RU23220U1 - Бесконтактный когтеобразный генератор - Google Patents

Abstract

Бесконтактный когтеобразный генератор, содержащий корпус, полюсную систему, диск для ее закрепления, деталь, поддерживающую вращающиеся части, подшипники, магнитопровод обмотки возбуждения, приводной шкив, вентилятор, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным диском, на дисках выполнены центрирующие буртики для полюсной системы, полюсная система крепится к дискам винтами, ступицы дисков установлены на наружных обоймах подшипников, в качестве детали, поддерживающей вращающиеся части, применена неподвижная ось, магнитопровод обмотки возбуждения выполнен в виде втулки и двух примыкающих к ней чашеобразных фланцев, причем втулка и фланцы установлены на неподвижной оси во внутрироторном пространстве, приводной шкив генератора установлен на ступице одного из дисков над подшипником, генератор снабжен центробежным и осевым вентиляторами примыкающими к дискам.

Description

М.Кл. 7: Н02К 15/02 БЕСКОНТАКТНЫЙ КОГТЕОБРАЗНЫЙ ГЕНЕРАТОР

Нолезная модель относится к электротехнической промышленности, а именно, к электрооборудованию автомобилей, тракторов, самолетов и других самоходных машин.

Известен бесконтактный когтеобразный генератор неременного тока с внутризамкнутым магнитным потоком по патенту США № 5437090, МКИ 6: Н02К 15/02, заявл. 25.02.94 г, опубл.01.08.95 г, «Способ изготовления ротора генератора переменного тока.

В известном техническом решении когти ротора закреплены на диске консольно. Во внутренней полости, образованной когтями ротора, размещена обмотка возбуждения, каркас которой крепится к подшипниковому шщу. Когти ротора одной полярности соединены с когтями другой полярности посредством кольца из немагнитной стали, размещаемого с внутренней стороны когтей. Кольцо крепится к копям электронной сваркой.

Недостатками известного бесконтактного когтеобразного генератора являются:

-возможность пластических деформаций когтей полюсной системы в результате воздействия на них тепла, выделяемого при приварке кольца к когтям, что усложняет ба11ансиров1су ротора;

-повышенное сопротивление прохождению магнитного потока в зазоре между магнитопроводом обмотки возбуждения и полюсной системой ротора ввиду того, что кольцо из немагнитной стали снижает толщину когтей. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому технриескому решению является бесконтактный когтеобразный генератор, выпускаемый амер осанской фирмой Delco Remy, являющейся

, пв1Ч.||«и л . , .

отделением General Motors (см. книгу «Генераторы зарубежных автомобилей авторов А.В. Акимов, С.В. Акимов, Л.П. Лейкин, изд. «За рулем, 1998 г, стр.22-23 ), выбранный в качестве прототипа.

В известном бесконтактном генераторе когтеобразные полюса одной полярности выполнены заодно с диском, посаженным на вал генератора, а полюса другой полярности приварены к первым немагнитным материалом. Каркас обмотки возб)ждения размещен на магнитопроводе, закрепленном на крышке генератора. Между магнитопроводом и полюсной системой имеется воздушный зазор. При вращении вала генератора полюсная система врашается при неподвижной обмотке возбуждения. Приводной шкив и осевой вентилятор размещены на консоли вала снаружи корпуса генератора.

Педостатками известного генератора являются:

-меньшая мощность по сравнению со щеточными когтеобразными генераторами при одинаковых их габаритах;

-невозможность применения на машинах с высокооборотными двигателями из-за низкой прочности роторов (см. книгу «Проектирование электрических машин переменного тока автора Балагурова В. А.);

-недостаточная прочность присоединения к диску когтеобразных полюсов, находящихся на консоли полюсной системы, что усложняет балансировку ротора;

-повышенные габариты генератора в направлении его продольной оси, что является следствием крепления магнитопровода обмотки возбуждения к крышке генератора и размещения приводного шкива и осевого вентилятора на консоли вала;

-недостаточное охлаждение статора генератора ввиду того, что осевой вентилятор расположен на значительном расстоянии от статора, а также из-за того, что охлаждающий поток воздуха подается к статору только через окна, выполненные в корпусе генератора;

-возможность попадания в зазор между полюсной системой и магнитопроводом обмотки возбужде1шя пыли и грязи, что может привести к заклиниванию ротора относительно магнитопровода.

Технический результат полезной модели состоит в устранении указанных недостатков прототипа, а именно, в снижении первоначального дисбаланса полюсной системы, повышении качества балансировки ротора, увеличении прочности крепления полюсной системы к диску, уменьшении габарита генератора в направлении его продольной оси, повышении степени охлаждения статора, в зашлите воздушного зазора между полюсной системой и магнитопроводом от попадания пыли и грязи.

Технический результат достигается тем, что бесконтактный когтеобразный генератор, содержащий корпус, полюсную систему, диск для её закрепления, деталь, поддерживающую вращающиеся части, подшипники, магнитопровод обмотки возбуждения, приводной шкив, вентилятор, согласно предлагаемому изобретению, снабжен дополнительным диском, на дисках выполнены центрирующие буртики для полюсной системы, полюсная система крепится к дискам винтами, ступищ, дисков установлены на наружных обоймах подшипников, в качестве детали, поддерживающей вращающиеся части, щ)именена неподвижная ось, магнитопровод обмотки возбуждения выполнен в виде втулки и двух примыкающих к ней чашеобразных фланцев, причем втулка и фланцы установлены на неподвижной оси во внутрироторном пространстве, приводной шкив генератора установлен на ступице одного из дисков над подшипником, генератор снабжен центробежным и осевым вентилятором«,примыкаюшими к дискам.

Снабжение генератора дополнительным диском позволяет прикрепить полюсную систему к дискам с двух её сторон, что повышает npO4HOCTi. закрепления полюсной системы в целом и снижает трудоёмкость балансировки ротора, улучшает качество балансировки.

12, 3

Выполнение на дисках центрирующих буртиков для нолюсной системы упрощает сборку ротора, позволяет снизить начальный дисбаланс полюсной системы и упростить балансировку ротора.

Крепление полюсной системы к дискам винтами позволяет получить единый узел вращающихся частей - ротор генератора.

Установка ступиц дисков на наружных обоймах подшипников позволяет разместить их внутренние обоймы на неподвижной оси.

Применение в качестве детали, поддерживающей вращающиеся части, неподвижной оси создает возможность расположить приводной шкив генератора на ступице одного из дисков над подшипником, что уменьшает изгибающую нагрузку на ось, что в свою очередь способствует увеличению срока службы подшипников.

Выполнение магнитопровода обмотки возбуждения в виде втулки и двух примыкаюших к ней чашеобразных фланцев позволяет расположить часть тела магнитопровода над обмоткой возбуждения, что в свою очередь позволяет увеличить общую площадь контакта магнитопровода и полюсной системы по дополнительному воздущному зазору. Это уменьшает сопротивление прохождению магнитного потока и, соответственно, снижает необходимую намагничивающую силу, что позволяет уменьщить габариты обмотки возбуждения.

Установка втулки и чашеобразных фланцев на неподвижной оси во внутрироторном пространстве позволяет уменьшить габарит генератора в направлении его продольной оси. За счет отсутствия контакта дополнительного воздушного зазора с внешней средой исключается возможность попадания в него пыли и грязи, что в свою очередь создает (ожность выполнить этот зазор минимальным.

Установка приводного шкива генератора на ступице одного из дисков также позволяет уменьшить габарит генератора в направлении его продольной оси.

Снабжение генератора центробежным и осевым вентиляторами, примыкающими к дискам, позволяет повысить степень охлаждения статора. Заявляемый бесконтактный когтеобразный генератор обладает новизной и изобретательским уровнем, так как при проведении поиска по источникам патентной и научно-технической документации авторами не выявлены технические решения, аналогичные решениям по предполагаемому изобретению.

Заявляемое устройство не сложно по конструкции, изготавливается на штатном оборудовании заводов по производству электрических машин. Оно применимо при производстве генераторов для систем электрооборудования автомобилей, тракторов, танков, самолетов и других самоходных машин. Следовательно, предлагаемое техническое решение соответствует критерию «промышленная применимость.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами. На фиг. 1 показан общий вид бесконтактного когтеобразного генератора, совмещенный с сечением плоскостью, проходящей через его продольную ось. На фиг. 2 изображена полюсная система.

Устройство содержит неподвижную ось 1, которая крепится к крышке 2 генератора гайкой 3 и фиксируется стопорной щайбой 4. На ось 1 напрессована втулка 5, выполненная из магнитопроводящего металла и покрытая электроизолирующим материалом. На втулке 5 размещена обмотка возбуждения 6. К втулке 5 примыкают: чашеобразные фланцы 7 и 8, напрессованные на ось 1. Фланцы 7 и 8 выполнены из магнитопроводящего материала. Стенки 9 чащеобразных фланцев 7 и 8 обращены друг к другу и офаничивают пространство, занимаемое обмоткой возбуждения 6. Наружные поверхности стенок 9 фланцев 7 и 8 обращены к внутренним поверхностям полюсной системы 10. Между ними конструктивно выполнен воздущный зазор, предотвращающий заклинивание полюсной системы 10 относительно чащеобразных фланцев 7 и 8.

Полюсная система 10 состоит из двух половин 11 и 12, представляющих собой стаканы из магнитопроводящего металла с выполненными на них когтеобразными полюсами 13. На внутренних поверхностях полюсов 13 выполнены кольцевые канавки 14. Полюсные половины 11 и 12 соединены друг с другом при помощи кольца 15 из немагнитопроводящего металла, полученного путем заливки последнего в межполюсное пространство.

На торцах полюсных половин 11 и 12 выполнены резьбовые отверстия 16, равномерно расположенные по окружностям. К торцам полюсных половин 11 и 12 присоединены с помощью винтов 17 диски 18 и 19, отлитые из легкого металла, например, алюминия. Заодно с диском 18 отлиты лопатки 20 центробежного вентилятора. К диску 19 с помощью винтов 21 прикреплен осевой вентршятор 22. На дисках выполнены центрирующие буртики 23, предназначенные для установки на них полюсной системы 10. Ступица одного из дисков (позиция 19) удлинена для размещения на ней приводного шкива 24. Ступицы дисков 18 и 19 установлены на наружных обоймах подшипников 25, внутренние обоймы которых посажены на неподвижную ось 1.

Вращающий момент от двигателя машины передается с помощью ременной передачи на приводной шкив 24 генератора. Шкив 24 вращает , ротор генератора. При этом вн тренние обоймы подщипников 25 неподвижны.

Предлагаемое устройство бесконтактного когтеобразного генератора с дисками, ступицы которых установлены на наружных обоймах подщипников, позволяет вместо вращающегося вала прототипа использовать неподвижную ось, что дает возможность разместить приводной щкив генератора не на консоли вала прототипа, а на ступице одного из дисков над подщипником. Это позволяет уменьщить продольный габарит генератора.

Установка полюсной системы на центрирующие буртики двух дисков, расположенных с обеих её сторон, облегчает балансировку ротора, повыщает

её качество, что позволяет генератору выдерживать режим работы ротора до 18 тыс. оборотов в минуту.

Размещение центробежного и осевого вентиляторов внутри корпуса генератора позволяет поддерживать оптимальный тепловой режим генератора в процессе работы.

Бесконтактные когтеобразные генераторы по предлагаемой полезной модели найдут широкое применение в системах электрооборудования различньщ самоходных машин.

Claims (1)

1. Бесконтактный когтеобразный генератор, содержащий корпус, полюсную систему, диск для ее закрепления, деталь, поддерживающую вращающиеся части, подшипники, магнитопровод обмотки возбуждения, приводной шкив, вентилятор, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным диском, на дисках выполнены центрирующие буртики для полюсной системы, полюсная система крепится к дискам винтами, ступицы дисков установлены на наружных обоймах подшипников, в качестве детали, поддерживающей вращающиеся части, применена неподвижная ось, магнитопровод обмотки возбуждения выполнен в виде втулки и двух примыкающих к ней чашеобразных фланцев, причем втулка и фланцы установлены на неподвижной оси во внутрироторном пространстве, приводной шкив генератора установлен на ступице одного из дисков над подшипником, генератор снабжен центробежным и осевым вентиляторами примыкающими к дискам.