генератор переменного тока

Формула изобретения

Генератор переменного тока, содержащий два многополюсных индуктора, полосы которых выполнены из постоянных магнитов с Г-образными наконечниками, состоящими из магнитной и немагнитной частей, закрепленными на упругом элементе, якорь, расположенный в зазоре между индукторами, состоящий из обмотки и магнитопровода, выполненного в виде кольца, имеющего в своем сечении равнобедренную трапецию, большее основание которой обращено к наружной поверхности кольца, а меньшее - к внутренней, отличающийся тем, что на поверхности обмотки в плоскости воздушного зазора в зоне границы с полюсным наконечником установлены датчики Холла.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к электрическим машинам, и может быть использовано в генераторах переменного тока.

Известен генератор переменного тока, который содержит статор с обмоткой якоря, установленный в корпусе, явнополюсный ротор с чередующимися полюсами с полюсными наконечниками из постоянных магнитов и магнитомягкого материала, установленный на магнитомягком ярме, и магнитопровод с обмоткой регулирования, корпус выполнен из магнитомягкого материала и магнитно связан через зазор с магнитопроводом с обмоткой регулирования, размещенным внутри ярма ротора и выполненным с двумя кольцевыми полостями, в которых размещена обмотка регулирования, выполненная из двух частей (А.С. СССР N 1206906, МКИ H 02 K 21/16, 1984).

Также известен тахогенератор постоянного тока, содержащий два индуктора и якорь в виде зубчатого или гладкого магнитопроводящего кольца с обмоткой, индукторы выполнены коаксиальными, якорь размещен в зазоре между индукторами, а внутренний индуктор выполнен подвижным относительно внешнего (А.С. СССР N 681375, Мкл. G 01 P 3/4, 1973).

Кроме того, известен генератор переменного тока, в котором поток создается двумя концентрическими обмотками возбуждения, между которыми находятся два якорных пакета с обмотками на наружных концах. К этим торцам через аксиальные зазоры примыкают две полюсные системы, каждая из которых состоит из внутренней и наружной звездочек. Наружный корпус, расположенный между полюсными системами ротора, и внутренняя втулка выполнены из магнитомягкой стали (Патент РФ N 2036546, МПК⁶ H 02 K 21/14, 1995).

Недостатком этих генераторов являются сложность конструкции, возможность проявления несбалансированных осевых сил магнитного напряжения, а также неоднородного распределения магнитного поля по радиусу из-за несимметрии потоков рассечения с наружной и внутренней цилиндрических поверхностей якоря и отсутствия контроля за состоянием объекта.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является генератор с кольцевым якорем, который содержит два многополюсных индуктора, полюсы которых выполнены из постоянных магнитов с полюсными наконечниками, одноименные полюсы индукторов установлены оппозитно, а якорь расположен в зазоре между индукторами и выполнен в виде кольцевого магнитопровода с обмоткой, полюсные наконечники выполнены в виде Г-образных сегментов, обращенных внутренней торцевой и цилиндрической поверхностями к обмотке якоря, магнитопровод якоря выполнен в виде кольца, образованного вращением равнобедренной трапеции вокруг оси вращения генератора, при этом внешняя цилиндрическая поверхность кольца образована большим основанием.

Недостаток этого генератора - отсутствие контроля за состоянием объекта и малая информативность.

Задача изобретения - получение информационного сигнала о величине выходного напряжения.

Поставленная задача достигается тем, что в генераторе переменного тока, содержащем два многополюсных индуктора, полюсы которых выполнены из постоянных магнитов с Г-образными наконечниками, состоящими из магнитной и немагнитной частей, закрепленных на упругом элементе, якорь, расположенный в зазоре между индукторами, состоящий из обмотки и магнитопровода, выполненного в виде кольца, имеющего в своем сечении равнобедренную трапецию, большее основание которой обращено к наружной поверхности кольца, а меньшее - к внутренней, в отличие от прототипа на поверхности обмотки в плоскости воздушного зазора в зоне границы с полюсным наконечником установлены датчики Холла.

Сущность генератора поясняется чертежом, где изображен генератор в разрезе.

Генератор содержит два многополюсных индуктора 1 и 2 с полюсами 3 и 4 из постоянных магнитов с Г-образными наконечниками, состоящими из двух частей - магнитной 5 и немагнитной 6, закрепленными на упругом элементе 7, расположенными в полюсе 3, 4 и опирающимися цилиндрической поверхностью на элементы скольжения 8. В зазоре между индукторами расположен якорь, состоящий из кольцевого магнитопровода 9, вокруг которого намотана обмотка 10, подсоединенная к выводным проводникам 11, имеющая торцевую 12 и цилиндрическую 13 зоны. В нижней части обмотки 10 расположены датчики Холла 14, выводные концы которых выведены по общему пути с выводами 11.

Генератор переменного тока работает следующим образом.

Индукторы 1 и 2, вращаясь, создают вращающийся магнитный поток, замыкающийся через Г-образные наконечники 5 и 6 и кольцевой неподвижный магнитопровод 9. Поток пересекает проводники обмотки 10 в торцевой 12 и цилиндрической 13 зонах. В результате в проводниках обмотки 10 индуцируется переменная ЭДС вращения. При подключении генератора к нагрузке по проводникам 11 протекает ток. При увеличении частоты вращения индукторов 1 и 2 выше номинальной Г-образные наконечники 5 и 6 под действием центробежных сил начнут свое движение в радиальном направлении, вследствие чего возрастающий пропорционально частоте вращения немагнитный зазор приведет к снижению магнитного потока и уменьшению длины обмотки 10, взаимодействующей с магнитным потоком, и индуцируемая ЭДС сохраняет свое значение номинального режима. При этом при движении Г-образных наконечников и уменьшении магнитного потока уменьшится плотность тока, проходящего через датчик Холла, тем самым уменьшается величина выходного напряжения датчика, следовательно, пропадет информационный сигнал о номинальном режиме работы.

Таким образом, заявляемое техническое решение позволяет обеспечить контроль с помощью датчика за номинальным режимом работы генератора.