Электрический генератор

 

1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР , содержащий двухполюсный магнитопровод статора с охватывающей его обмоткой возбуждения, якорную обмотку, полый ферромагнитный ротор, на наружной и внутренней цилиндрических поверхностях которого выполнена винтовая нарезка четырехугольного профиля с равными шагами и числом заходов, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора путем повыщения частоты выходного напряжения, полюса магнитопровода статора расположены снаружи и изнутри полого ротора, направление винтовых нарезок на цилиндрических поверхностях ротора противоположное, минимальная ширина профиля образованных нарезкой винтовых выступов ротора равна половине шага нарезки и ширине полюсов магнитопровода статора. 2. Генератор по п. 1, отличающийся тем, что профили винтовых выступов ротора выполнены с совпадением их радиальных осей i и с осевым сдвигом относительно осей полюсов магнитопровода статора на четверть шаСЛ га нарезки. О) о оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК g 4 Н 02 К 19/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ HSO6PETEHHF(ia. .

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ В"г, 2б

2б

21

1б 20 е 1 (21) 3714661/24-07 (22) 03.02.84 (46) 23.07.85. Бюл. № 27 (72) С. С. Петров и Я. П. Грейвулис (71) Рижский ордена Трудового Красного

Знамени политехнический институт им. А. Я. Пельше (53) 621.313.323 (088.8) (56) Чиликин М. Г. и Сандлер А. С. Общий курс электропривода. М., Энергоиздат, 1981, с. 533.

Патент ФРГ № 2156274, кл. Н 02 К 19/20, 1972. (54) (57) 1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЛ ГЕНЕРАТОР, содержащий двухполюсный магнитопровод статора с охватывающей его обмоткой возбуждения, якорную обмотку, полый ферромагнитный ротор, на наружной и внутренней цилиндрических поверхностях кото„„яц„„1169093 д рого выполнена винтовая нарезка четырехугольного профиля с равными шагами и числом заходов, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора путем повышения частоты выходного напряжения, полюса магнитопровода статора расположены снаружи и изнутри полого ротора, направление винтовых нарезок на цили ндрических поверхностях ротора противоположное, минимальная ширина профиля образованных нарезкой винтовых выступов ротора равна половине шага нарезки и ширине полюсов магнитопровода статора.

2. Генератор по п. 1, отличающийся тем, что профили винтовых выступов ротора выполнены с совпадением их радиальных осей и с осевым сдвигом относительно осей полю- Е сов магнитопровода статора на четверть шага нарезки.

С:

1169093

Изобретение относится к электрическим машинам, в частности к генераторам малой мощности, и может быть использовано в замкнутых системах электроприводов в качестве датчика частоты вращения.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей генератора путем повышения частоты выходного напряжения.

На фиг. 1 представлен генератор, продольный разрез; на фиг. 2 — сечение активной зоны генератора.

Электрический генератор содержит магнитопровод 1 статора 2, охваченный обмоткой 3 возбуждения и якорными обмотками 4 и 5, расположенными соответственно на его полюсах 6 и 7. Ротор 8 выполнен в виде полого магнитного цилиндра. На наружной поверхности ротора 8 выполнена винтовая нарезка одного направления, например левая, а на его внутренней поверхности выполнена винтовая нарезка противоположного направления, например правая. Величина шага одной нарезки равна величине шага другой нарезки. Обе нарезки поверхности выполнены с равным числом заходов. Профили 9 и 10 нарезок соответственно наружНоН и внутренней поверхностей выполнены четырехугольными, например трапецеидальными, для увеличения амплитуды пульсаций выходного сигнала. Минимальная ширина профилей 11 и 12 выступов 13, образованных нарезкой, выполнена равной половине величины их шага и равна ширине полюсов 6 и 7 магнитопровода 1 статора 2. Наружная поверхность ротора 8 отделена от полюса 6 статора 2 воздушным зазором 14, а внутренняя поверхность ротора 8 отделена от полюса 7 статора 2 воздушным зазором 15.

Полюса 6 и 7 статора 2 расположены один напротив другого. Ротор 8 жестко скреплен с валом 16 посредством кольцевой шайбы 17, выполненной, например, из немагнитного материала. Немагнитный вал 18 жестко соосно скреплен с валом 16 и расположен внутри полого ротора 8. Вал 16 имеет возможность поворота относительно втулки 19 посредством подшипника 20, а немагнитный вал 18 имеет возможность поворота относительно втулки 21 посредством подшипника 22. Подшипниковый щит 23 жестко скреплен с магнитопроводом 1 статора 2 и с подшипниковым щитом 24. Посредством шлицевых выступов 25 и 26, выполненных соответственно на втулках 19 и 21 и расположенных соответственно в шлицах подшипников шитов 23 и 24, последние, а также магнитопровод 1 статора 2, имеют возможность осевого перемещения относительно ротора 8, например, при помощи рукоятки 27 жестко скрепленной с подшипниковым щитом 24.

Электрический генератор работает сле дующим образом.

При питании обмотки 3 возбуждения напряжением постоянного тока возникает магнитное поле, линии которого проходят по магнитопроводу 1 статора 2, попадают в полюс 6, пронизывают воздушный зазор 14, наружную и внутреннюю поверхности полого магнитного ротора 8, пронизывают воздушный зазор 15, полюс 7 и замыкаются по магнитопроводу 1 статора 2. При вращении ротора 8 происходит осевое перемещение профилей 11 и 12 один относительно другого в противоположном направлении, причем смещение каждого из них в осевом направлении на величину t шага резьбы соответствует повороту ротора 8 на угол — —, где

2Я

zz

Zp — число заходов каждой из резьб. При смещении каждого из профилей 11 и 12 относительно предварительно установленного положения (фиг. 2) на величину, равную четверти величины Г шага нарезки, магнитная проводимость на пути магнитного потока минимальна (практически нулевая) по сравнению с магнитной проводимостью стали магнитопровода 1 статора 2 и ротора 8. Смещение профилей 11 и 12 на четверть величины шага нарезки соответствует повороту ротора 8 относительно предварительно установленного положения (фиг. 2) на угол . При перемещении профилей

2Е2

11 и 12 в осевом направлении на половину величины шага нарезки (поворот) ротора на угол — — (магнитная проводимость

Х

Zz магнитному потоку имеет то же значение, что и при положении ротора 8, соответствующем предварительной установке, (фиг. 2), т.е. период изменения магнитной проводимости магнитному потоку соответствует изменению положения ротора 8 при повороте его на угол „,, поэтому при вращении

% ротора с заданйой частотой вращения и в якорных обмотках 4 и 5 наводится ЭДС с частотой f первой гармоники f = — — ", где

3О и — (об мин). При подключении нагрузки по обмоткам 4 и 5 течет ток с частотой =-Ъ"—

Для обеспечения первоначального установочного положения магнитопровода 1 служит рукоятка 27. При осевом смещении магнитопровода 1 обеспечивается также регулировка формы выходного напряжения генератора и частота его.

Предлагаемый генератор при максимально возможном из технологических соображений числе заходов Zq нарезки, выполненной на внутренней цилиндрической поверхности ротора и том же числе заходов Zq нарезки, выполненной на наружной поверхности ротора, заданной частоте вращения и позволяет получить по сравнению с известным увеличенную в два раза частоту первой гармоники тока в якорной обмотке.

Увеличение частоты первой гармоники в два раза позволяет расширить диапазон точного измерения частот вращения при использова1169093

Составитель В. Трегубов

Техред И. Верес Корректор М. Пожо

Тираж 646 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и от крытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Е. Папи

Заказ 4625/50 нии предлагаемого генератора в качестве датчика частоты вращения, что особенно актуально при низких частотах вращения ротора. Кроме того, за счет возможности перемещения магнитопровода статора в осевом направлении достигается и дополнительный эффект — регулирование формы и частоты выходного сигнала, что также расширяет функциональные возможности генератора.