Синхронен алтернатор на магнити. Безчетков синхронен генератор с постоянен магнит

В синхронните машини от този тип се формира постоянно насочено поле на възбуждане с помощта на постоянни магнити. Синхронните машини с постоянни магнити не се нуждаят от възбудител и поради липсата на възбуждане и плъзгащи контактни загуби имат висока ефективност, тяхната надеждност е значително по-висока от тази на конвенционалните синхронни машини, в които въртящата се намотка на възбуждане и четковото устройство често са повредени; в допълнение, те практически не изискват поддръжка през целия си експлоатационен живот.
Постоянните магнити могат да заменят възбуждащата намотка както в конвенционалните многофазни синхронни машини, така и във всички специални версии, които са описани по-горе (еднофазни синхронни машини, синхронни машини с клюн-полюс и индукторни машини).
Синхронните машини с постоянни магнити се различават от техните аналози с електромагнитно възбуждане в дизайна на индукторни магнитни системи. Аналог на ротора на конвенционална синхронна машина с невидими полюси е цилиндричен пръстеновиден магнит, магнетизиран в радиална посока (фиг., 6).

Индуктор магнитни системис цилиндрични и звездовидни магнити;
a - звездообразен магнит без полюсни обувки; b - четириполюсен цилиндричен магнит

Ориз. 2. Ротор с полюси във формата на нокти, възбуден от постоянен магнит:
1 - пръстен постоянен магнит; 2 - диск със система от южни полюси; 3 - диск със системата от северни полюси

Роторът с изпъкнал полюс на конвенционална машина с електромагнитно възбуждане е подобен на ротора със звездообразен магнит на фиг. 1, а, в който магнитът 1 е монтиран на вала 3 с отливка 2 от алуминиева сплав.

В ротор с нокътен полюс (фиг. 2), аксиално магнетизиран пръстеновиден магнит замества пръстеновидната намотка на възбуждане. В противополюсната индукторна машина съгласно фиг. електромагнитното възбуждане може да бъде заменено с магнитно, както е показано на фиг. 3 (вместо три малки зъба във всяка от зоните I-IV има по един зъб във всяка от зоните). Съответен аналог с магнитно възбуждане също е наличен за машина със същия полюс. В този случай постоянният магнит може да бъде под формата на аксиално магнетизиран пръстен, който се вкарва между рамката и крайния екран.

Ориз. 3. Индукторен многополюсен генератор с магнитоелектрично възбуждане:
OYA - намотка на котвата; PM - постоянен магнит
За описание на електромагнитни процеси в синхронни машини с постоянни магнити е доста подходяща теорията на синхронните машини с електромагнитно възбуждане, чиито основи са очертани в предишните глави на раздела. Въпреки това, за да се използва тази теория и да се приложи за изчисляване на характеристиките на синхронна машина с постоянни магнити в генераторен или двигателен режим, е необходимо първо да се определи EMF от кривата на размагнитване на постоянния магнит празен ход E или коефициента на възбуждане r = Ef / U и изчислете индуктивните реактивни съпротивления Xad и X, като вземете предвид влиянието на магнитното съпротивление на магнита, което може да бъде толкова значително, че Xa(1< Xaq.
Машините с постоянни магнити са изобретени в зората на развитието на електромеханиката. Те обаче се използват широко през последните десетилетия във връзка с разработването на нови материали за постоянни магнити с висока специфична магнитна енергия (например магнико или сплави на основата на самарий и кобалт). Синхронни машини с такива магнити по отношение на тяхното тегло и размери и експлоатационни характеристикив определен диапазон от мощности и скорости те могат да се конкурират със синхронни машини с електромагнитно възбуждане.

Мощността на високоскоростните синхронни генератори с постоянни магнити за захранване на бордовата мрежа на самолетите достига десетки киловати. Генераторите и двигателите с постоянен магнит с ниска мощност се използват в самолети, автомобили, трактори, където високата им надеждност е от първостепенно значение. като двигатели ниска мощностте се използват широко в много други области на технологиите. В сравнение с реактивни двигателите имат по-висока стабилност на скоростта, по-добри енергийни характеристики, по-ниски от тях по цена и стартови свойства.
Според начина на стартиране, синхронните двигатели с постоянен магнит с ниска мощност се разделят на двигатели със самозапускане и двигатели с асинхронен старт.
Самостартиращите се двигатели с постоянен магнит с ниска мощност се използват за задвижване на часовникови механизми и различни релета, различни софтуерни устройстваи така нататък. Номиналната мощност на тези двигатели не надвишава няколко вата (обикновено част от вата). За по-лесно стартиране двигателите са многополюсни (p>8) и се захранват от еднофазна мрежа.
В нашата страна такива двигатели се произвеждат в серията DSM, в които за създаване на многополюсно поле се използва конструкция с форма на клюн на статорната магнитна верига и еднофазна намотка на котвата.
Стартирането на тези двигатели се осъществява благодарение на синхронния момент от взаимодействието на пулсиращото поле с постоянните магнити на ротора. За да бъде изстрелването успешно и дясната страна, използвайте специални механични устройства, които позволяват на ротора да се върти само в една посока и го изключват от вала по време на синхронизация
Синхронните двигатели с постоянен магнит с ниска мощност с асинхронен старт се произвеждат с радиално разположение на постоянен магнит и начална намотка с късо съединение и с аксиално разположение на постоянен магнит и начална намотка на късо. Според конструкцията на статора тези двигатели не се различават от машините с електромагнитно възбуждане. Намотката на статора и в двата случая е двуфазна или трифазна. Те се различават само по дизайна на ротора.
В двигател с радиално разположение на магнита и намотка с късо съединение, последният се поставя в жлебовете на ламинираните полюсни части на постоянни магнити.За да се получат приемливи потоци на изтичане, има немагнитни междини между върховете на съседни полюси. Понякога, за да се увеличи механичната якост на ротора, върховете се комбинират с насищащи се мостове в цяло пръстеновидно ядро.
В двигател с аксиално разположение на магнита и късо съединена намотка, част от активната дължина е заета от постоянен магнит, а от другата му част, до магнита, ламинирана магнитна верига с късо съединение намотката е поставена и както постоянният магнит, така и ламинираната магнитна верига са монтирани на общ вал. Поради факта, че двигателите с постоянен магнит остават възбудени по време на стартиране, тяхното стартиране е по-неблагоприятно, отколкото при конвенционалните синхронни двигатели, чието възбуждане е изключено. Това се обяснява с факта, че по време на стартиране, заедно с положителен асинхронен момент от взаимодействието на въртящо се поле с токове, индуцирани в намотка с късо съединение, върху ротора действа отрицателен асинхронен момент от взаимодействието на постоянни магнити с токове, индуцирани от полето на постоянни магнити в намотката на статора.

Полезният модел се отнася до електротехниката, а именно към електрически машини, и се отнася до подобряването на дизайна на крайния тип синхронни генератори, които могат да се използват главно за получаване електрическа енергиявъв вятърни електроцентрали. Конструкцията на генератора съдържа корпус, в който са разположени редуващи се елементи на електромагнитната система (ротор-статор-ротор), направени под формата на дискове, монтирани на неподвижен вал, където статорният диск е твърдо свързан с последния, постоянен магнитите са фиксирани върху дисковете на ротора, а върху диска на статора - намотки, образуващи неговата пръстеновидна намотка с изход на краищата му през аксиален отвор във вала, където корпусът се състои от два щита - преден и заден, монтирани на вала в лагери, предният щит има капак-вал, дисковете на ротора са фиксирани върху горните щитове, дискът на статора е фиксиран върху вала с многолопатни връзки от двете страни, където всяка лопатка е поставена в технологичната междина между електрическите бобини . Предимствата на този генератор са: по-малки, в сравнение с известни машини от същия тип със същите мощностни, тегловни и габаритни показатели; надеждност при работа; лекота на производство; висока ефективност; технологичност на монтаж-демонтаж на генератора и неговата ремонтопригодност; възможността за извършване на всякакви размери поради закрепването на сърцевината на статора върху фиксиран вал с връзки с много остриета от двете страни.

Полезният модел се отнася до електротехниката, а именно до електрическите машини, и се отнася до подобряването на дизайна на крайни синхронни генератори, които могат да се използват предимно за генериране на електрическа енергия във вятърни турбини.

Известен е синхронен електрически генератор с възбуждане от постоянни магнити, изработен от краен тип, съдържащ статор, състоящ се от две части с пръстеновидни магнитни ядра, разположени коаксиално и успоредно един на друг, между които е разположен роторът.

В използваната конструкция роторът е направен под формата на диск, върху който от двете страни са фиксирани постоянни магнити, в резултат на което те могат да се ремагнетизират от едната страна към другата, което води до намаляване на характеристиките на постоянни магнити и, следователно, намаляване на ефективността на генератора.

Най-близо до претендирания обект е краен синхронен електрически генератор с възбуждане от постоянни магнити, съдържащ два ротора с постоянни магнити и статор между тях с намотки, положени в радиални жлебове, разположени на крайната повърхност на статора.

Поставянето на бобините в прорезите намалява работната междина, което може да доведе до залепване на сърцевината на статора с постоянен магнит, в резултат на което генераторът става

неработоспособен. Използването на слотове води до появата на нежелани хармонични компоненти на токове, индукция в пролуката и следователно до увеличаване на загубите и съответно до намаляване на ефективността на генератора. Дисковите ротори са свързани помежду си чрез захранващи щифтове, което намалява твърдостта и надеждността на конструкцията.

Техническият резултат от предложеното решение, като полезен модел, е да се елиминира възможното залепване на сърцевината на статора с постоянни магнити, което ще осигури гарантирана работа на генератора и ще намали загубите и следователно ще увеличи ефективността чрез използването на пръстеновидна статорна намотка. Този моделима по-твърда структура поради връзката на роторите един с друг чрез закрепването им към корпуса на генератора, което повишава неговата надеждност. Ядрото на статора е фиксирано върху неподвижен вал с многолопатни връзки от двете страни, което води до намаляване на параметрите на теглото и размерите на крайния синхронен електрически генератор с възбуждане от постоянни магнити и дава възможност да се направи генератор с достатъчно големи вътрешни и външни диаметри. Предложеният модел дава възможност да се гарантира технологичността на монтажа и демонтажа на генератора и неговата ремонтопригодност.

Полезният модел предполага наличието на корпус, в който са разположени редуващи се елементи на електромагнитната система (ротор-статор-ротор), които са направени под формата на дискове и са монтирани на неподвижен вал. В този случай статорът е твърдо свързан с последния. Постоянните магнити са фиксирани върху дисковете на ротора, а намотките са фиксирани върху диска на статора, образувайки неговата пръстеновидна намотка с изхода на краищата през аксиалния отвор на вала. Корпусът се състои от два щита - преден и заден, монтирани на вала в

лагери. Предният щит има капак на вала. Роторните дискове са фиксирани върху горните щитове, а статорният диск е фиксиран върху вала чрез многолопатни връзки от двете страни, като всяка лопатка е поставена в технологичната междина между електрическите намотки.

Фигура 1 показва генератора в надлъжен разрез; фигура 2 - статор (изглед отпред).

Генераторът се състои от статор 1 и два ротора 2. Ядрото на статора е направено под формата на диск, получен чрез навиване на лента от електротехническа стомана върху дорник, чийто външен диаметър е равен на вътрешния диаметър на статора. Сърцевината е фиксирана между многолопатковите връзки 3 от двете страни. Всяка лопатка е поставена в технологичната междина между намотките 4 на пръстеновидната намотка. Връзките с много остриета са закрепени заедно. Техните основи са направени под формата на втулки, които са монтирани върху неподвижен вал 5. За да се предотврати възможно въртене на статора, връзките са фиксирани с ключ 6. За да се елиминира аксиалното движение на статора, една връзка с много остриета се притиска към рамото на вала, а другият се затяга със стоманена втулка 7, завинтена към вала около обиколката с три болта. Валът има аксиален отвор, през който краищата на намотката се извеждат към клемната кутия.

Сърцевините на роторите са изработени от конструкционна стомана, подобно на сърцевината на статора, под формата на дискове, чиято ширина е равна на дължината на постоянния магнит 8. Постоянните магнити са пръстеновидни сектори и са залепени към сърцевината. Ширината на магнитите е равна на ширината на намотките на статора и е близка до стойността на полюсното деление. Размерите им са ограничени само от ширината на лопатката, поставена между намотките на статорната намотка. Прикрепени ядра

винтове със скрита глава към вътрелагерни щитове 9 и 10. Използването на вдлъбнати винтове намалява нивото на шума по време на работа на генератора. Щитовете са изработени от алуминиева сплав. Те също са свързани помежду си с вдлъбнати винтове - един от щитовете има специални вдлъбнатини, в които са притиснати стоманени гайки (за укрепване на връзката, тъй като алуминият - мек материал), в който вече са завинтени винтовете. В щитовете са монтирани лагери 11 с постоянно напълнена грес и две защитни шайби. Лагерният щит 9 има капак на вала 12 от стомана. Той изпълнява две функции в този генератор: а) затваря лагера; б) получава въртенето на задвижването. Капакът на вала е закрепен към лагерния щит с 9 болта от вътрешната му страна.

Работата на този генератор се осъществява по следния начин: задвижването предава въртящ момент през капака на вала 12 към цялото тяло, в резултат на което роторите започват да се въртят. Принципът на работа на този генератор е подобен на принципа на работа на известните синхронни генератори: когато роторите 2 се въртят, магнитното поле на постоянните магнити пресича завоите на намотката на статора, променяйки се както по абсолютна стойност, така и по посока, и индуцира в тях променлива електродвижеща сила. Бобините на намотките са свързани последователно по такъв начин, че техните електродвижещи сили се сумират. Генерираното напрежение се взема от изходните краища на намотката, които отиват към клемната кутия през аксиалния отвор на вала 5.

Този дизайн на генератора ви позволява да елиминирате възможното залепване на сърцевината на статора с постоянни магнити и следователно да осигурите гарантирана работа на генератора; дава

способността да се намалят пулсациите и повърхностните загуби в стоманата поради използването на сърцевина без прорези и пръстеновидна статорна намотка, в резултат на което ефективността се увеличава. Също така дава възможност да се повиши надеждността на генератора поради използването на по-твърда конструкция (свързване на роторите един към друг чрез закрепването им към корпуса на генератора), за намаляване на показателите за тегло и размер при същата мощност и направете генератор с всякакъв размер, като прикрепите сърцевината на статора към фиксиран вал с връзки с много остриета от двете страни. Предложеният модел дава възможност да се гарантира технологичността на монтажа и демонтажа на генератора и неговата ремонтопригодност.

Краен синхронен електрически генератор с възбуждане от постоянни магнити, съдържащ корпус, в който са разположени редуващи се елементи на електромагнитната система (ротор - статор - ротор), направени под формата на дискове, монтирани на неподвижен вал, където дискът на статора е твърдо свързан към последния, върху магнитите на дисковете на ротора са фиксирани константи, а върху диска на статора има намотки, образуващи неговата пръстеновидна намотка с краища, излизащи през аксиален отвор във вала, характеризиращ се с това, че корпусът се състои от два щита - преден и заден, монтиран на вала в лагери, предният щит има капак на вала, дисковете на ротора са фиксирани върху горните щитове, дискът на статора е фиксиран върху вала чрез връзки с много лопатки от двете страни, където е поставена всяка лопатка в технологичната междина между електрическите намотки.

Дмитрий Левкин

Основната разлика между синхронния двигател с постоянен магнит (PMSM) е роторът. Проведени проучвания показват, че PMSM има около 2% повече от висока ефективност (IE3) асинхронен електродвигател, при условие че статорът е със същата конструкция и същият се използва за управление. В същото време синхронните електродвигатели с постоянни магнити в сравнение с други електродвигатели имат най-добри показатели: мощност / обем, момент / инерция и др.

Структура и видове синхронни двигатели с постоянен магнит

Синхронният двигател с постоянен магнит, както всеки двигател, се състои от ротор и статор. Статорът е неподвижната част, роторът е въртящата се част.

Обикновено роторът се намира вътре в статора на електродвигателя, има и конструкции с външен ротор - електродвигатели с обратен тип.

Конструкции на синхронен двигател с постоянен магнит: отляво - стандартно, отдясно - обърнато.

Роторсе състои от постоянни магнити. Като постоянни магнити се използват материали с висока коерцитивна сила.

Според конструкцията на ротора синхронните двигатели се разделят на:

Електрически двигател с имплицитни полюси има еднаква индуктивност по надлъжната и напречната ос L d \u003d L q, докато за електродвигател с ясно изразени полюси напречната индуктивност не е равна на надлъжната L q ≠ L d .

Напречно сечение на ротори с различно отношение Ld/Lq. Магнитите са показани в черно. Фигури e, f показват аксиално наслоени ротори, фигури c и h показват ротори с бариери.

Също така, според дизайна на ротора, SDPM се разделят на:
• синхронен двигател повърхностен монтажпостоянни магнити
  (Английски SPMSM - повърхностен синхронен двигател с постоянен магнит) ;
• синхронен двигател с вграден(вградени) магнити
  (Английски IPMSM - вътрешен синхронен двигател с постоянен магнит).

ротор на синхронен двигател c повърхностен монтажпостоянни магнити

Ротор на синхронен двигател с вградени магнити

статорсе състои от тяло и сърцевина с намотка. Най-често срещаните конструкции с дву- и трифазна намотка.

В зависимост от конструкцията на статора, синхронният двигател с постоянен магнит може да бъде:
• с разпределена намотка;
• с концентрирана намотка.

Разпределенинаричаме такава намотка, в която броят на слотовете на полюс и фаза Q = 2, 3, ...., k.

Фокусиранте наричат ​​такава намотка, в която броят на слотовете на полюс и фаза Q \u003d 1. В този случай слотовете са равномерно разположени около обиколката на статора. Двете намотки, образуващи намотката, могат да бъдат свързани последователно или паралелно. Основният недостатък на такива намотки е невъзможността да се повлияе на формата на кривата на ЕМП.

Схема на трифазна разпределена намотка

Схема на трифазна групирана намотка

Форма на обратната емфелектрическият двигател може да бъде:
• трапецовидна;
• синусоидален.

Формата на кривата на ЕМП в проводника се определя от кривата на разпределение на магнитната индукция в междината по обиколката на статора.

Известно е, че магнитната индукция в междината под ясно изразения полюс на ротора има трапецовидна форма. ЕМП, индуцирана в проводника, има същата форма. Ако е необходимо да се създаде синусоидална ЕМП, тогава полюсните накрайници се оформят по такъв начин, че кривата на разпределение на индукция да бъде близка до синусоидална. Това се улеснява от скосовете на полюсните части на ротора.

Принципът на работа на синхронния двигател се основава на взаимодействието на статора и постоянното магнитно поле на ротора.

Бягай

Спри се

Въртящо се магнитно поле на синхронен двигател

Магнитното поле на ротора, взаимодействащо със синхронния променлив ток на намотките на статора, създава, карайки ротора да се върти ().

Постоянните магнити, разположени на ротора PMSM, създават постоянно магнитно поле. При синхронна скорост на въртене на ротора със статорното поле, полюсите на ротора се зацепват с въртящото се магнитно полестатор. В тази връзка PMSM не може да се стартира сам, когато е свързан директно към мрежа с трифазен ток (честотата на тока в мрежата е 50 Hz).

Управление на синхронен двигател с постоянен магнит

Синхронният двигател с постоянен магнит изисква система за управление, като например серво задвижване. В същото време има голям бройметоди за управление, реализирани от системи за управление. Избор най-добрия начинуправление, зависи главно от задачата, която е поставена за електрическото задвижване. Основните методи за управление на синхронен двигател с постоянен магнит са показани в таблицата по-долу.

Популярни начини за управление на синхронен двигател с постоянен магнит

За решаване на прости проблеми обикновено се използва трапецовидно управление от сензори на Хол (например компютърни вентилатори). За приложения, които изискват максимална производителност от задвижването, обикновено се избира управление, ориентирано към полето.

Трапецовидно управление

Един от най-простите методи за управление на синхронен двигател с постоянен магнит е трапецовидно управление. Трапецовидният контрол се използва за управление на PMSM с трапецовидна обратна ЕМП. В същото време този метод също ви позволява да управлявате PMSM със синусоидална обратна ЕМП, но тогава средният въртящ момент на електрическото задвижване ще бъде по-нисък с 5%, а пулсацията на въртящия момент ще бъде 14% от максималната стойност. Има трапецовидно управление без обратна връзка и с обратна връзка за положението на ротора.

контрол няма обратна връзкане е оптимален и може да доведе до излизане на PMSM от синхрон, т.е. до загуба на контрол.

контрол с обратна връзкамогат да бъдат разделени на:
• трапецовидно управление чрез датчик за положение (обикновено чрез сензори на Хол);
• трапецовидно управление без енкодер (безсензорно трапецовидно управление).

Като сензор за положение на ротора при трапецовидно управление на трифазен PMSM обикновено се използват три сензора на Хол, вградени в електродвигателя, които ви позволяват да определите ъгъла с точност от ±30 градуса. С това управление векторът на статорния ток заема само шест позиции за електрически период, което води до вълни на въртящия момент на изхода.

Има два начина за определяне на позицията на ротора:
• чрез датчик за положение;
• безсензорни - чрез изчисляване на ъгъла в реално време от системата за управление въз основа на наличната информация.

Полево ориентирано управление на PMSM чрез датчик за положение

Следните типове сензори се използват като сензор за ъгъл:
• индуктивни: синус-косинус въртящ се трансформатор (SKVT), редуктозин, индуктозин и др.;
• оптичен;
• магнитни: магниторезистивни сензори.

Полево ориентирано управление на PMSM без енкодер

Поради бързото развитие на микропроцесорите от 1970 г. насам започнаха да се разработват безсензорни векторни методи за управление на безчетков AC. Първите методи за откриване на ъгъл без сензор се основават на свойството на електрически мотор да генерира обратно ЕМП по време на въртене. Обратната ЕМП на двигателя съдържа информация за позицията на ротора, така че чрез изчисляване на стойността на обратната ЕМП в неподвижна координатна система можете да изчислите позицията на ротора. Но когато роторът не се движи, няма обратно ЕМП, а при ниски скорости обратното ЕМП има малка амплитуда, която е трудно да се различи от шума, така че този метод не е подходящ за определяне на позицията на ротора на двигателя при ниски скорости.

Има две общи опции за стартиране на PSDM:
• скаларно задействане - задействане по предварително определена характеристика на напрежението спрямо честотата. Но скаларното управление значително ограничава възможностите на системата за управление и параметрите на електрическото задвижване като цяло;
• - работи само с PMSM, при които роторът е с ясно изразени полюси.

В момента е възможно само за двигатели с ротор с ясно изразени полюси.

Изобретението се отнася до областта на електротехниката и електротехниката, по-специално до синхронни генератори с възбуждане от постоянни магнити. Техническият резултат е разширяване на работните параметри на синхронния генератор чрез осигуряване на възможност за регулиране както на неговата активна мощност, така и на изходното променливо напрежение, както и осигуряване на възможност за използването му като източник на заваръчен ток при извършване на електродъгово заваряване в различни режими. Синхронният генератор с възбуждане от постоянни магнити съдържа лагерен възел на статора с опорни лагери (1, 2, 3, 4), върху който е монтирана група от пръстеновидни магнитни вериги (5) с полюсни издатини по периферията, оборудвани с електрически бобини (6), поставени върху тях с многофазни анкерни намотки (7) и (8) на статора, монтирани върху опорния вал (9) с възможност за въртене в опорните лагери (1, 2, 3, 4) около лагерният възел на статора, група от пръстеновидни ротори (10) с пръстеновидни ротори, монтирани на вътрешните странични стени магнитни вложки (11) с магнитни полюси, редуващи се в периферна посока от p-двойки, покриващи полюсните издатини с електрически бобини (6) на котвените намотки (7, 8) на пръстеновидната статорна магнитна верига. Лагерният възел на статора е направен от група идентични модули. Модулите на статорния лагерен възел са монтирани с възможност за въртене един спрямо друг около оста, бор с опорен вал (9) и са оборудвани с кинематично свързано с тях задвижване за ъглово въртене спрямо всеки друго, а фазите на анкерните намотки на споменатите модули със същото име са свързани помежду си, образувайки общи фазинамотка на котвата на статора. 5 з.п. f-ly, 3 ил.

Чертежи към RF патент 2273942

Изобретението се отнася до областта на електротехниката, по-специално до синхронни генератори с възбуждане от постоянни магнити, и може да се използва в автономни източници на енергия на автомобили, лодки, както и в автономни захранвания за потребители с променлив ток както на стандартни промишлени честота и повишена честота и в автономни електроцентрали като източник на заваръчен ток за електродъгово заваряване в полеви условия.

Известен синхронен генератор с възбуждане от постоянни магнити, съдържащ статорен носещ възел с опорни лагери, върху който е монтирана пръстеновидна магнитна верига с полюсни изпъкналости по периферията, оборудвани с електрически намотки, поставени върху тях с арматурна статорна намотка, а също и монтирани на опорен вал за въртене в споменатите опорни лагери, ротор с постоянни възбуждащи магнити (виж, например, А. И. Волдек, "Електрически машини", изд. Енергия, Ленинградски филиал, 1974 г., стр. 794).

Недостатъците на известния синхронен генератор са значителният разход на метал и големите размери поради значителния разход на метал и размерите на масивната цилиндрична форма на ротора, изработени с постоянни възбуждащи магнити от твърди магнитни сплави (като alni, alnico, magnico и др. .).

Известен е също синхронен генератор с възбуждане от постоянни магнити, съдържащ статорен лагерен възел с опорни лагери, върху който е монтирана пръстеновидна магнитна верига с полюсни издатини по периферията, снабдена с електрически намотки, поставени върху тях с арматурна статорна намотка, пръстеновиден ротор, монтиран за въртене около пръстеновидната статорна магнитна верига с пръстеновидна магнитна вложка, монтирана на вътрешната странична стена с магнитни полюси, редуващи се в периферна посока, покриващи полюсните издатини с електрически намотки на намотката на котвата на определената пръстеновидна статорна магнитна верига ( вижте например RF патент № 2141716, клас N 02 K 21/12 съгласно заявка № 4831043/09 от 2 март 1988 г.).

Недостатък на известния синхронен генератор с възбуждане от постоянни магнити са тесните работни параметри поради липсата на възможност за управление на активната мощност на синхронния генератор, тъй като в конструкцията на този синхронен индукторен генератор няма възможност за бърза промяна стойността на общата сума магнитен потоксъздадени от отделни постоянни магнити на определената пръстеновидна магнитна вложка.

Най-близкият аналог (прототип) е синхронен генератор с възбуждане от постоянни магнити, съдържащ статорен лагерен възел с опорни лагери, върху който е монтирана пръстеновидна магнитна верига с полюсни издатини по периферията, оборудвани с електрически намотки, поставени върху тях с множество -фазова арматурна намотка на статора, монтирана на опорен вал с възможност за въртене в споменатите опорни лагери около пръстеновидната статорна магнитна верига; RF No 2069441, клас H 02 K 21/22 съгласно заявка No 4894702/07 от 01.06.1990 г.).

Недостатъкът на известния синхронен генератор с възбуждане от постоянни магнити също е тесните работни параметри, дължащи се както на невъзможността да се контролира активната мощност на синхронния индукторен генератор, така и на невъзможността да се контролира величината на изходното променливо напрежение, което го прави трудно да се използва като източник на заваръчен ток при дъгова заварка (в дизайна на добре познатия синхронен генератор няма възможност за бърза промяна на големината на общия магнитен поток на отделни постоянни магнити, които образуват пръстеновидна магнитна вложка помежду си).

Целта на настоящото изобретение е да разшири работните параметри на синхронен генератор чрез осигуряване на възможност за регулиране както на активната му мощност, така и на възможността за регулиране на променливотоковото напрежение, както и осигуряване на възможност за използването му като източник на заваръчен ток при провеждане на електродъгово заваряване в различни режими.

Тази цел се постига с факта, че синхронен генератор с възбуждане от постоянни магнити, съдържащ статорен лагерен възел с опорни лагери, върху който е монтирана пръстеновидна магнитна верига с полюсни издатини по периферията, оборудвани с електрически бобини, поставени върху тях с многофазна арматурна намотка на статора, монтирана на опорен вал с възможност за въртене в споменатите опорни лагери около пръстеновидния магнитопровод на статора; статорът е съставен от група идентични модули с посочения пръстеновиден магнитопровод и пръстеновиден ротор, монтирани на един опорен вал с възможност за въртенето им една спрямо друга около ос, коаксиална на опорния вал, и оборудвани с кинематично свързано задвижване за ъгловото им въртене една спрямо друга, както и фазите на намотките на котвата в модулите на статорния лагерен възел са свързани помежду си, образувайки общите фази на намотката на статорната котва.

Допълнителна разлика на предложения синхронен генератор с възбуждане от постоянни магнити е, че същите магнитни полюси на пръстеновидните магнитни вложки на пръстеновидните ротори в съседни модули на статорния носещ възел са разположени конгруентно един спрямо друг в същите радиални равнини, а фазовите краища на намотката на котвата в един модул на статорния носещ възел са свързани към началото на едноименните фази на намотката на котвата в друг съседен модул на статорния носещ блок, образувайки във връзка една с друга общите фази на статора намотка на котвата.

В допълнение, всеки от модулите на лагерния възел на статора включва пръстеновидна втулка с външен упорен фланец и втулка с централен отвор в края, а пръстеновидният ротор във всеки от модулите на статорния носещ възел включва пръстеновидна обвивка с вътрешен упорен фланец, в който е монтирана споменатата съответна пръстеновидна магнитна вложка. , при което споменатите пръстеновидни втулки на модулите на статорния лагерен възел са свързани чрез тяхната вътрешна цилиндрична странична стена с един от споменатите опорни лагери, другият от които са свързани със стените на централните отвори в краищата на посочените съответни чаши, пръстеновидните черупки на пръстеновидния ротор са свързани твърдо към опорния вал посредством закрепващи елементи, а пръстеновидната магнитна верига в съответния модул на статора лагерният възел е монтиран върху посочената пръстеновидна втулка, здраво закрепена чрез външния си упорен фланец към страничната цилиндрична стена на чашата и образувайки заедно с последната пръстеновидна кухина, в която е посочената съответна пръстеновидна магнитна верига с електрически намотки на е поставена съответната намотка на котвата на статора. Допълнителна разлика на предложения синхронен генератор с възбуждане от постоянни магнити е, че всяка от закрепващите единици, свързващи пръстеновидната обвивка на пръстеновидния ротор с опорния вал, включва главина, монтирана на опорния вал с фланец, здраво закрепен към вътрешния упорен фланец на съответната пръстеновидна обвивка.

Допълнителна разлика на предложения синхронен генератор с възбуждане от постоянни магнити е, че задвижването за ъглово въртене на модулите на статорния носещ възел един спрямо друг се монтира посредством опорен възел върху модулите на статорния носещ възел.

В допълнение, задвижването за ъглово въртене един спрямо друг на модулите на статорния лагерен възел е направено под формата на винтов механизъм с водещ винт и гайка, а опорният възел за ъгловото завъртане на секциите на носещият възел на статора включва опорно ухо, фиксирано върху една от споменатите чаши, и опорна греда върху другата чаша. , докато водещият винт е шарнирно свързан чрез двустепенна панта в единия край през ос, успоредна на оста на споменатият опорен вал, с определената носеща щанга, направена с направляващ процеп, разположен по дъгата на окръжността, а гайката на винтовия механизъм е шарнирно свързана в единия край с споменатото ухо, е направена в другия край с опашка, преминала през направляващ слот в носещата щанга и оборудвана със заключващ елемент.

Същността на изобретението е илюстрирана с чертежи.

Фигура 1 показва общ изглед на предложения синхронен генератор с възбуждане от постоянни магнити в надлъжен разрез;

Фигура 2 - изглед А на фигура 1;

Фигура 3 показва схематично веригата на магнитно възбуждане на синхронен генератор в изпълнение с трифазни електрически вериги на намотките на котвата на статора в първоначалното първоначално положение (без ъглово изместване на съответните фази със същото име в модулите на статорния носач единица) за броя на двойките полюси на статора p=8;

Фигура 4 - същото, с фази на три фази електрически веригианкерни намотки на статора, разположени една спрямо друга в ъглово положение под ъгъл, равен на 360 / 2p градуса;

Фигура 5 показва опцията електрическа веригавръзки на анкерните намотки на статора на синхронния генератор с връзката на фазите на генератора със звезда и последователното свързване на същите фази в общите фази, образувани от тях;

Фигура 6 показва друга версия на електрическата верига за свързване на намотките на котвата на статора на синхронен генератор със свързването на фазите на генератора в триъгълник и последователното свързване на същите фази в общите фази, образувани от тях;

Фигура 7 показва схематична векторна диаграма на промяната в величината на фазовите напрежения на синхронен генератор с ъглово завъртане на съответните едноименни фази на намотките на котвата на статора (съответно модулите на носещия блок на статора) при подходящия ъгъл и когато тези фази са свързани по схемата "звезда";

Фигура 8 - същото, при свързване на фазите на анкерните намотки на статора по схемата "триъгълник";

Фигура 9 показва диаграма с графика на зависимостта на изходното линейно напрежение на синхронен генератор от геометричния ъгъл на въртене на същите фази на намотките на котвата на статора с намаляване на съответния електрически ъгъл на въртене на напрежението вектор във фазата за свързване на фазите по схемата "звезда";

Фигура 10 показва диаграма с графика на зависимостта на изходното линейно напрежение на синхронен генератор от геометричния ъгъл на въртене на същите фази на намотките на котвата на статора с намаляване на съответния електрически ъгъл на въртене на напрежението вектор във фазата за свързване на фазите по схемата "триъгълник".

Синхронният генератор с възбуждане от постоянни магнити съдържа лагерен възел на статора с опорни лагери 1, 2, 3, 4, върху който е монтирана група от еднакви пръстеновидни магнитни ядра 5 (например под формата на монолитни дискове, изработени от прахов композит магнитно мек материал) с полюсни издатини по периферията, снабдени с електрически намотки 6, поставени върху тях с многофазни (например трифазни и обикновено m-фазни) котвени намотки 7, 8 на статора, монтирани върху опората вал 9 с възможност за въртене в споменатите опорни лагери 1, 2, 3, 4 около статора на лагерния възел, група от еднакви пръстеновидни ротори 10, с пръстеновидни магнитни вложки 11, монтирани на вътрешните странични стени (например в форма на монолитни магнитни пръстени, изработени от прахообразен магнитоанизотропен материал) с магнитни полюси, редуващи се в периферна посока от p-двойки (в тази версия на генератора броят на двойките p магнитни полюси е равен на 8), покривайки полюсните издатини с електрически намотки 6 на арматурните намотки 7, 8 на споменатите пръстеновидни магнитни сърцевини 5 на статора. Лагерният възел на статора е направен от група идентични модули, всеки от които включва пръстеновидна втулка 12 с външен упорен фланец 13 и чаша 14 с централен отвор "а" в края 15 и със странична цилиндрична стена 16. Всеки от пръстеновидните ротори 10 включва пръстеновидна обвивка 17 с вътрешен упорен фланец 18. Пръстенообразните втулки 12 на модулите на статорния лагерен възел са свързани с тяхната вътрешна цилиндрична странична стена с един от споменатите опорни лагери (с опорни лагери 1, 3), другият от които (опорни лагери 2, 4) са свързани със стените на централните отвори "а" в краищата 15 на посочените съответни чаши 14. Пръстенообразните черупки 17 на пръстеновидните ротори 10 са твърдо свързани към опорният вал 9 с помощта на крепежни елементи и всяка от пръстеновидните магнитни вериги 5 в съответния модул на статорния лагерен възел е монтирана върху определената пръстеновидна втулка 12, здраво закрепена с външния си упорен фланец 13 със странична цилиндрична стена 16 на чашата 14 и образувайки заедно с последната пръстеновидна кухина "b", в която е поставена посочената съответна пръстеновидна магнитна верига 5 с електрически намотки 6 на съответната намотка на котвата (намотки на котвата 7, 8) на статора. Модулите на лагерния възел на статора (пръстеновидни втулки 12 с втулки 14, които образуват тези модули) са монтирани с възможност за тяхното въртене един спрямо друг около ос, коаксиална с опорния вал 9, и са оборудвани с кинематично свързан задвижване за ъгловото им завъртане един спрямо друг, монтирани посредством опорния възел върху модулите на статорния лагерен възел. Всеки от крепежните елементи, свързващи пръстеновидната обвивка 17 на съответния пръстеновиден ротор 10 с опорния вал 9, включва главина 19, монтирана върху опорния вал 9 с фланец 20, здраво закрепен към вътрешния упорен фланец 18 на съответната пръстеновидна обвивка 17. задвижването за ъглово въртене на модулите на статорния лагер е различно един спрямо друг в представеното частно изпълнение е направено под формата на винтов механизъм с водещ винт 21 и гайка 22, а опорният възел на задвижването за ъгловото завъртане на секциите на лагерния възел на статора включва опорно ухо 23, фиксирано върху една от споменатите чаши 14, а върху другата чаша 14 опорна греда 24. Водещият винт 21 е шарнирно свързан с двустепенна панта ( шарнир с две степени на свобода) с единия край "c" посредством ос 25, успоредна на оста O-O1 на споменатия опорен вал 9, с определената опорна греда 24, направена с разположен направляващ процеп "g" по дъгата на окръжност ", а гайката 22 на винтовия механизъм е шарнирно свързана в единия край със споменатия опорен ухо 23, в другия край е направена с опашка 26, прекарана през направляващия слот "g" в опорна щанга 24 и е снабдена със заключващ елемент 27 (контрагайка). В края на гайката 22, шарнирно свързана с опорното ухо 23, има допълнителен заключващ елемент 28 (допълнителна заключваща гайка). Опорният вал 9 е оборудван с вентилатори 29 и 30 за охлаждане на намотките на котвата 7, 8 на статора, едната от които (29) е разположена в единия край на опорния вал 9, а другата (30) е поставена между секции на статорния лагерен възел и монтирани на опорния вал 9. втулките 12 на секциите на статорния лагерен възел са направени с вентилационни отвори "d" на външните напорни фланци 13 за преминаване на въздушния поток в съответните пръстеновидни кухини "b ", образуван от пръстеновидните втулки 12 и чашите 14, и по този начин охлаждайки анкерните намотки 7 и 8, поставени в електрически намотки 6 върху полюсните издатини на пръстеновидните магнитни сърцевини 5. В края на опорния вал 9, върху който вентилаторът 29 е монтирана ремъчна шайба 31 за задвижване на пръстеновидните ротори 10 на синхронния генератор. Вентилаторът 29 е фиксиран директно върху шайбата на клиновия ремък 31. В другия край на водещия винт 21 на винтовия механизъм е монтирана дръжка 32 за ръчно управление на винтовия механизъм на задвижването за ъглово завъртане на модулите на статорния лагерен възел един спрямо друг. Фазите със същото име (A1, B1, C1 и A2, B2, C2) на намотките на котвата в пръстеновидните магнитни вериги 5 модула на носещия блок на статора са свързани помежду си, образувайки общи фази на генератора (свързване на същите фази в общ изгледкакто сериен, така и паралелен, както и съставен). Едноименните магнитни полюси ("север" и, съответно, "юг") на пръстеновидните магнитни вложки 11 на пръстеновидните ротори 10 в съседни модули на лагерния възел на статора са съвпадащи един с друг в същите радиални равнини. В представеното изпълнение краищата на фазите (A1, B1, C1) на намотката на котвата (намотка 7) в пръстеновидната магнитна верига 5 на един модул на носещия блок на статора са свързани към началото на същите фази (A2 , B2, C2) на намотката на котвата (намотка 8) в съседен друг модулен лагерен възел на статора, образувайки последователно връзка между тях общите фази на намотката на статора на котвата.

Синхронен генератор с възбуждане от постоянни магнити работи по следния начин.

От задвижването (например от двигателя вътрешно горене, главно дизелово гориво, не е показано на чертежа) през шайбата 31 на предаването с клиновиден ремък, въртеливото движение се предава на опорния вал 9 с пръстеновидни ротори 10. Когато пръстеновидните ротори 10 (пръстенообразни черупки 17) се въртят с пръстеновиден магнит вложки 11 (например монолитни магнитни пръстени, изработени от прахообразен магнитоанизотропен материал) се създават въртящи се магнитни потоци, проникващи през въздушната пръстеновидна междина между пръстеновидните магнитни вложки 11 и пръстеновидните магнитни вериги 5 (например монолитни дискове, изработени от прахообразен композит, магнитно мек материал) на модулите на носещия възел на статора, както и проникване в радиалните полюсни издатини (не са показани конвенционално на чертежа) на пръстеновидните магнитни вериги 5. По време на въртенето на пръстеновидните ротори 10, променливото преминаване на "северния " и "южните" редуващи се магнитни полюси на пръстеновидните магнитни вложки 11 също се извършват върху радиалните полюсни издатини на пръстеновидните магнитни вериги 5 на модулите на статорния носещ възел, причинявайки пулсации на въртящия се магнитен поток както по големина, така и по посока в радиалните полюсни издатини на тези пръстеновидни магнитни сърцевини 5. В този случай променливи електродвижещи сили (EMF) се индуцират в намотките на котвата 7 и 8 на статора с взаимно фазово изместване във всяка от m-фазните намотки на котвата 7 и 8 под ъгъл, равен на 360/m електрически градуса, а за представените трифазни анкерни намотки 7 и 8 в техните фази (A1, B1, C1 и A2, B2, C2) се индуцират синусоидални редуващи се електродвижещи сили (ЕМС). с фазово изместване помежду си под ъгъл от 120 градуса и с честота, равна на произведението на броя на двойките (p) магнитни полюси в пръстеновидната магнитна вложка 11 и скоростта на въртене на пръстеновидните ротори 10 (за броя на двойки магнитни полюси p=8 се индуцират редуващи се ЕМП с предимно повишена честота, например с честота 400 Hz). Променлив ток (например трифазен или като цяло m-фазен), протичащ през обща намотка на котвата на статора, образувана от горната връзка между същите фази (A1, B1, C1 и A2, B2, C2) на намотките на котвата 7 и 8 в съседни пръстеновидни магнитни ядра 5, се подава към изходните съединители за електрическо захранване (не са показани на чертежа) за свързване на AC приемници на електрическа енергия (например за свързване на електрически двигатели, електрически инструменти, електрически помпи, отоплителни уреди , както и за свързване на електрозаваръчно оборудване и др.). В представеното изпълнение на синхронния генератор изходното фазово напрежение (Uf) в общата намотка на котвата на статора (формирана от съответната гореспомената връзка между същите фази на намотките на котвата 7 и 8 в пръстенните магнитни вериги 5) в първоначалното първоначално положение на модулите на статорния лагерен възел (без ъглово изместване на всеки един спрямо друг от тези модули на статорния носещ възел и съответно без ъглово изместване един спрямо друг на пръстеновидните магнитни ядра 5 с полюсни издатини по периферията) е равна на модулната сума на отделните фазови напрежения (Uf1 и Uf2) в намотките на котвата 7 и 8 на пръстеновидните магнитни ядра на модулите на статорния носещ възел (в общия случай общата мощност фазово напрежение Uf на генератора е равно на геометричната сума на векторите на напрежението в отделните едноименни фази A1, B1, C1 и A2, B2, C2 на намотките на котвата 7 и 8, виж фиг.7 и 8 с диаграми на напрежение). Ако е необходимо да се промени (намали) величината на изходното фазово напрежение Uph (и съответно изходното линейно напрежение U l) на представения синхронен генератор за захранване на определени приемници на електричество с намалено напрежение (например за електрическа дъга заваряване с променлив ток в определени режими), ъглово завъртане на отделни модули на носещия възел се извършва статор един спрямо друг под определен ъгъл (зададен или калибриран). В този случай заключващият елемент 27 на гайката 22 на винтовия механизъм на задвижването за ъглово въртене на модулите на статорния лагерен възел се отключва и с помощта на дръжката 32 водещият винт 21 на винтовия механизъм се отключва се завърта, в резултат на което ъгловото движение на гайката 22 по дъгата на окръжност в слота "g" на носещата греда 24 и завъртането под даден ъгъл на един от модулите на статорния носач с по отношение на друг модул на този статорен носещ възел около оста O-O1 на опорния вал 9, другият модул на статорния лагерен възел с опорната греда 24, имаща слот "g", е във фиксирана позиция, т.е. всяка основа, която не е показана конвенционално на представения чертеж). При ъглово завъртане на модулите на лагерния възел на статора (пръстеновидни втулки 12 с чаши 14) един спрямо друг около оста O-O1 на опорния вал 9, пръстеновидните магнитни ядра 5 с полюсни издатини по периферията също се завъртат един спрямо друг под даден ъгъл, в резултат на което завъртането също се извършва под определен ъгъл един спрямо друг около оста O-O1 на опорния вал 9 на самите полюсни издатини (не са показани конвенционално на чертеж) с електрически намотки 6 на многофазни (в този случай трифазни) намотки на котвата 7 и 8 на статора в пръстеновидни магнитни ядра. Когато полюсните издатини на пръстеновидните магнитни вериги 5 се завъртат една спрямо друга под определен ъгъл в рамките на 360 / 2p градуса, възниква пропорционално въртене на векторите на фазовото напрежение в намотката на котвата на подвижния модул на носещия блок на статора (в в този случай векторите на фазовото напрежение Uf2 се въртят в намотката на котвата 7 на статора на модула на носещия блок, който има възможност за ъглово завъртане) под добре определен ъгъл в рамките на 0-180 електрически градуса (виж Фиг.7 и 8), което води до промяна в полученото изходно фазово напрежение Uf на синхронния генератор в зависимост от електрическия ъгъл на въртене на векторите на фазовото напрежение Uf2 във фази A2, B2, C2 на една намотка на котвата 7 на статора спрямо векторите на фазата напрежения Uph1 във фази A1, B1, C1 на другата арматурна намотка 8 на статора (тази зависимост има проектен характер, изчислена чрез решаване на наклонени триъгълници и се определя от следния израз:

Диапазонът на регулиране на изходното резултантно фазово напрежение Uf на представения синхронен генератор за случая, когато Uf1=Uf2 ще варира от 2Uf1 до 0, а за случая, когато Uf2

Изпълнение на статорния носач от група идентични модули с посочената пръстеновидна магнитна верига 5 и пръстеновиден ротор 10, монтирани на един опорен вал 9, както и инсталирането на модули на статорния носач с възможност за тяхното въртене спрямо един към друг около ос, коаксиална с опорния вал 9, захранване на модули на статорния лагерен възел, кинематично свързани с тях чрез задвижването на ъгловото им завъртане един спрямо друг и връзката между същите фази на намотките на котвата 7 и 8 в модулите на лагерния възел на статора с образуването на общи фази на намотката на котвата на статора позволяват разширяване на работните параметри на синхронния генератор чрез осигуряване на възможност за регулиране както на неговата активна мощност, така и осигуряване на възможност за контрол на изхода AC напрежение, както и осигуряване на възможност за използването му като източник на заваръчен ток при извършване на електродъгово заваряване в различни режими (чрез осигуряване на възможност за контрол на величината на фазовото изместване на напрежението в същите фази A1, B1, C1 и A2 , B2, C2 и в общия случай във фазите Ai, Bi, Ci на намотките на котвата на статора в предложения синхронен генератор). Предложеният синхронен генератор с възбуждане от постоянни магнити може да се използва с подходящо превключване на намотките на котвата на статора за захранване на голямо разнообразие от приемници на променлив многофазен електрически ток с различни параметри на захранващото напрежение. В допълнение, допълнителното разположение на същите магнитни полюси ("север" и, съответно, "юг") на пръстеновидните магнитни вложки 11 в съседни пръстеновидни ротори 10 е конгруентно едно спрямо друго в същите радиални равнини, както и връзката на краищата на фазите A1, B1, C1 на намотката на котвата 7 в пръстеновидната магнитна верига 5 на един модул от носещия възел на статора с началото на същите фази A2, B2, C2 на намотката на котвата 8 в съседната модул на носещия модул на статора (последователно свързване на едни и същи фази на едноименната намотка на статорната котва) позволяват да се осигури плавно и ефективно регулиране на изходното напрежение на синхронния генератор от максималната стойност (2U f1, и в общият случай за броя n на секциите на статорния лагерен възел nU f1) до 0, който може да се използва и за захранване с електричество на специални електрически машини и инсталации.

ИСК

1. Синхронен генератор с възбуждане от постоянни магнити, съдържащ статорен лагерен възел с опорни лагери, върху който е монтирана пръстеновидна магнитна верига с полюсни издатини по периферията, оборудвани с електрически бобини, поставени върху тях с многофазна арматурна статорна намотка , монтиран на опорен вал с възможност за въртене в споменатите опорни лагери около пръстеновидната статорна магнитна верига пръстеновиден ротор с пръстеновидна магнитна вложка, монтирана на вътрешната странична стена с магнитни полюси, редуващи се в периферна посока от p-двойки, покриващи полюсните издатини с електрически намотки на намотката на котвата на определената пръстеновидна статорна магнитна верига, характеризираща се с това, че статорният лагерен възел е направен от група идентични модули с посочената пръстеновидна магнитна верига и пръстеновиден ротор, монтиран на един опорен вал, докато модулите на статорния носещ възел са монтирани с възможност за въртене един спрямо друг около ос, коаксиална на опорния вал, и са оборудвани с кинематично свързано задвижване за ъгловото им въртене един спрямо друг и едноименни фазите на намотките на котвата в модулите на носещия блок на статора са свързани помежду си, образувайки общите фази на намотката на котвата на статора.

2. Синхронен генератор с възбуждане от постоянни магнити съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че същите магнитни полюси на пръстеновидните магнитни вложки на пръстеновидните ротори в съседни модули на статорния носещ възел са разположени конгруентно един спрямо друг в същите радиални равнини. , а краищата на фазите на намотката на котвата в един носещ модул на статорния възел са свързани към началото на едноименните фази на намотката на котвата в друг, съседен модул на статорния носещ възел, образувайки във връзка една с друга общата фази на намотката на котвата на статора.

3. Синхронен генератор с възбуждане от постоянни магнити съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че всеки от модулите на носещия възел на статора включва пръстеновидна втулка с външен упорен фланец и чаша с централен отвор в края и пръстеновидния ротор. във всеки от модулите на статорния носещ възел включва пръстеновидна обвивка с вътрешен упорен фланец, в който е монтирана съответната пръстеновидна магнитна вложка, докато споменатите пръстеновидни втулки на модулите на статорния лагерен възел са свързани с техния вътрешен цилиндричен странична стена с един от споменатите опорни лагери, другият от които е свързан със стените на централните отвори в краищата на посочените съответни стъкла, пръстеновидните черупки на пръстеновидния ротор са здраво свързани към опорния вал посредством крепежни елементи , а пръстеновидната магнитна верига в съответния модул на статорния лагерен възел е монтирана върху определената пръстеновидна втулка, здраво закрепена с външния си упорен фланец към страничната цилиндрична стена на стъклото и образувайки заедно с последната пръстеновидна кухина, в който се съдържа определената съответна пръстеновидна магнитна верига с електрически намотки на съответната котвена намотка на статора.

4. Синхронен генератор с възбуждане от постоянни магнити съгласно всяка една от претенции 1-3, характеризиращ се с това, че всеки от крепежните елементи, свързващи пръстеновидната обвивка на пръстеновидния ротор с опорния вал, включва главина, монтирана върху опорния вал с фланец. твърдо закрепен към вътрешния упорен фланец на съответната пръстеновидна обвивка.

5. Синхронен генератор с възбуждане от постоянни магнити съгласно претенция 4, характеризиращ се с това, че задвижването за ъглово въртене на модулите на статорния носач един спрямо друг е монтиран посредством опорен възел върху модулите на статорния носач монтаж.

6. Синхронен генератор с възбуждане от постоянни магнити съгласно претенция 5, характеризиращ се с това, че задвижването за ъглово въртене един спрямо друг на модулите на статорния носещ възел е направено под формата на винтов механизъм с водещ винт и гайка, а референтният възел за задвижването на ъглово въртене на модулите на статорния носещ възел включва опорно ухо, фиксирано върху една от споменатите чаши, и опорна щанга върху другата чаша, докато водещият винт е шарнирно свързан с две -етапна панта в единия край през ос, успоредна на оста на споменатия опорен вал, като посоченият носещ прът е направен с направляващ прорез, разположен по дъгата на окръжност, а гайката на винтовия механизъм е шарнирно свързана в единия край със споменатото ухо, е направено в другия край със стебло, прекарано през направляващия слот в опорната греда, и е снабдено със заключващ елемент.

Из историята на проблема. Към днешна дата в работата ми възникна въпросът за участие в проект за въвеждане на собствено малко поколение в предприятието. Преди това имаше опит със синхронни електродвигатели, с минимален опит с генератори.

Разглеждайки предложенията на различни производители в едно от тях, той откри начин за възбуждане на синхронен генератор с помощта на подвъзбудител, базиран на генератор с постоянен магнит (PMG). Ще спомена, че системата за възбуждане на генератора е предвидена да бъде безчеткова. По-рано описах пример за синхронни електродвигатели.

И така, от описанието на генератора (PMG) на постоянни магнити като подвъзбудител на намотката на възбуждане на възбудителя на генератора следва:

1. Топлообменник въздух-вода. 2. Генератор с постоянен магнит. 3. Устройство за възбуждане. 4. Токоизправител. 5. Радиален вентилатор. 6. Въздушен канал.

В този случай системата за възбуждане се състои от спомагателни намотки или генератор с постоянен магнит, автоматичен регулатор на напрежение (AVR), CT и VT за откриване на ток и напрежение, вграден възбудител и ротационен токоизправител. Стандартно турбогенераторите са оборудвани с цифров AVR, осигуряващ контрол на PF (фактора на мощността) и различни функции за наблюдение и защита (ограничаване на възбуждането, откриване на претоварване, резервиране и др.). DC възбуждащият ток от AVR се усилва от въртящия се възбудител и след това се коригира от въртящия се токоизправител. Ротационният токоизправител се състои от диоди и регулатори на напрежението.

Схематично представяне на системата за възбуждане на турбогенератора с помощта на PMG:

Решение, използващо генератор с постоянен магнит (PMG) на главния вал с генераторен ротор и безчетков възбудител:

Всъщност в момента не мога да говоря за предимствата на този метод за регулиране на възбудата. Мисля, че след като натрупам информация и опит, ще споделя с вас моя опит в използването на PMG.