RU158841U1

RU158841U1 - Brushless DC Generator (BHPT)

Info

Publication number: RU158841U1
Application number: RU2015133764/07U
Authority: RU
Inventors: Александр Валерьевич Скобченко
Original assignee: Александр Валерьевич Скобченко
Priority date: 2015-08-11
Filing date: 2015-08-11
Publication date: 2016-01-20

Abstract

Бесщеточный генератор постоянного тока (БГПТ), характеризующийся тем, что обмотка возбуждения и силовая обмотка расположены в статоре напротив друг друга, а между ними располагается якорь, две свои обмотки которого соединены между собой диагонально-симметрично, возникновение тока в силовой обмотке обусловлено тем, что одна из обмоток якоря, входя в магнитный поток обмотки возбуждения, создает на другой обмотке якоря вторичный магнитный поток, который и формирует ЭДС в силовой обмотке.Brushless DC generator (BHPT), characterized in that the field winding and the power winding are located in the stator opposite each other, and between them there is an armature, two of which windings are connected diagonally symmetrically, the occurrence of current in the power winding is due to the fact that One of the armature windings, entering the magnetic flux of the field coil, creates a secondary magnetic flux on the other armature winding, which forms the EMF in the power winding.

Description

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.The utility model relates to electrical engineering, in particular to the design of brushless generators. The purpose of the utility model is to develop a direct current generator capable of operating at high armature speeds, in values from 10,000 to 15,000 rpm.

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.Existing DC generators have in their design a brush assembly for current collection from the armature. The friction of parts and the sparking inherent in the brush assembly do not allow the use of such machines with high-speed drives, for example, with gas turbine engines. The closest in design is the “Contactless DC Generator” (RF No. 2334344), however, it differs in the way of excitation. Existing brushless generators are AC machines.

Задача, на решение которой направлена заявленная полезная модель, заключается исключении из конструкции генератора постоянного тока щеточного узла.The problem to which the claimed utility model is directed is to exclude the brush assembly from the design of the DC generator.

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.This task is achieved due to the fact that the field winding and the power winding are located in the stator against each other. And the occurrence of current in the power winding is due to the creation of a secondary magnetic field on one of the windings in two winding armature rotating between them.

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.The technical result provided by the given set of features is the development of a direct current generator without a brush assembly. Such a generator can be installed directly on the shaft of a gas turbine engine without devices for lowering the speed of rotation of the armature.

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.A schematic diagram of a brushless DC generator (BHPT) is shown on sheet 1 of the graphical application using an example of a single-pole machine. The operation of the brushless DC generator (BHPT) is based on the law of electromagnetic induction.

Бесщеточный генератор постоянного тока (БГПТ) состоит из следующих частей: 1 - обмотка возбуждения; 2 - двухобмоточный якорь; 3 - силовая обмотка. Brushless DC generator (BHPT) consists of the following parts: 1 - field winding; 2 - double winding anchor; 3 - power winding.

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.An anchor is a shaft on which two identical intermediate windings are symmetrically fixed, closed to each other in accordance with the scheme. The armature windings are mounted on two separate W-shaped cores. The field winding and power winding are also mounted on the W-shaped cores. When the armature rotates, this design of the cores ensures the closure of the magnetic cores and the formation of working magnetic fields.

При прохождении тока I₁ через обмотку возбуждения на ее сердечнике формируется первичный магнитный поток Ф₁. При вращении якоря, в магнитный поток Ф₁ входит одна из промежуточных обмоток якоря. В момент замыкания магнитопровода в одной промежуточной обмотке якоря возникает максимальная ЭДС и электрический ток I₂,, который начинает протекать через другую, противоположную промежуточную обмотку якоря. При протекании тока I₂ через другую промежуточную обмотку якоря в ее сердечнике формируется вторичный магнитный поток Ф₂. Который, в момент замыкания магнитопроводов, создает в силовой обмотке ЭДС, и формирует ток I₃. 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 I₂ будет постоянным, как и направление силовых линий магнитного потока Ф₂. Все это создает в силовой обмотке постоянный электрический ток I₃.With the passage of current I ₁ through the field winding, a primary magnetic flux F ₁ is formed on its core. When the armature rotates, one of the intermediate windings of the armature enters the magnetic flux Ф ₁ . At the moment of closure of the magnetic circuit in one intermediate winding of the armature, the maximum EMF and electric current I ₂ arise, which begins to flow through the other, opposite intermediate winding of the armature. When current I ₂ flows through another intermediate winding of the armature in its core, a secondary magnetic flux F _{2 is formed} . Which, at the moment of closure of the magnetic circuits, creates an EMF in the power winding, and generates a current I ₃ . The symmetrical arrangement of the windings and cores provides synchronous excitation of currents in all circuits of the generator. When the armature is rotated 180 °, due to the diagonally symmetric connection of the armature windings to each other, the current direction I ₂ will be constant, as well as the direction of the magnetic flux lines F ₂ . All this creates a constant electric current I ₃ in the power winding.

Claims

Brushless DC generator (BHPT), characterized in that the field winding and the power winding are located in the stator opposite each other, and between them there is an armature, two of which windings are connected diagonally symmetrically, the occurrence of current in the power winding is due to the fact that One of the armature windings, entering the magnetic flux of the field coil, creates a secondary magnetic flux on the other armature winding, which forms the EMF in the power winding.