ОДНОИМЁННОПОЛЮСНЫЙ ИНДУКТОРНЫЙ ГЕНЕРАТОР

Изобретение относится к электрическим машинам и может быть использовано при производстве одноименнополюсных индукторных генераторов [1], предназначенных для электроснабжения пассажирских и рефрижераторных вагонов и других потребителей электрической энергии.
Целью изобретения является улучшение технических характеристик, повышение надежности и долговечности одноименнополюсных индукторных генераторов (далее - генераторов).
Известны генераторы [1, 2, 3, 4], в которых катушка возбуждения, установленная на магнитопроводе щита или на самом щите, создает магнитный поток, проходящий по магнитной цепи, состоящий из упомянутого щита, магнитопровода щита, цилиндрического по форме паразитного воздушного зазора между магнитопроводом щита и втулкой ротора, втулки ротора, пакета ротора, рабочего воздушного зазора между зубцами пакета ротора и пакетом статора, пакета статора и станины.
Недостатком данных генераторов, принятых за аналоги, является большое магнитное сопротивление одной из частей его магнитной цепи, а именно паразитного воздушного зазора ввиду его малой площади и низкой магнитной проницаемости воздуха, что автоматически приводит к уменьшению магнитного потока и, как следствие, уменьшению ЭДС и напряжения генератора, то есть ухудшению его основной характеристики -крутизне напряжения, равной отношению выходного напряжения к частоте вращения. Площадь паразитного воздушного зазора равняется площади сопрягаемых деталей «магнитопровода щита» или «втулки ротора» в месте нахождения этого зазора.
Известен генератор [5], принятый за прототип, в котором для снижения сопротивления магнитному потоку магнитопровод щита и втулка ротора в месте их сопряжения через паразитный воздушный зазор имеют ступенчатую форму, что увеличивает площадь данного воздушного зазора по отношению к аналогам, снижая, таким образом, его магнитное сопротивление и, как следствие, повышая магнитный поток, проходящий по магнитной цепи, что приводит к повышению ЭДС и напряжения генератора.
Данное техническое решение хотя и приводит к некоторому уменьшению магнитного сопротивления паразитного воздушного зазора, но это уменьшение является недостаточным.
Одной из целей данного изобретения является улучшение технических характеристик генератора.
Для достижения поставленной цели предложена конструкция генератора (Рис. 1), который состоит из станины 6 с открытым сливным отверстием, щитов подшипниковых 3, магнитопроводов щитов 4, катушек возбуждения 5, пакета статора 7, пакета ротора 8, втулки ротора 9, кольца 10, шарикоподшипника 2, роликоподшипника 11, крышки подшипника 1 и втулки 12; при этом сопрягаемые части магнитопроводов щитов 4 и втулки ротора 9 имеют разветвленную форму, образуя не менее двух выступов и двух впадин, значительно увеличивая, таким образом, площадь паразитного воздушного зазора. Величина этого зазора в радиальном направлении выбирается по технологическим и конструктивным соображениям при проектировании изделия. Благодаря увеличению площади паразитного воздушного зазора существенно уменьшается его магнитное сопротивление и, как следствие, магнитное сопротивление всей магнитной цепи генератора, увеличивается магнитный поток, что приводит к повышению ЭДС и выходного напряжение изделия, то есть улучшается основная характеристика генератора - крутизна напряжения.
Известны электрические машины, в частности индукторные генераторы, в которых слив образующегося в процессе эксплуатации конденсата производится через отверстие в нижней части станины генератора в его эксплуатационном положении, которое в закрытых исполнениях изделий со степенью защиты IP44 ГОСТ 14254-96 и выше, как правило, закрывается с помощью болта с резьбой. Пример сливного отверстия с резьбой и болтом в электрических машинах приведен в [6], а для несколько других целей - слива технической воды в [7].
Однако в реальных условиях эксплуатации генераторов, особенно в подвагонном пространстве пассажирских вагонов в условиях быстрой смены климатических зон, в их полости образуется конденсат, который необходимо периодически сливать. При этом в периоды между очередными текущими осмотрами, в процессе которых выполняется слив конденсата, последний вредно действует на обмотку статора, снижая сопротивление ее изоляции; на детали из стали и чугуна, подвергая их коррозии; на кабели и контакты в коробке выводов, коррозируя их и создавая короткозамкнутые токовые цепочки. К тому же по разным причинам сервисные бригады пассажирских депо не всегда откручивают болт для слива конденсата, оставляя тем самым воду в полости генераторов на более длительное время.
Поэтому нередко потребители индукторных генераторов заказывают и (или) используют их без болта с резьбой, закрывающих сливные отверстия, позволяя тем самым постоянно вытекать конденсируемой жидкости из полости изделия.
Недостатком данного технического решения является тот факт, что в процессе эксплуатации генераторов в подвагонном пространстве пассажирских вагонов через их открытые сливные отверстия в полость изделий под воздействием вихревых потоков при движении поезда будут попадать частицы различных материалов, которые могут нарушить работу генератора и даже вывести его из строя.
Для повышения надежности и долговечности одноименнополюсных индукторных генераторов предлагается конструкция его сливного узла (Рис. 2), в которой в станине 1, имеющей сливное отверстие 2 с резьбой или без нее, прикреплен, например, приварен уголок 3, ребра которого ориентированы встречно движению воздушного потока D, вызванного движением пассажирского вагона с подвешенным генератором в подвагонном пространстве, закрывающий доступ в данное отверстие частиц материалов находящихся в воздушном потоке.
Данный поток воздуха D, текущий встречно направлению движения вагона, огибая ребро уголка 3, создает область низкого давления в пространстве 4, ограниченном поверхностями уголка и станины, тем самым удаляя (высасывая) влагу из полости генератора и отбрасывая в направлениях F частицы материала, которые под действием завихрений воздуха под вагоном, окажутся у кромок уголка 3. При движении вагона в противоположном направлении поток воздуха D будет огибать уже другое ребро уголка 3, создавая тот же изложенный выше эффект.
Таким образом, предложенная конструкция позволяет в процессе эксплуатации постоянно удалять конденсируемую влагу из полости генератора, не допуская одновременно проникновения частиц различных материалов в его полость, что повышает надежность и долговечность генераторов.
Список используемой литературы
1. Альпер Н.Я., Терзян А.А. Индукторные генераторы. М. Энергия, 1970. С. 18-19, С. 12
2. Шаров B.C. Электромашинные индукторные генераторы. М.Л. Госэнергоиздат, 1961, С. 12
3. Авторское свидетельство SU №1334284. Кл Н02К 5/16. Бюл. №32 от 30.08.87.
4. Патент RU 2318289, Кл. Н02К 9/06. Индукторный генератор.
5. Балагуров В.А. Проектирование специальных электрических машин переменного тока. М. Высшая школа, 1982, С. 211
6. http://www.weg.net WEG W22 Technical Catalogue-BSC, P. 10
7. Патент RU 2396670, Кл. Н02К 15/12. Способ удаления лакокрасочных, электроизоляционных покрытий обмоток электродвигателей, в том числе наружных электродвигателей, пропитанных лаком.