в возможности разборки конструкции относительно вала, что не маловажно для проведения ремонтных работ.
Таким образом, конструкция заявляемого трехфазного синхронного генератора является конструкцией повышенной надежности за счет предотвращения смещения оси ротора возбудителя относительно оси ротора генератора, за счет чего увеличивается и жизненный цикл изделия.
Заявляемое устройство экспериментально подтвердило возможность получения предполагаемого результата.