БЕСЩЕТОЧНЫЙ ГЕНЕРАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА (БГПТ)

Полезная модель относится к электромашиностроению, в частности к конструкции бесщеточных генераторов. Цель полезной модели - разработка генератора постоянного тока способного работать при высоких оборотах якоря, в значениях от 10000 до 15000 об/мин.
Существующие в настоящее время генераторы постоянного тока имеют в своей конструкции щеточный узел для токосъема с якоря. Присущее щеточному узлу трение деталей и искрение не позволяет применять такие машины с приводами высоких оборотов, например, с газотурбинными двигателями. Наиболее близким по конструкции является «Бесконтактный генератор постоянного тока» (РФ №2334344), однако он отличается способом возбуждения. Существующие бесщеточные генераторы являются машинами переменного тока.
Задача, на решение которой направлена заявленная полезная модель, заключается исключении из конструкции генератора постоянного тока щеточного узла.
Данная задача достигается за счет того, что обмотка возбуждения и силовая обмотка расположены в статоре друг на против друга. А возникновение тока в силовой обмотке обусловлено созданием вторичного магнитного поля на одной из обмоток в двух обмоточном якоре, вращающемся между ними.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является разработка генератора постоянного тока без щеточного узла. Такой генератор может быть установлен непосредственно на вал газотурбинного двигателя без устройств понижения частоты вращения якоря.
Принципиальная схема бесщеточного генератора постоянного тока (БГПТ) приведена на листе 1 графического приложения на примере однополюсной машины. Работа бесщеточного генератора постоянного тока (БГПТ) основана на законе электромагнитной индукции.
Бесщеточный генератор постоянного тока (БГПТ) состоит из следующих частей: 1 - обмотка возбуждения; 2 - двухобмоточный якорь; 3 - силовая обмотка.
Якорь представляет собой вал, на котором симметрично закреплены две промежуточные одинаковые обмотки, замкнутые между собой в соответствии со схемой. Обмотки якоря установлены на двух самостоятельных Ш-образных сердечниках. Обмотка возбуждения и силовая обмотка так же установлены на Ш-образных сердечниках. При вращении якоря, такая конструкция сердечников обеспечивает замыкание магнитопроводов и формирование рабочих магнитных полей.
1
1
1
2
2
2
3
2
2
3
При прохождении тока I через обмотку возбуждения на ее сердечнике формируется первичный магнитный поток Ф. При вращении якоря, в магнитный поток Ф входит одна из промежуточных обмоток якоря. В момент замыкания магнитопровода в одной промежуточной обмотке якоря возникает максимальная ЭДС и электрический ток I,, который начинает протекать через другую, противоположную промежуточную обмотку якоря. При протекании тока I через другую промежуточную обмотку якоря в ее сердечнике формируется вторичный магнитный поток Ф. Который, в момент замыкания магнитопроводов, создает в силовой обмотке ЭДС, и формирует ток I. Симметричное расположение обмоток и сердечников обеспечивает синхронное возбуждение токов во всех контурах генератора. При повороте якоря на 180°, из-за диагонально-симметричного подключение обмоток якоря между собой, направление тока I будет постоянным, как и направление силовых линий магнитного потока Ф. Все это создает в силовой обмотке постоянный электрический ток I.