ДВУХСЕКЦИОННЫЙ ИНДУКТОРНЫЙ ГЕНЕРАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА

 ДВУХСЕКЦИОННЫЙ ИНДУКТОРНЫЙ ГЕНЕРАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА 


RU (11) 2233533 (13) C2

(51) 7 H02K19/36, H02K19/20, H02K9/06 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.03.2008 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 2001102971/09 
(22) Дата подачи заявки: 2001.02.02 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2001.02.02 
(45) Опубликовано: 2004.07.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 8534 U1, 16.11.1998. RU 2105405 С1, 20.02.1998. RU 2113049 С1, 10.06.1998. RU 95107826 А1, 10.03.1997. НЕСТЕРОВ Б.З. Электросварочные генераторы повышенной частоты. - Л.: Энергия, 1978, с.6. 
(71) Заявитель(и): Общество с ограниченной ответственностью Научно- производственная фирма "Особые сварочные агрегаты" (RU) 
(72) Автор(ы): Фолимонов Л.В. (RU); Кафитулин С.А. (RU); Осипенко В.П. (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Общество с ограниченной ответственностью Научно- производственная фирма "Особые сварочные агрегаты" (RU) 
Адрес для переписки: 111555, Москва, а/я 17, Е.А.Фолимоновой 

(54) ДВУХСЕКЦИОННЫЙ ИНДУКТОРНЫЙ ГЕНЕРАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА 

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, в частности к двухсекционным индукторным генераторам постоянного тока. Техническая задача изобретения - повышение надежности в эксплуатации генератора путем повышения эффективности его охлаждения. Сущность изобретения состоит в следующем. Двухсекционный индукторный генератор постоянного тока содержит корпус 1 с передней и задней крышками 2, 3, в которых установлены опорные подшипники 4, 5, смонтированные в корпусе 1, два пакета 6, 7 статора, разделенные друг от друга диамагнитным кольцом 8, вал 9 с двумя пакетами 10, 11 ротора, в которых размещены обмотки 12, 13 возбуждения постоянного тока, смонтированные на валу 9 контактные кольца 14 со щеточным узлом 15, встроенный в корпус посредством радиаторов блок 16 силовых выпрямителей, подключенных к обмоткам 17, 18 пакетов 6, 7 статора, а также узел охлаждения указанных обмоток и радиаторов блока силовых выпрямителей, включающий смонтированный на конце вала 9 вентилятор 19. Согласно изобретению корпус снабжен смонтированным на задней крышке 3 цилиндрическим стаканом 20, образующим кольцевую камеру, в которой размещен смонтированный на валу 9 дополнительный сдвоенный вентилятор 22 указанного узла охлаждения, включающего цилиндрический пенал 23, образующий дополнительную кольцевую камеру, в которой размещены веерообразно в меридиональных плоскостях пластинчатые обоймы 27 радиаторов. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области электромашиностроения, в частности к двухсекционным индукторным генераторам постоянного тока, и может быть использовано в качестве автономного источника электроэнергии на автомобилях, катерах, в электроэнергетических ветроустановках, в энергоустановках, дающих два уровня напряжения одновременно или меняющих напряжение в широком диапазоне, например при электродуговой сварке постоянным током. Известен двухсекционный индукторный генератор постоянного тока, содержащий корпус с передней и задней крышками, в которых установлены опорные подшипники, смонтированные в корпусе два пакета статора, установленный с возможностью вращения внутри корпуса в указанных опорных подшипниках вал с двумя пакетами ротора, обмотку возбуждения постоянного тока, встроенный в корпус посредством радиаторов блок силовых выпрямителей, подключенных к якорным обмоткам соответствующих пакетов статора, а также узел охлаждения указанных обмоток и радиаторов блока силовых выпрямителей, включающий смонтированный на валу вентилятор (см. Б.З.Нестеров. Электросварочные генераторы повышенной частоты. - Л.: Энергия, 1978 г., с.6).

Известный двухсекционный индукторный генератор постоянного тока с обмоткой возбуждения, расположенной между пакетами статора, обладает таким недостатком, как тяжелый температурный режим при проведении сварочных работ из-за плохой вентиляции якорных обмоток.

Известен также двухсекционный индукторный генератор постоянного тока, содержащий корпус с передней и задней крышками, в которых установлены опорные подшипники, смонтированные в корпусе два пакета статора, разделенные друг от друга диамагнитным кольцом, установленный с возможностью вращения внутри корпуса в указанных опорных подшипниках вал с двумя пакетами ротора, обмотки возбуждения постоянного тока, встроенный в корпус посредством радиаторов блок силовых выпрямителей, подключенных к якорным обмоткам соответствующих пакетов статора, а также узел охлаждения указанных обмоток и радиаторов блока силовых выпрямителей, включающий смонтированный на валу вентилятор, а также выполненные в передней и задней крышках вентиляционные воздухозаборные отверстия (см. патент РФ № 2105405, кл. Н 02 К 19/20 по заявке № 95107826/09 от 15.05.1995).

Недостатком известного двухсекционного индукторного генератора постоянного тока является значительные массогабаритные характеристики, обусловленные большой дистанцией разнесения друг от друга обмоток возбуждения постоянного тока, смонтированных неподвижно в стальных втулках на передней и задней крышках корпуса, а также малая надежность в эксплуатации, обусловленная значительной температурой нагрева указанных обмоток и блока силовых выпрямителей вследствие плохой вентиляции этих обмоток и блока силовых выпрямителей при больших сварочных токах, так как скорость теплообмена между нагретыми обмотками, блоком силовых выпрямителей и теплоносителем (воздухом) недостаточна при большом тепловыделении на этих обмотках и блоке силовых выпрямителей.

Наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемого изобретения является двухсекционный индукторный генератор постоянного тока, содержащий корпус с передней и задней крышками, в которых установлены опорные подшипники, смонтированные в корпусе два пакета статора, разделенные друг от друга диамагнитным кольцом, установленный с возможностью вращения внутри корпуса в указанных опорных подшипниках вал с двумя пакетами ротора, в которых размещены обмотки возбуждения постоянного тока, смонтированные на валу контактные кольца со щеточным узлом, подключенным электрическими цепями к упомянутым обмоткам возбуждения пакетов ротора через контактные кольца, встроенный в корпус посредством радиаторов блок силовых выпрямителей, подключенных к якорным обмоткам соответствующих пакетов статора, а также узел охлаждения указанных обмоток и радиаторов блока силовых выпрямителей, включающий смонтированный на одном конце вала снаружи корпуса со стороны передней крышки вентилятор, а также выполненные в передней и задней крышках вентиляционные воздухозаборные отверстия (см. свид. РФ на полезную модель № 8534, кл. Н 02 К 17/00 по заявке № 97117766/20 от 28.10.1997).

Недостатком известного двухсекционного индукторного генератора постоянного тока является малая надежность в эксплуатации при больших токовых нагрузках (например, при проведении электросварочных работ дуговой сваркой), обусловленная значительным перегревом как обмоток возбуждения и якорных обмоток, так и блока силовых выпрямителей вследствие недостаточной скорости теплообмена между этими обмотками, блоком силовым выпрямителей и воздушной охлаждающей средой (теплоносителем) при большом тепловыделении на этих обмотках и блоке силовых выпрямителей в процессе проведения электродуговой сварки со значительными сварочными токами.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности в эксплуатации двухсекционного индукторного генератора постоянного тока при значительных токовых нагрузках путем повышения эффективности его охлаждения.

Поставленная цель достигается тем, что двухсекционный индукторный генератор постоянного тока, содержащий корпус с передней и задней крышками, в которых установлены опорные подшипники, смонтированные в корпусе два пакета статора, разделенные друг от друга диамагнитным кольцом, установленный с возможностью вращения внутри корпуса в указанных опорных подшипниках вал с двумя пакетами ротора, в которых размещены обмотки возбуждения постоянного тока, смонтированные на валу контактные кольца со щеточным узлом, подключенным электрическими цепями к упомянутым обмоткам возбуждения пакетов ротора через контактные кольца, встроенный в корпус посредством радиаторов блок силовых выпрямителей, подключенных к якорным обмоткам соответствующих пакетов статора, а также узел охлаждения указанных обмоток и радиаторов блока силовых выпрямителей, включающий смонтированный на одном конце вала снаружи корпуса со стороны передней крышки вентилятор, а также выполненные в передней и задней крышках вентиляционные воздухозаборные отверстия, в нем упомянутый корпус снабжен смонтированным на задней крышке цилиндрическим стаканом, выполненным на своем днище с центральным отверстием и с воздухозаборными проемами и образующим совместно с задней крышкой кольцевую камеру, сообщенную с внутренней полостью корпуса через указанные вентиляционные воздухозаборные отверстия в задней крышке, а узел охлаждения упомянутых обмоток и радиаторов блока силовых выпрямителей включает дополнительный сдвоенный вентилятор, смонтированный на валу в указанной кольцевой камере, а также включает цилиндрический пенал, смонтированный на днище упомянутого цилиндрического стакана и выполненный с кольцевой перегородкой на своем торце, образующей совместно с днищем цилиндрического стакана центральное гнездо и дополнительную кольцевую камеру, сообщенную через указанные воздухозаборные проемы в днище стакана с упомянутой кольцевой камерой, при этом вал выполнен с хвостовиком, пропущенным через центральное отверстие в днище указанного цилиндрического стакана, контактные кольца размещены на упомянутом хвостовике вала внутри указанного центрального гнезда, а лопаточные решетки сдвоенного вентилятора расположены противоположно друг относительно друга и обращены к задней крышке и соответственно к днищу цилиндрического стакана, причем радиаторы блока силовых выпрямителей выполнены в виде пластинчатых обойм, размещенных веерообразно в упомянутой дополнительной кольцевой камере в меридиональных плоскостях, проходящих через ось вала, и образующих между собой тороидального профиля общий пакет, а цилиндрический пенал выполнен на своем торце с воздухозаборными вентиляционными вырезами и снабжен установленными внутри дополнительной кольцевой камеры между пластинчатыми обоймами радиаторов дроссельными вкладышами, образующими совместно с боковыми стенками пластинчатых обойм щелевидного профиля воздушные каналы, сообщенные с упомянутой дополнительной кольцевой камерой, указанными воздухозаборными вентиляционными вырезами на торце цилиндрического пенала и с кольцевой камерой для сдвоенного вентилятора через упомянутые воздухозаборные вентиляционные проемы в днище цилиндрического стакана, при этом боковая стенка цилиндрического стакана выполнена с воздухонапорными вентиляционными отверстиями, расположенными напротив периферийных боковых кромок сдвоенного вентилятора и сообщенными с кольцевой камерой для последнего, а диамагнитное кольцо выполнено на боковой стенке с воздухозаборными вентиляционными отверстиями, сообщенными с внутренней полостью указанного корпуса.

Дополнительным отличием заявленного изобретения является то, что сдвоенный вентилятор выполнен в виде диска, на противоположных торцах которого смонтированы лопатки соответствующих лопаточных решеток, симметрично расположенных по обе стороны относительно плоскости, перпендикулярной оси вала и проходящей через оси упомянутых воздухонапорных вентиляционных отверстий в боковой стенке цилиндрического стакана, расположенных по дуге окружности.

Кроме того, дроссельные вкладыши выполнены из изоляционного синтетического материала и имеют в поперечном сечении, перпендикулярном оси вала, секторную форму.

Дополнительным отличием заявленного изобретения является то, что пластинчатые обоймы радиаторов выполнены на боковой стенке с ребрами, расположенными вдоль оси вала.

Кроме того, пластинчатые обоймы радиаторов выполнены на своих концах со стороны торца цилиндрического пенала со скосами, образующими между собой острый угол, вершина которого обращена в сторону торца пенала.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

На фиг.1 - изображен общий вид двухсекционного индукторного генератора постоянного тока в продольном разрезе; на фиг.2 - разрез А-А по фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б по фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В по фиг.1; на фиг.5 - вид А по фиг.1; на фиг.6 - разрез Г-Г по фиг.5; на фиг.7 - разрез Г-Г по фиг.5 (вариант исполнения).

Двухсекционный индукторный генератор постоянного тока содержит корпус 1 с передней и задней крышками 2 и 3, в которых установлены опорные подшипники 4 и 5, смонтированные в корпусе 1 два пакета 6, 7 статора, разделенные друг от друга диамагнитным кольцом 8, выполненным, например, из алюминиевого сплава и служащим для исключения взаимного магнитного влияния пакетов 6, 7 статора, установленный с возможностью вращения внутри корпуса в указанных опорных подшипниках 4, 5 вал 9 с двумя клювообразными пакетами 10, 11 ротора, в которых размещены обмотки 12, 13 возбуждения постоянного тока. На валу 9 смонтированы контактные кольца 14 со щеточным узлом 15, подключенным электрическими цепями к упомянутым обмоткам 12, 13 возбуждения клювообразных пакетов 10, 11 ротора через контактные кольца 14. В корпус 1 встроен посредством радиаторов блок 16 силовых выпрямителей, подключенных к якорным обмоткам 17, 18 соответствующих пакетов 6 и 7 статора. Индукторный генератор содержит также узел охлаждения указанных обмоток и радиаторов блока 16 силовых выпрямителей, включающий смонтированный на одном конце вала 9 снаружи корпуса 1 со стороны передней крышки 2 вентилятор 19, а также выполненные в передней и задней крышках 2 и 3 вентиляционные воздухозаборные отверстия "а" и "б" соответственно. Упомянутый корпус 1 снабжен смонтированным на задней крышке 3 цилиндрическим стаканом 20, выполненным на своем днище 21 с центральным отверстием "в" и с воздухозаборными проемами "г" и образующим совместно с задней крышкой 3 кольцевую камеру "д", сообщенную с внутренней полостью "е" корпуса через указанные вентиляционные воздухозаборные отверстия "б" в задней крышке 3. Узел охлаждения упомянутых обмоток 12, 13, 17, 18 и радиаторов блока 16 силовых выпрямителей включает дополнительный сдвоенный вентилятор 22, смонтированный на валу 9 в указанной кольцевой камере "д", а также включает цилиндрический пенал 23, смонтированный на днище 21 упомянутого цилиндрического стакана 20 и выполненный с кольцевой перегородкой 24 на своем торце "ж", образующей совместно с днищем 21 цилиндрического стакана 20 центральное гнездо "з" и дополнительную кольцевую камеру "и", сообщенную через указанные воздухозаборные проемы "г" в днище стакана 20 с упомянутой кольцевой камерой "д". Вал 9 выполнен с хвостовиком 25, пропущенным через центральное отверстие "в" в днище 21 указанного цилиндрического стакана 20, контактные кольца 14 размещены на упомянутом хвостовике 25 вала 9 внутри указанного центрального гнезда "з", а лопаточные решетки 26 сдвоенного вентилятора 22 расположены противоположно друг относительно друга и обращены к задней крышке 3 и соответственно к днищу 21 цилиндрического стакана 20. Радиаторы блока 16 силовых выпрямителей выполнены в виде пластинчатых обойм 27, размещенных веерообразно в упомянутой дополнительной кольцевой камере "и" в меридиональных плоскостях, проходящих через ось 0-01 вала 9 и образующих между собой тороидального профиля общий пакет. Цилиндрический пенал 23 выполнен на своем торце "ж" с воздухозаборными вентиляционными вырезами "к" и снабжен установленными внутри дополнительной кольцевой камеры "и" между пластинчатыми обоймами 27 радиаторов дроссельными вкладышами 28, образующими совместно с боковыми стенками "л" пластинчатых обойм 27 щелевидного профиля воздушные каналы "м", сообщенные с упомянутой дополнительной кольцевой камерой "и" указанными воздухозаборными вентиляционными вырезами "к" на торце "ж" цилиндрического пенала 23 и с кольцевой камерой "д" для сдвоенного вентилятора 22 через упомянутые воздухозаборные вентиляционные проемы "г" в днище 21 цилиндрического стакана 20. Боковая стенка цилиндрического стакана 20 выполнена с воздухонапорными вентиляционными отверстиями "н", расположенными напротив периферийных боковых кромок "о" сдвоенного вентилятора 22 и сообщенными с кольцевой камерой "д" для последнего, а диамагнитное кольцо 8 выполнено на боковой стенке с воздухозаборными вентиляционными отверстиями "п", сообщенными с внутренней полостью "е" указанного корпуса 1. Сдвоенный вентилятор 22 выполнен в виде диска 29, на противоположных торцах которого смонтированы лопатки 30 соответствующих лопаточных решеток 26, симметрично расположенных по обе стороны относительно плоскости, перпендикулярной оси 0-01 вала 9 и проходящей через оси упомянутых воздухонапорных вентиляционных отверстий "н" в боковой стенке цилиндрического стакана 20, расположенных по дуге окружности. Дроссельные вкладыши 28 выполнены из изоляционного синтетического материала и имеют в поперечном сечении, перпендикулярном оси 0-01 вала 9, секторную форму. Пластинчатые обоймы 27 радиаторов выполнены в одном варианте на боковой стенке "л" (см. фиг.6) с ребрами 31, расположенными вдоль оси 0-01 вала 9. В другом варианте исполнения (см. фиг.7) пластинчатые обоймы 27 радиаторов выполнены на своих концах со стороны торца "ж" цилиндрического пенала 23 со скосами "р", образующими между собой острый угол , вершина которого обращена в сторону торца "ж" пенала 23. На валу 9 установлен шкив 32 клиноременной передачи. Клювообразные пакеты 10, 11 ротора образуют магнитопроводы индукторов, а пакеты 6, 7 статора образуют магнитопроводы якоря.

Двухсекционный индукторный генератор постоянного тока работает следующим образом. От привода через шкив 32 клиноременной передачи вращательное движение передается на ротор генератора, а через щеточный узел 15 и контактные кольца 14 подается управляющее электропитание постоянного тока от внешнего источника (на чертеже не показан) на обмотки 12, 13 возбуждения клювообразных пакетов 10, 11 ротора. При прохождении постоянного тока через обмотки 12, 13 возбуждения клювообразных пакетов 10, 11 ротора (индуктора) вокруг обмоток 12, 13 создаются магнитные потоки, пронизывающие клювообразные пакеты 10, 11 ротора, воздушный зазор между ротором и статором и зубцы в пакетах 6, 7 статора. При вращении под каждым пакетом 6, 7 статора попеременно проходят "северный" и "южный" полюсы индуктора, вызывающие зубцовые пульсации магнитного потока, изменяющиеся по величине и направлению, вследствие чего в якорных обмотках 17, 18 статора индуктируется переменная электродвижущая сила (ЭДС). Переменный ток (например, трехфазный), протекающий по якорным обмоткам 17, 18 статора, преобразуется в пульсирующий постоянный ток с помощью блока 16 силовых выпрямителей (например, трехфазных силовых выпрямителей). Вентилятор 19, вращаясь, создает через вентиляционные воздухозаборные отверстия "а" в передней крышке 2 воздушное разрежение во внутренней полости "е" корпуса 1 генератора, вследствие чего внутрь корпуса 1 генератора засасывается наружный воздух через воздухозаборные вентиляционные отверстия "п" на боковой стенке диамагнитного кольца 8, создающий воздушный поток, обтекающий пакет 6 статора с якорной обмоткой 17, а также клювообразный пакет 10 ротора с обмоткой 12 возбуждения постоянного тока. За счет движения этого воздушного потока осуществляется охлаждение нагревающихся при работе под электрической нагрузкой (например, при проведении электросварочных работ с большими токовыми нагрузками) как пакета 6 статора, так и клювообразного пакета 10 ротора (индуктора) вследствие процесса теплоотдачи, то есть передачи тепла от нагретых элементов (пакетов 6, 10 статора и ротора) к движущейся среде (воздуху). Вследствие незначительной длины общего кольцевого воздушного тракта, образованного внутренней цилиндрической стенкой пакета 6 статора и наружной боковой стенкой клювообразного пакета 10 ротора, а также внутренней полостью "е" корпуса 1, обеспечивается незначительная величина сопротивления этого воздушного тракта по длине и практически весь перепад воздушного давления срабатывает в узком кольцевом воздушном слое, ограниченном стенками пакетов 6, 10 статора и ротора, вызывая резкое увеличение скорости воздушного потока в этом кольцевом слое, приводящее в свою очередь к интенсификации оттока тепла от нагретых пакетов 6, 10 статора и ротора.

Сдвоенный вентилятор 22, вращаясь в кольцевой камере "д", образованной цилиндрическим стаканом 20 и задней крышкой 3, создает в кольцевой камере "д" за счет наличия двух лопаточных решеток 26 два практически одинаковых воздушных вихревых потока, разделенных друг от друга диском 29 и имеющих разрежение в центральной части и повышенное давление на периферии. Вследствие этого наружный воздух засасывается через воздухозаборные вентиляционные отверстия "п" в диамагнитном кольце 8 во внутреннюю полость "е" корпуса 1, проходит через кольцевой воздушный тракт, образованный внутренней цилиндрической стенкой пакета 7 статора и наружной боковой стенкой клювообразного пакета 11 ротора, далее проходит через вентиляционные воздухозаборные отверстия "б" в задней крышке 3 в кольцевую камеру "д", в ее часть со стороны лопаточной решетки 26, обращенной к задней крышке 3, и выходит из кольцевой камеры "д" наружу корпуса 1 в атмосферу через воздухонапорные вентиляционные отверстия "н" в боковой стенке цилиндрического стакана 20. При этом перепад воздушного давления срабатывает в узком кольцевом воздушном слое, ограниченном стенками пакетов 7, 11 статора и ротора, вызывая резкое повышение скорости кольцевого воздушного потока в кольцевом зазоре между пакетами 7, 11 статора и ротора, приводящее в свою очередь к интенсификации процесса оттока тепла от нагретых пакетов 7, 11 статора и ротора к проходящему через них воздушному потоку. Незначительная длина общего кольцевого воздушного тракта, в который входит кольцевой воздушный слой, ограниченный стенками пакетов 7, 11 статора и ротора, обуславливает малые потери энергии воздушного потока на преодоление сопротивления воздушного тракта и, следовательно, к повышенной скорости упомянутого кольцевого воздушного потока в кольцевом зазоре между пакетами 7, 11 статора и ротора. При вращении сдвоенного вентилятора 22 в кольцевой камере "д", в другой ее части со стороны другой лопаточной решетки 26, обращенной к днищу 21 цилиндрического стакана 20, образуется упомянутый выше второй воздушный вихревой поток, аналогичный первому воздушному вихревому потоку со стороны лопаточной решетки 26, обращенной к задней крышке 3. Этот второй воздушный вихревой поток также имеет разрежение в центральной части и повышенное давление на периферии со стороны боковой цилиндрической стенки цилиндрического стакана 20. Поэтому воздух засасывается через воздухозаборные вентиляционные вырезы "к" на торце цилиндрического пенала 23, попадает в дополнительную кольцевую камеру "и", далее проходит через щелевидного профиля воздушные каналы "м", образованные боковыми стенками "л" пластинчатых обойм 27 радиаторов и дроссельными вкладышами 28, после чего воздушный поток проходит через воздухозаборные вентиляционные проемы "г" в днище 21 цилиндрического стакана 20, попадает в кольцевую камеру "д", в ее часть со стороны лопаточной решетки 26, обращенной к днищу 21 цилиндрического стакана 20, и выходит из кольцевой камеры "д" через воздухонапорные вентиляционные отверстия "н" в боковой стенке цилиндрического стакана 20 наружу корпуса 1 генератора в атмосферу. При прохождении воздушного кольцевого потока через щелевидного профиля воздушные каналы "м", образованные пластинчатыми обоймами 27 радиаторов и дроссельными вкладышами 28, обеспечивается дросселирование воздушного потока, связанное с тем, что перепад воздушного давления срабатывает практически на этом отрезке воздушного кольцевого тракта, при этом обеспечивается резкое увеличение скорости воздушного потока в щелевидного профиля воздушных каналах "м", что приводит к переходу режима течения потока из ламинарного в турбулентный и к интенсификации процесса теплоотдачи от нагретых пластинчатых обойм 27 радиаторов блока 16 силовых выпрямителей к проходящему через них воздушному потоку. Температура блока 16 силовых выпрямителей значительно понижается и не возникает опасности перегрева силовых выпрямителей при больших токовых нагрузках, например при проведении электросварочных работ дуговой сваркой.

Наличие цилиндрического стакана 20, смонтированного на задней крышке 3 генератора и образующего совместно с задней крышкой кольцевую камеру "д", в которой размещен сдвоенный вентилятор 22 узла охлаждения упомянутых обмоток 12, 13, 17, 18 и блока 16 силовых выпрямителей, позволяет разделить общий воздушный поток охлаждения указанных обмоток на два отдельных кольцевых потока, проходящих через свои отдельные воздушные тракты охлаждения (в кольцевых зазорах, образованных внутренними цилиндрическими стенками пакетов 6, 7 статора и соответственно наружными боковыми стенками клювообразных пакетов 10, 11 ротора), что в свою очередь обуславливает уменьшение потерь энергии воздушного потока на преодоление сопротивления воздушного тракта и приводит к увеличению скорости кольцевых воздушных потоков, проходящих через кольцевые зазоры, образованные пакетами 6, 10 статора и ротора и соответственно пакетами 7, 11 статора и ротора. Увеличение скорости кольцевых воздушных потоков в упомянутых кольцевых зазорах сопровождается повышением интенсивности процесса теплоотдачи между пакетами 6, 7 статора, пакетами 10, 11 ротора и кольцевыми воздушными потоками, вследствие чего температура упомянутых пакетов 6, 7 статора, 10, 11 ротора существенно понижается при значительных токовых нагрузках (например, при проведении электродуговой сварки), снижается при этом и температура якорных обмоток 17, 18 и обмоток 12, 13 возбуждения постоянного тока и уменьшается вероятность их перегрева при длительной работе генератора со значительной нагрузкой, что способствует повышению надежности в эксплуатации генератора при значительных токовых нагрузках. Наличие в узле охлаждения упомянутых обмоток 12, 13, 17, 18 и радиаторов блока 16 силовых выпрямителей цилиндрического пенала 23, смонтированного на днище 21 цилиндрического стакана 20 и выполненного с кольцевой перегородкой 24 на своем торце "ж", образующей центральное гнездо "з" и дополнительную кольцевую камеру "и", в которой размещены веерообразно пластинчатые обоймы 27 радиаторов, расположенные в меридиональных плоскостях, проходящих через ось 0-01 вала 9 и образующих между собой тороидального профиля общий пакет, позволяет, совместно с наличием второй лопаточной решетки 26 на сдвоенном вентиляторе 22, организовать отдельный воздушный незначительной длины тракт охлаждения блока 16 силовых выпрямителей, установленных на пластинчатых обоймах 27 радиаторов. Наличие установленных внутри упомянутой дополнительной кольцевой камеры "и" между пластинчатыми обоймами 27 радиаторов дроссельных вкладышей 28, образующих совместно с боковыми стенками "л" пластинчатых обойм 27 щелевидного профиля воздушные каналы "м", сообщенные с указанной дополнительной кольцевой камерой "и", указанными воздухозаборными вентиляционными вырезами "к" на торце цилиндрического пенала 23 и с кольцевой камерой "д" для сдвоенного вентилятора 22 через упомянутые воздухозаборные вентиляционные проемы "г" в днище 21 цилиндрического стакана 20, позволяет, за счет уменьшения длины воздушного тракта охлаждения блока 16 силовых выпрямителей, сократить потери напора (энергии) воздушного потока на преодоление воздушного сопротивления тракта и резко увеличить скорость кольцевого воздушного потока в указанных щелевидного профиля воздушных каналах "м" за счет эффекта дросселирования воздушного потока, поскольку практически весь перепад воздушного давления срабатывает на участке воздушного тракта, ограниченном щелевидного профиля воздушными каналами "м". Резкое увеличение скорости кольцевого воздушного потока в упомянутых щелевидного профиля воздушных каналах "м" сопровождается изменением режима течения воздушного потока (ламинарный режим течения потока заменяется на турбулентный режим), что приводит к повышению степени интенсивности теплоотдачи (конвективного теплообмена) между пластинчатыми обоймами 27 радиаторов и воздушным потоком и обуславливает значительное снижение температуры пластинчатых обойм 27 радиаторов и соответственно самих силовых выпрямителей в их блоке 16 при значительных токовых нагрузках (например, при проведении электродуговой сварки). Значительное снижение температуры блока 16 силовых выпрямителей уменьшает вероятность их перегрева при бросках электрического тока в случаях изменения режима работы генератора (например, при изменении режима электродуговой сварки) и приводит в целом к повышению надежности в эксплуатации генератора вследствие повышения эффективности его охлаждения. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Двухсекционный индукторный генератор постоянного тока, содержащий корпус с передней и задней крышками, в которых установлены опорные подшипники, смонтированные в корпусе два пакета статора, разделенные друг от друга диамагнитным кольцом, установленный с возможностью вращения внутри корпуса в указанных опорных подшипниках вал с двумя пакетами ротора, в которых размещены обмотки возбуждения постоянного тока, смонтированные на валу контактные кольца со щеточным узлом, подключенным электрическими цепями к упомянутым обмоткам возбуждения пакетов ротора через контактные кольца, встроенный в корпус посредством радиаторов блок силовых выпрямителей, подключенных к якорным обмоткам соответствующих пакетов статора, а также узел охлаждения указанных обмоток и радиаторов блока силовых выпрямителей, включающий смонтированный на одном конце вала снаружи корпуса со стороны передней крышки вентилятор, а также выполненные в передней и задней крышках вентиляционные воздухозаборные отверстия, отличающийся тем, что упомянутый корпус снабжен смонтированным на задней крышке цилиндрическим стаканом, выполненным на своем днище с центральным отверстием и с воздухозаборными проемами, и образующим совместно с задней крышкой кольцевую камеру, сообщенную с внутренней полостью корпуса через указанные вентиляционные воздухозаборные отверстия в задней крышке, а узел охлаждения упомянутых обмоток и радиаторов блока силовых выпрямителей включает дополнительный сдвоенный вентилятор, смонтированный на валу в указанной кольцевой камере, а также включает цилиндрический пенал, смонтированный на днище упомянутого цилиндрического стакана и выполненный с кольцевой перегородкой на своем торце, образующей совместно с днищем цилиндрического стакана центральное гнездо и дополнительную кольцевую камеру, сообщенную через указанные воздухозаборные проемы в днище стакана с упомянутой кольцевой камерой, при этом вал выполнен с хвостовиком, пропущенным через центральное отверстие в днище указанного цилиндрического стакана, контактные кольца размещены на упомянутом хвостовике вала внутри указанного центрального гнезда, а лопаточные решетки сдвоенного вентилятора расположены противоположно друг относительно друга и обращены к задней крышке и соответственно к днищу цилиндрического стакана, причем радиаторы блока силовых выпрямителей выполнены в виде пластинчатых обойм, размещенных веерообразно в упомянутой дополнительной кольцевой камере в меридиональных плоскостях, проходящих через ось вала и образующих между собой тороидального профиля общий пакет, а цилиндрический пенал выполнен на своем торце с воздухозаборными вентиляционными вырезами и снабжен установленными внутри дополнительной кольцевой камеры между пластинчатыми обоймами радиаторов дроссельными вкладышами, образующими совместно с боковыми стенками пластинчатых обойм щелевидного профиля воздушные каналы, сообщенные с упомянутой дополнительной кольцевой камерой, указанными воздухозаборными вентиляционными вырезами на торце цилиндрического пенала и с кольцевой камерой для сдвоенного вентилятора через упомянутые воздухозаборные вентиляционные проемы в днище цилиндрического стакана, при этом боковая стенка цилиндрического стакана выполнена с воздухонапорными вентиляционными отверстиями, расположенными напротив периферийных боковых кромок сдвоенного вентилятора и сообщенными с кольцевой камерой для последнего, а диамагнитное кольцо выполнено на боковой стенке с воздухозаборными вентиляционными отверстиями, сообщенными с внутренней полостью указанного корпуса.

2. Двухсекционный индукторный генератор постоянного тока по п.1, отличающийся тем, что сдвоенный вентилятор выполнен в виде диска, на противоположных торцах которого смонтированы лопатки соответствующих лопаточных решеток, симметрично расположенных по обе стороны относительно плоскости, перпендикулярной оси вала и проходящей через оси упомянутых воздухонапорных вентиляционных отверстий в боковой стенке цилиндрического стакана, расположенных по дуге окружности.

3. Двухсекционный индукторный генератор постоянного тока по п.1, отличающийся тем, что дроссельные вкладыши выполнены из изоляционного синтетического материала и имеют в поперечном сечении, перпендикулярном оси вала, секторную форму.

4. Двухсекционный индукторный генератор постоянного тока по п.1, отличающийся тем, что пластинчатые обоймы радиаторов выполнены на боковой стенке с ребрами, расположенными вдоль оси вала.

5. Двухсекционный индукторный генератор постоянного тока по п.1, отличающийся тем, что пластинчатые обоймы радиаторов выполнены на своих концах со стороны торца цилиндрического пенала со скосами, образующими между собой острый угол, вершина которого обращена в сторону торца пенала.





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru