Электрическая машина с самовозбуждением
Полезная модель относится к области электротехники, а именно, к электрическим машинам. В электрической машине с самовозбуждением, индуктор которой содержит обмотку возбуждения и элементы магнитопровода - полюсы и ярмо, для уменьшения мощности возбуждения, упрощения конструкции, повышения технологичности и снижения стоимости изготовления хотя бы один элемент магнитопровода с длиной силовой линии t выполнен из магнитномягкой стали, имеющей созданную с помощью определенной термообработки коэрцитивную силу Не, удовлетворяющую условию, при котором остаточная м.д.с. Нс ×l составляет не менее 10% м.д.с. холостого хода, соответствующей номинальному напряжению. Предложенное техническое решение может быть осуществлено как в генераторах с клювообразными полюсами с внешнезамкнутым потоком и генераторах торцевого типа, так и в машинах постоянного тока. Наибольший эффект достигается при использовании его в автономных источниках питания и в машинах постоянного тока для подъемных устройств.
полезная модель относится к области электротехники, а именно, к электрическим машинам.
Известно, что с целью самовозбуждения в электрической машине конструктивно должен быть обеспечен необходимый остаточный поток, величина которого должна составлять не менее 10% рабочего потока возбуждения (Паластин Л.М. Электрические машины автономных источников питания Москва. Энергия. 1972 г.стр.8, В-2, п.1).
Известны электрические машины электромагнитного возбуждения, например, синхронные генераторы автономных источников питания, у которых для обеспечения надежного самовозбуждения применяются индукторы с вставками из магнитнотвердого материала в полюсах (Паластин Л.М. Электрические машины автономных источников питания. Москва. Энергия. 1972 г. стр.81, рис.4-8).
Недостатками данных конструкций является увеличение мощности возбуждения вследствие малой проницаемости магнита, усложнение конструкции, увеличение трудоемкости сборки, а также усложнение технологии изготовления, что приводит к повышению стоимости машин.
Задача полезной модели - уменьшение мощности возбуждения, упрощение конструкции, повышение технологичности, снижение стоимости изготовления машины.
Технический результат - обеспечение надежного самовозбуждения машины без использования элемента магнитопровода из магнитнотвердого материала.
Поставленная задача решается следующим образом.
В электрической машине с самовозбуждением, индуктор которой содержит обмотку возбуждения и элементы магнитопровода - полюсы и ярмо, хотя бы один из элементов магнитопровода с длиной силовой линии магнитного поля ###U8364 выполнен из магнитномягкой стали, имеющей созданную с помощью определенной термообработки коэрцитивную силу Нс, удовлетворяющую условию, при котором остаточная м.д.с. Hc×l составляет не менее 10% м.д.с. холостого хода, соответствующей номинальному напряжению.
На фиг.1 схематически представлены магнитные цепи генераторов: с внешнезамкнутым потоком а), торцевого однопакетного б), торцевого двухпакетного в).
На фиг.2 схематически представлена магнитная цепь машины постоянного тока.
Индуктор машины содержит обмотку возбуждения 1, полюсы 2, ярмо 3.
В первый момент вращения полюсов 2 относительно статора с якорной обмоткой 4 в генераторах, либо вращения якоря относительно полюсов 2 с обмоткой возбуждения 1 в машине постоянного тока в генераторном режиме остаточным магнитным потоком, созданным м.д.с. H c×l, наводится в якорной обмотке 4 напряжение не менее 10% номинальной э.д.с. Оно подается на обмотку возбуждения 1. Протекающий по обмотке возбуждения 1 ток создает магнитный поток, который накладывается на остаточный поток. При соблюдении общеизвестных условий самовозбуждения результирующий увеличенный поток наводит увеличенное напряжение, нарастающее до номинальной величины.
Как известно (Г.Рейнбот. Магнитные материалы и их применение. Ленинград. Энергия. 1974 г. стр.52-55), для получения определенных магнитных свойств материала проводится его термическая обработка. В частности, подбором ее режима возможно получение у магнитномягкого материала свойств, характерных для магнитнотвердых материалов, т.е. получение необходимой коэрцитивной силы Н c.
Элементом магнитопровода с достаточной длиной силовой линии l, выполненным из магнитномягкой стали с коэрцитивной силой Нc, может быть ярмо-корпус 3 машины постоянного тока, либо ярмо-корпус 3 синхронного генератора с внешнезамкнутым потоком, либо ярмо-магнитопровод 3 однопакетного торцевого генератора, либо ярмо-корпус 3 двухпакетного торцевого генератора, либо клювообразные полюсы 2 генераторов.
Сочетание достаточных значений указанных параметров и обеспечивает получение необходимого для самовозбуждения значения м.д.с. Н с×l не менее 10% м.д.с. холостого хода без использования элемента магнитопровода из магнитнотвердого материала.
Отсутствие в магнитной цепи участка с малой магнитной проницаемостью, каким является вставка из магнитнотвердого материала, позволяет уменьшить ток, а, следовательно, и мощность возбуждения машины.
Таким образом, обеспечение надежного самовозбуждения электрической машины без специальных вставок из магнитнотвердого материала уменьшает мощность возбуждения, упрощает конструкцию, повышает технологичность, снижает трудоемкость и
стоимость изготовления электрической машины и, следовательно, решает поставленную задачу.
Предложенное техническое решение может быть использовано в автономных источниках питания, а также может быть рекомендовано к применению в подъемных устройствах с машинами постоянного тока для обеспечения безопасного подъема и опускания грузов как страховочная мера в случае несанкционированного падения груза (например, при обесточивании цепи питания). В этом случае двигатель постоянного тока переходит в генераторный режим. Самовозбуждение обеспечивает нарастание тока возбуждения и поддержание потока в машине и, соответственно, создание тормозного момента, препятствующего свободному падению груза.
Таким способом на предприятии-заявителе ОАО "Электропривод" была решена практическая задача разработки электропривода для быстрого, в течение нескольких секунд, аварийного сброса графитовых стержней в атомный реактор в аварийной ситуации с торможением их в конце падения для обеспечения их целостности и последующего подъема в исходное положение.
Электрическая машина с самовозбуждением, индуктор которой содержит обмотку возбуждения и элементы магнитопровода - полюсы и ярмо, отличающаяся тем, что хотя бы один из элементов магнитопровода с длиной силовой линии магнитного поля l выполнен из магнитномягкой стали, имеющей созданную с помощью термообработки коэрцитивную силу Нс, удовлетворяющую условию, при котором остаточная м.д.с. Hс×l составляет не менее 10% м.д.с. холостого хода.
