ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Электрическая машина включает статор 1 (см.рисунок), состоящий из шихтованного пакета изолированных листов электротехнической стали с выштампованными пазами на внешней и внутренней части якоря. Между ними выполнено ярмо ha. В пазах уложена обмотка 2 якоря, состоящая из верхних сторон 15-20 секций и нижних сторон 15 штрих - 20 штрих секций, которые разделены на 120-градусные фазные зоны - АХ, ВУ, Сz. В фазу зоны АХ входят стороны секций 16, 16 штрих и 19, 19 штрих, в зону ВУ - 18, 18 штрих и 15, 15 штрих, в зону Сz - 20, 20 штрих и 17, 17 штрих.

Обмотка якоря соединена по схеме "звезда", в которой А, В и С являются выходными клеммами генератора, а Х, У, z образуют общую нулевую клемму. Нижние стороны 15 штрих - 20 штрих обмотки якоря смещены относительно верхних сторон 15 - 20 этих же секций на угол [альфа] с = 0,01 ...90 электрических градусов в одном направлении.

Статор установлен на стойке посредством нажимных шайб и шпилек 3, 7, соединенных между собой сварным швом.

Для устранения наведения от магнитных полей Ф1, Ф2, Ф3 в контурах крепления шпильки нечетные и четные с одной стороны пакета статора с шагом [тау] присоединены к общей нажимной шайбе, а с другой стороны пакета статора нечетные шпильки 3 подсоединены к соответствующей нажимной шайбе с шагом 2 [тау]. Четные шпильки 7 присоединены к последней нажимной шайбе с шагом 2 [тау]. Между нажимными шайбами соответствующей и последней установлен изоляционный материал, например, оксидная пленка с большим активным электрическим сопротивлением.

Электрическая машина содержит внешний индуктор 13 с разнополярными полюсами n1 и s1 и обмотками возбуждения 14 и 8, создающими магнитное поле Ф1, оси которых 12, 10 расположены на расстоянии полюсного деления [тау] 1.

Электрическая машина также содержит внутренний индуктор 4 с разнополярными полюсами n2 и s2 и обмотками возбуждения 5, 6, создающими магнитное поле Ф2, оси которых 11, 9 расположены на расстоянии полюсного деления [тау] 2.

Внешний и внутренний индукторы 13, 4 с разнополярными полюсами n1, s1, n2, s2 посредством внешнего и внутреннего обода и остова ротора соединены жестко с валом.

Однополярные полюса внешнего и внутреннего индукторов расположены напротив друг друга. Внутренний индуктор смещен относительно внешнего индуктора на угол [альфа] и = 0,01...90 электрических градусов в направлении смещения нижней стороны секции обмотки якоря относительно верхней стороны секции.

Смещение однополярных полюсов n1 и n2 внешнего и внутреннего индукторов на угол [альфа] и = 0,01...90 электрических градусов позволяет получить суммарную магнитную индукцию в ярме якоря.

По величине индукции в ярме Ва определяется общая высота ярма hа якоря.

Расположение полюсов n2, s2 внутреннего индуктора под однополярными полюсами n1, s1 внешнего индуктора приводит к тому, что все однополярные полюса работают параллельно. Это соответствует сложению магнитных потоков внешнего Ф1 и внутреннего Ф2 индукторов, т.е. увеличению площади воздушного зазора в 2 раза и увеличению электромагнитной мощности.

Смещение однополярных полюсов n1, n2, s1, s2 соответственно внешнего индуктора и внутреннего индуктора образует дополнительный магнитный контур, по которому проходит дополнительный магнитный поток Ф3, индуктирующий в секциях обмотки якоря дополнительную ЭДС.

При смещении сторон секций 15 штрих, 20 штрих обмотки якоря относительно сторон секций 15, 20 на угол [альфа] с = 0,01...90 электрических градусов позволило преобразовать кольцевую обмотку якоря в барабанно-кольцевую обмотку. Данная обмотка может быть выполнена однослойной с увеличением числа витков в два раза больше, чем обмотка барабанного якоря с тем же сечением обмоточного провода и позволяет увеличить выходное напряжение и выходную мощность электрической машины.

Между внешним индуктором и внешней стороной статора выполнен воздушный зазор [дельта] 1, а между внутренним индуктором и внутренней стороной статора выполнен воздушный зазор [дельта] 2, каждый из которых определяется статической перегружаемостью гидрогенератора .

s = (Мм/Мн) = 1,7

где Мм - максимальный вращающий момент машины;

Мн - номинальный вращающий момент машины.

Принцип действия электрической машины в режиме генератора заключается в следующем. При вращении вала в направлении стрелки с частотой вращения n и при возбуждении в полюсах n1, s1 внешнего индуктора и в полюсах n2, s2 внутреннего индуктора магнитных потоков соответственно Ф1 и Ф2, в сторонах секций 16, 16 штрих, 19, 19 штрих, 18, 18 штрих, 15, 15 штрих и 20, 20 штрих, 17, 17 штрих, составляющих фазы АХ, ВУ и Сz, индуктируются периодически изменяющиеся ЭДС (показанные на чертеже точкой и крестиком, сдвинутые в пространстве на 120 электрических градусов).

Листы железа статора для повышения прочности и жесткости соединяются между собой теплостойким клеем ВС-10 Т, ГОСТ 22345-77, применяемым в авиационных генераторах с пределом прочности сдвигу по клеевому соединению стали 30 ХГСА не менее при 20 град.С - 181 х 10 в 5 степени ПА (185 х 10 в четвертой степени кгс / кв.м; 200 град.С - 73 х 10 в 5 степени ПА (75 х 10 в 4 степени кгс /кв.м).

Прочность и жесткость конструкции статора увеличивается за счет встречно приложенных усилий к статору от внешнего и внутреннего индукторов, поэтому результирующая составляющая на единицу площади сердечника равна (1,3 - 1,45) х 10 в 4 степени кгс/кв.м, вместо 2,72 х 10 в 4 степени кгс/кв.м в машине с одним индуктором. Это позволяет крепить пакет статора меньшим количеством шпилек, что упрощает технологию изготовления машины.