188458. lajstromszámú szabadalom • Egy- vagy többfázisú heteropoláris vagy homopoláris reluktancia generátor
1 188 458 2 A mellékelt rajzokon az 1. ábra egyfázisú, négypólusú, heteropoláris reluktancia generátor hosszmetszetét mutatja, míg a 2. ábra ugyanezen generátor keresztmetszetét ábrázolja, a 3. ábra közvetett kerületi légrés növelés megoldását mutatja kör alakú, anyagában orientált mágneses vezetőképességű, négypólusú turbina tárcsa esetén, a 4. ábra közvetett kerületi légrés növelés megoldását ábrázolja orientálatlan mágneses vezetőképességű, hatpólusú, pólusívekkel rendelkező turbina tárcsa esetén, az 5. ábra háromfázisú, hatpólusú, heteropoláris reluktancia generátor keresztmetszetét mutatja, a 6. ábra háromfázisú, négypólusú, hompoláris reluktancia generátor keresztmetszetét mutatja, míg a 7. ábra ugyanezen generátor hosszmetszetét ábrázolja, a 8. ábra egyfázisú, négypólusú, permanens mágneses gerjesztésű, heteropoláris reluktancia generátor keresztmetszetét mutatja és végül a 9. ábra többfázisú, permanens mágneses gerjesztésű, heteropoláris reluktancia generátor felépítését ábrázolja szegmensenként különálló armatúrával. Egyfázisú, heteropoláris reluktancia generátor hossz- és keresztmetszetét az 1. és 2. ábra mutatja. A lemezeit (célszerűen transzformátor lemezből készült) és gerjesztés szempontjából kétpólusú 1 armatúrán helyezkednek el az egyenáramú 2 gerjesztő tekercsek, illetőleg a pólusosztás szempontjából négypólusú 3a, vagy 3b armatúra tekercsek. A 2 gerjesztő tekerccsel azonos kivitelű 3a armatúra tekercs megoldás kedvezőtlenebb terhelési fázisszöget eredményez, míg a pólusonként minimálisan kettő horonyban elhelyezett 3b armatúra tekercs kialakítás csak a pólusosztásnál kisebb ívű húros tekercselést tesz lehetővé. Amennyiben több, különböző ívű húros 3b armatúra tekercs egyidejűleg kerül beépítésre az 1 armatúrán, úgy különböző frekvenciájú 3b armatúra tekercs kialakítás is lehetővé válik. A pólusközökben helyezkednek el a célszerűen szigetelő anyagú 4 térhatárolók, amelyek megfelelőek kis légrésbeállítás mellett a forgórészt egybefüggően is körülvehetik. A 4 térhatárolók feladata a tangenciálisan beáramló hajtóközeg (gáz, gőz, folyadék és ezek keveréke) radiális mozgásának korlátozása. Ugyanezt a szerepet töltik be a célszerűen szigetelő anyagú 12 horonyzáró ékek is a pólusok belső felületén. A pólusközökben kerül beépítésre az egy vagy több (szimmetrikusan elhelyezkedő), célszerűen antimágneses anyagból készült 5 fúvóka, ami a hajtóközeg 4 térhatárolón keresztüli tangenciális befúvását biztosítja a mágnesesen vezető 6 tárcsákra. A 2. ábrán látható kétfúvókás kivitel, pl. elektro-pneumatikus külső szabályozó körrel kombinálva finom frekvenciatartást biztosít a kimenő villamos teljesítmény változása esetén is. A pólusívekkel rendelkező 6 tárcsák mágneses vezetés szempontjából anyagukban orientáltak, vagy orientálatlanok, célszerűen 0,2-1,5 mm vastag transzformátor, vagy dinamó lemezből készültek. A 6 tárcsák a 7 aktív hosszban perforált csőtengelyre, vagy bordás tengelyre felfűzöttek és a 8 ékkel elfordulás ellen rögzítettek, illetőleg a 9 rögzítőgyűrűkkel axiálisan pozícionáltak. A 10 oldalhatárolók célszerűen antimágneses anyagból készültek és az 1 armatúrához szorosan illesztettek, de a forgórész és a 9 rögzítőgyűrűk szabad forgását kis hézaggal lehetővé teszik. így a 4 térhatárolókkal együtt a forgórészt teljesen körülvéve a hajtóközeg légrésből való axiális elmozdulását is korlátozzák. A leírt megoldás lehetővé teszi a forgórésztér és tekercstér teljes szétválasztását. A 6 tárcsák közötti, célszerűen 0,2-1 mm-es távolságot pl. a 11 távtartó domborítások szolgáltatják. így az 5 fúvókán beáramló hajtóközeg a 6 tárcsák között archimedesi spirálison mozog a 7 aktív hosszban perforált csőtengely irányában — kinetikus energiájával forgatónyomatékot kelt - majd a 7 aktív hosszban perforált csőtengelyben, vagy bordástengelyen át axiálisan távozik. Az 1. és 2. ábrán látható egyfázisú, négypólusú generátornál a mágnesesen vezető 6 tárcsák pólusív kiképzés nélküli, kör alakú, mágneses vezetőképesség szempontjából anyagában orientált dinamó vagy transzformátor lemezekből is készíthetők és példaképpeni megoldást jelentenek a közvetett kerületi légrés növelésére. Ilyen mágneses tulajdonsággal rendelkeznek pl. a Kawasaki cég MR-4 típusú lágymágneses lemezei, amelyek 0,5 T indukció esetén 10:1 mágneses vezetőképesség arányt mutatnak a hengerlési irányban, illetve arra merőlegesen. Bár a kör alakú 6 tárcsa kialakítás kedvező a turbina hatásfoka szempontjából, köralakú és anyagában orientált mágneses tulajdonságú 6 tárcsákkal csak négypólusú forgórész hozható létre. Lényeges szempont még az anyagában orientált mágneses tulajdonságú 6 tárcsák felhasználásánál, hogy azokkal kisebb forgórész átmérők és kerületi sebességek érhetők el, mint az orientálatlanokkal. Ennek oka az, hogy a 6 tárcsa tengelyre fűzését biztosító belső furat mentén forgás közben fellépő ívmenti húzófeszültség felső értéke csak kb. 10 kg/mm2 lehet. Ennél nagyobb húzófeszültség kedvezőtlenül hat a mágneses permeabilitásra és a hengerelési, valamint arra merőleges irányban kialakított mágneses vezetőképesség arányt lecsökkenti. A 3. ábra további közvetett kerületi légrés növelés példaképpeni megoldását mutatja kör alakú, anyagában orientált mágneses vezetőképességű, négypólusú 31 tárcsa esetén. A 32 körívmenti, vagy 33 húrmenti domborítások és/vagy perforálások a 34 maximális mágneses vezetőképesség irányával megegyező szimmetriatengelyűek. Ezek létrehozásához szükséges mechanikai igénybevétel - utólagos hőkezelés nélkül - egyrészt az anyag mágneses tulajdonságát lerontja a 32 körívmenti és/vagy húrmenti domborítások és/vagy perforálások körüli tartományban, másrészt a sértetlen lemezkeresztmetszet leszűkítésével mágneses vezetőképesség csökkenést idéz elő a 34 maximális mágneses vezetőképesség irányára merőlegesen. •Ez a megoldás egyértelműen a forgórész vasveszteség növekedését vonja maga után. A 4. ábra is közvetett kerületi légrés növelés példaképpeni megoldását mutatja orientálatlan mágneses vezetőképességű. hatpólusú, pólusívekkel rendelkező 41 tárcsa esetén. Orientálatlan mágneses vezetőképességű 41 tárcsák esetén a mechanikai igénybevétel nem okoz mágneses 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
