Патенты автора Сергеев Виктор Дмитриевич (RU)

Изобретение относится к области энергомашиностроения и может быть использовано при проектировании, например, газотурбинных установок, работающих как по замкнутому, так и по открытому циклам при высоких давлениях наддува в подшипниках и градиентах температур, а также генераторов. Радиальный подшипниковый узел включает полый корпус, в полости которого размещена втулка, выполненная из сегментов, и цапфу, размещенную с возможностью вращения в полости втулки. Сегменты втулки выполнены в виде желобообразных удлиненных элементов одинаковой угловой длины, на поверхности которых, обращенной к цапфе, сформирована магнитная схема Хальбаха, для чего на ней зафиксированы планки, выполненные из постоянных магнитов с чередующимся тангенциальным намагничиванием, между которыми размещены планки, выполненные из постоянных магнитов с чередующимся радиальным намагничиванием. Внешняя поверхность, образованная планками из постоянных магнитов и обращенная к цапфе, выполнена цилиндрической с образованием рабочего зазора с поверхностью цапфы, кроме того, сегменты втулки отделены друг от друга клиньями, выполненными в виде Т-образных планок с возможностью скрепления с корпусом. Контактирующие боковые кромки клиньев и сегментов втулки выполнены с возможностью зацепления последних первыми, кроме того, между корпусом и сегментами втулки размещены упругие прокладки с продольными гофрами. Корпус снабжен патрубками для ввода сжатого газа с возможностью его подвода в рабочий зазор между поверхностью планок из постоянных магнитов и поверхностью цапфы, в объеме сегментов втулки выполнена система сообщающихся каналов, сообщенная с патрубками для ввода сжатого газа, выполненными с возможностью подачи сжатого газа от внешнего источника, Выходные отверстия системы сообщающихся каналов сообщены с рабочим зазором через радиальные питающие отверстия, проходящие через сегменты втулки и планки из постоянных магнитов. Сегменты втулки и цапфа выполнены из материала с высокой магнитной проницаемостью, на поверхности сегментов втулки, обращенной к цапфе, зафиксированы планки одинаковой толщины, радиальные питающие отверстия проходят через сегменты втулки и планки, а внешняя поверхность, образованная планками и обращенная к цапфе, выполнена цилиндрической с образованием рабочего зазора с поверхностью цапфы. Планка, которая зафиксирована на поверхности нижнего сегмента втулки, и смежные с ней планки, которые зафиксированы на поверхности нижних участков других сегментов втулки и боковые кромки которых контактируют с клиньями, выполнены из антифрикционного материала, а остальные планки выполнены из постоянных магнитов с чередующимися тангенциальными противоположно направленными направлениями намагниченности, между которыми размещены планки, выполненные из постоянных магнитов с чередующимися радиальными противоположно направленными направлениями намагниченности. Технический результат: обеспечение высокой несущей способности радиального подшипникового узла в рабочем режиме при уменьшении в нем потерь на трение и небольших массогабаритных характеристиках, надежном запуске турбомашины, а также повышение устойчивости ротора к «полускоростному вихрю» и снижение деформации зазора в газостатическом подшипнике при высоких давлениях наддува. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромашиностроению. Радиальный подшипниковый узел включает втулку, разделенную на сегменты (2, 3), размещенную в полости корпуса (1) статора электромашины, и ротор (4), размещенный с возможностью вращения в полости втулки, с возможностью подвода сжатого воздуха от внешнего источника в рабочий зазор (14, 15) между поверхностью полости втулки и поверхностью ротора (4). Для этого в объеме сегментов (2, 3) втулки выполнена система сообщающихся продольных (8, 9) и поперечных (10, 11) каналов, сообщенная с патрубками (18, 19) для ввода сжатого воздуха от внешнего источника, при этом выходные отверстия (12, 13) системы сообщающихся каналов сообщены с рабочим зазором (14, 15) через радиальные питающие отверстия (16, 17), проходящие через сегменты (2, 3) втулки, причем сегменты (2, 3) подпружинены к ротору. Сегменты (2, 3) втулки выполнены из изоляционного материала в виде желобообразных удлиненных элементов одинаковой угловой длины, боковые кромки которых контактируют с боковыми кромками соседних сегментов (2, 3). Внешняя поверхность сегментов (2, 3) снабжена параллельными продольными ребрами, между которыми установлены упругие подложки из эластичного материала, которыми сегменты (2, 3) оперты на обращенные к ним поверхности зубцов статора, причем по меньшей мере один продольный канал каждого сегмента сообщен подводящей трубкой (18, 19) со штуцером (20, 21) для подвода сжатого воздуха, установленным на внешней стороне щита (22, 23) генератора. Технический результат: повышение надежности электромашины за счет замены газостатических подшипников, расположенных по всей длине ротора, сегментными газостатическими подшипниками с упругой подложкой, тем самым формируя необходимый радиальный зазор при различных режимах работы электромашины, устранение прогиба индуктора (ротора) электромашины, расширение области устойчивости ротора за счет демпфирования упругой подложки сегментов, обеспечение функционирования электрической машины. 5 ил.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в повышении частоты вращения и ресурса ввиду отсутствия механической передачи, а также обеспечения возможности использования наружной поверхности ротора в качестве ступицы электромобиля, ротора гидрогенератора или ветрогенератора. Электромашина содержит шихтованный сердечник статора с пазами на внешней стороне, в которых уложены катушки обмотки. Соосно ротору с возможностью вращения относительно него размещен промежуточный ротор, в цилиндрической полости которого с зазором установлен статор. Ротор выполнен в виде соосного цилиндрическому валу диска, по периферии которого выполнена цилиндрическая обечайка, параллельная поверхности цилиндрического вала, на поверхности которого надеты и зафиксированы от продольного перемещения подшипники качения. На них оперта цилиндрическая часть корпуса электромашины, один торец которой снабжен плоским кольцом, внешняя часть которого выполнена с внешним и внутренним кольцевыми выступами. На внешней поверхности цилиндрической части корпуса смонтирован шихтованный сердечник статора с обмоткой. На противоположный торец цилиндрической части корпуса надет и уперт в сердечник статора своим внутренним кольцевым выступом торцевой щит корпуса, внешняя кромка которого выполнена со вторым кольцевым буртиком, на который и на внутренний кольцевой выступ корпуса надеты подшипники качения. На них же оперта цилиндрическая немагнитная втулка промежуточного ротора на внутренней поверхности которой смонтирована магнитная система. На внутренней поверхности цилиндрической обечайки ротора закреплен его шихтованный сердечник, в цилиндрической полости которого смонтирована магнитная система, в цилиндрической полости которой с зазором размещены полюса магнитной передачи из материала с высокой магнитной проницаемостью, чередующиеся с немагнитными вставками. Обе указанные магнитные системы намагничены, например, по схеме Хальбаха. Торцы названных элементов жестко скреплены с обращенной к ним поверхностью внешнего кольцевого выступа корпуса. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат – повышение механической прочности ротора, уменьшение дополнительных потерь и паразитных моментов, вызванных высшими гармониками магнитного поля индуктора. Ротор содержит цилиндрический вал из немагнитного материала, на который надет индуктор. Индуктор выполнен в виде составной магнитной втулки из планок, ориентированных вдоль продольной оси ротора, выполненных из постоянных магнитов. Между планками, намагниченными тангенциально, размещены планки, намагниченные радиально, с реализацией магнитной схемы Хальбаха. На индуктор надета тонкостенная фиксирующая втулка из немагнитного материала, предпочтительно из титанового сплава. Поверхность полости составной магнитной втулки, контактирующая с валом, выполнена цилиндрической. Торцы тангенциально намагниченных планок конгруэнтны обращенной к ним поверхности тонкостенной фиксирующей втулки, а торцы радиально намагниченных планок выступают над торцами тангенциально намагниченных планок и выполнены со скруглением, радиус кривизны которого меньше радиуса кривизны наружной поверхности тонкостенной фиксирующей втулки на ее контакте с ними. Вал выполнен монолитным, предпочтительно из титанового или алюминиевого сплава или композита. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат: повышение механической прочности ротора, уменьшение дополнительных потерь и паразитных моментов, вызванных высшими гармониками магнитного поля индуктора. Ротор содержит цилиндрический вал из немагнитного материала, на который надет магнитный индуктор, содержащий планки из магнитного материала, чередующиеся с полюсами, выполненными из материала с высокой магнитной проницаемостью. Вал выполнен из дисков равного сопротивления с одинаковым внешним диаметром. На внешней поверхности вала выполнены продольные канавки округлого сечения, равномерно удаленные друг от друга, симметричные радиально ориентированным плоскостям. Планки из магнитного материала выполнены в виде пластин, торцы которых, обращенные к валу, конгруэнтны его поверхности, а торцы, обращенные к внешней поверхности ротора, конгруэнтны контактирующей с ними поверхности тонкостенной фиксирующей втулки, надетой на индуктор. Поверхности полюсов, обращенные к тонкостенной фиксирующей втулке, выступают по отношению к поверхностям магнитных планок и выполнены со скруглением, радиус кривизны которого меньше радиуса кривизны поверхности тонкостенной фиксирующей втулки на ее контакте с магнитными планками. Магнитные планки намагничены тангенциально. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромашиностроению. Технический результат – уменьшение массы и габаритов электромашины, повышение её надежности и эффективности охлаждения обмотки и сердечника статора. Электромашина содержит ротор, на котором закреплен индуктор с внешней цилиндрической поверхностью, выполненный в виде цилиндрического вала из немагнитного материала, содержащего продольные радиальные полости для размещения магнитных планок. Полости выполнены в виде сквозных каналов, не имеющих сообщения с наружной поверхностью ротора, причём участки поверхности каналов, обращенные к ней и к оси вращения ротора, выполнены со скруглением, радиус кривизны которого меньше радиуса кривизны наружной поверхности ротора. Участки магнитных планок, обращенные к наружной поверхности ротора, конгруэнтны поверхности каналов, а их противоположные участки выполнены уплощенными. Магнитные планки намагничены радиально. Полость корпуса выполнена с возможностью подвода охлаждающего агента к ротору и статору и отвода последнего после нагрева в машине, причем статор выполнен с возможностью независимого охлаждения. Электромашина содержит пассивные магнитные подшипники, намагниченные по схеме Хальбаха. 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат - повышение механической прочности ротора, уменьшение дополнительных потерь и паразитных моментов, вызванных высшими гармониками магнитного поля индуктора. Ротор содержит цилиндрический вал из немагнитного материала, на который надет индуктор, содержащий планки из магнитного материала, чередующиеся с контактирующими с ними своими боковыми поверхностями полюсами, выполненными из материала с высокой магнитной проницаемостью. На внешней поверхности вала выполнены продольные канавки округлого сечения, равномерно удаленные друг от друга, симметричные радиально ориентированным плоскостям. Планки из магнитного материала выполнены в виде пластин, торцы которых, обращенные к валу, конгруэнтны его внешней поверхности, а торцы пластин, обращенные к внешней поверхности ротора, конгруэнтны контактирующим с ними поверхностям тонкостенной фиксирующей втулки, надетой на индуктор. Поверхности полюсов, обращенные к тонкостенной фиксирующей втулке, выступают по отношению к поверхностям магнитных планок и выполнены со скруглением, радиус кривизны которого меньше радиуса кривизны поверхности тонкостенной фиксирующей втулки на ее контакте с магнитными планками. Магнитные планки намагничены тангенциально. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромашиностроению. Технический результат - повышение механической прочности ротора, уменьшение дополнительных потерь и паразитных моментов, вызванных высшими гармониками магнитного поля индуктора. Ротор электромашины выполнен в виде цилиндрического вала из немагнитного материала, содержащего продольные радиальные полости для размещения магнитных планок, параллельные оси вращения ротора, и цапфы по торцам. Вал выполнен монолитным, предпочтительно из титанового сплава. Продольные радиальные полости выполнены в виде сквозных каналов, не имеющих сообщения с наружной поверхностью ротора. Участки поверхности каналов, обращенные к ней и к оси вращения ротора, выполнены со скруглением, радиус кривизны которого меньше радиуса кривизны наружной поверхности ротора. Участки магнитных планок, обращенные к наружной поверхности ротора, конгруэнтны поверхности каналов, а их противоположные участки выполнены уплощенными. Магнитные планки намагничены радиально. Торцы сквозных каналов перекрыты юбками цапф, скрепленных с торцами ротора. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат – повышение прочности ротора, уменьшение дополнительных потерь и паразитных моментов, вызванных высшими гармониками магнитного поля индуктора. Ротор выполнен в виде цилиндрического вала из немагнитного материала, содержащего продольные радиальные полости, равноудаленные друг от друга, и размещенные в них магнитные планки, параллельные оси вращения ротора. Вал выполнен из дисков равного сопротивления с одинаковым внешним диаметром, жестко скрепленных друг с другом торцовыми поверхностями ободьев, ширина которых превышает радиально ориентированный размер сечения сквозных продольных радиальных полостей, выполненных по периметру обода диска равноудаленно друг от друга. Продольные радиальные полости всех дисков соосны и составляют сквозные каналы, не имеющие сообщения с наружной поверхностью обода диска. Участки поверхности сквозных каналов, обращенные к ней и к оси вращения ротора, выполнены со скруглением, радиус кривизны которого меньше радиуса кривизны наружной поверхности обода диска. Участки магнитных планок, обращенные к наружной поверхности ротора, конгруэнтны поверхности каналов, а их противоположные участки выполнены уплощенными. Магнитные планки намагничены радиально. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области ветроэнергетики и электротехники. Вертикально-осевая ветроустановка содержит ротор, включающий ряд вращающихся вокруг вертикальной оси вертикальных лопастей и ступицу, располагаемую в центре вращения, в которой скомпонован электрогенератор. Статор охвачен цилиндрической полостью ротора электрогенератора, выполненного из немагнитного материала и установленного соосно с продольной осью статора с возможностью вращения вокруг него. Пазы статора, в которых уложены катушки обмотки, зафиксированные клиньями, размещены с его внешней стороны и открыты к обращенной к ним поверхности цилиндрической полости ротора электрогенератора. Корпус статора выполнен с отверстием, соосным с его продольной осью, которым он надет на ступицу. На верхней и нижней кромках ступицы закреплены кольцеобразные торцевые щиты электрогенератора. Внутренняя поверхность полости ротора, обращенная к статору, снабжена кольцевым выступом с пазом. В пазу смонтирован индуктор, содержащий планки из постоянных магнитов с образованием составного магнитного кольца, ориентированные вдоль продольной оси ротора электрогенератора. Планки намагничены с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха. Внешняя поверхность составного магнитного кольца уперта в дно паза кольцевого выступа ротора электрогенератора. Подшипниковый узел электрогенератора содержит магнитные радиальные подшипники, размещенные в зазорах между кромками торцевых щитов электрогенератора и обращенных к ним поверхностях ротора электрогенератора. Вертикальные лопасти жестко скреплены с ротором, содержащим цилиндрический вал, от которого радиально в горизонтальной плоскости отходят закрытые в аэродинамические обтекатели силовые траверсы. На концах траверс закреплены вертикальные лопасти. Точки контакта силовых траверс с вертикальными лопастями связаны с цилиндрическим валом растяжками, закрытыми в аэродинамические обтекатели. Цилиндрический вал с возможностью вращения пропущен через эластичную втулку, закрепленную в направляющей втулке, жестко закрепленной на торце вертикальной мачты. Ступица ориентирована горизонтально и жестко скреплена с мачтой ниже направляющей втулки. Эластичная втулка содержит цилиндрический первый полый вкладыш из немагнитного материала. Цилиндрический вал на участке прохода через направляющую втулку снабжен вторым полым немагнитным вкладышем, жестко скрепленным с ним. В зазоре между первым и вторым полыми немагнитными вкладышами размещен радиальный магнитный подшипник. Эластичная втулка содержит шайбу из эластичного материала, на которую оперты закраины немагнитной втулки. В зазоре между опорной пятой и закраинами немагнитной втулки размещен упорный магнитный подшипник. Изобретение направлено на повышение повышение надежности работы и существенное уменьшение трения в подшипниках. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Вертикально-осевая ветроустановка состоит из опорных колец с приваренными к ним вертикальными лопастями, ступицы, жестко зафиксированной на мачте. Среднее опорное кольцо соединено радиальными стержнями с внешней поверхностью корпуса ротора электрогенератора. Сердечник статора электрогенератора жестко скреплен с внешней поверхностью ступицы. Статор размещен в цилиндрической полости ротора, установленного соосно со статором с возможностью вращения вокруг него. Пазы статора, в которых уложены катушки обмотки, размещены с внешней стороны статора. На верхней и нижней кромках ступицы закреплены кольцеобразные торцевые щиты электрогенератора. Внутренняя поверхность корпуса ротора, обращенная к статору, снабжена кольцевым выступом с пазом. В полости паза смонтирована магнитная система в виде составного кольца. Первый радиальный магнитный подшипник ветроустановки размещен в электрогенераторе по меньшей мере в одном из зазоров между кромкой торцевых щитов и обращенной к ней поверхностью корпуса ротора. На уровне нижнего опорного кольца размещена подшипниковая обойма в виде цилиндрического стакана. Второй радиальный магнитный подшипник сформирован в зазоре между стенкой мачты и обращенной к ней поверхностью цилиндрического стакана. Упорный подшипник сформирован в зазоре между кольцевым выступом мачты и обращенной к нему поверхностью дна цилиндрического стакана. На названных поверхностях жестко закреплены составные постоянные магниты, намагниченные с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха. Изобретение направлено на уменьшение трения в подшипниках и повышение надежности ветроустановки. 2 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в качестве уплотнения вращающихся валов различных механизмов. Торцевое уплотнение вращающегося вала содержит седло с отверстием, через которое с возможностью вращения пропущен вал, уплотнительное кольцо, установленное с возможностью его возвратно-поступательного перемещения вдоль вала, эластичное кольцевое уплотнение и средство придания возвратно-поступательного перемещения уплотнительному кольцу вдоль вала. Эластичное кольцевое уплотнение установлено в кольцевом желобке, выполненном на стенке отверстия уплотнительного кольца. Уплотнительное кольцо выполнено из материала с высокой магнитной проницаемостью, например из сплава 48КНФ. К торцевой поверхности седла приклеено кольцо из антифрикционного немагнитного материала. Средство придания возвратно-поступательного перемещения уплотнительному кольцу вдоль вала выполнено из магнитного материала, в виде кольца, охватывающего кольцо из антифрикционного немагнитного материала, толщина которого больше толщины магнитного кольца. Седло установлено в корпусе заявляемого механизма и уплотнено от протечек жидкости из камеры эластичным уплотнительным кольцом. Технический результат - повышение надежности уплотнения и упрощение конструкции. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат: уменьшение массогабаритных характеристик, повышение надежности работы, повышение ресурса электромашины. Электромашина содержит опорный корпус статора, шихтованный сердечник статора, на внешней цилиндрической поверхности которого выполнены пазы, в которые уложены катушки обмотки статора. Статор размещен внутри цилиндрической полости ротора. Ротор содержит индуктор. Корпус ротора выполнен в виде двух тарелок из немагнитного материала, разъемно скрепленных друг с другом и обращенных друг к другу своими полостями. Постоянные магниты индуктора в форме параллелепипеда и немагнитные клинья трапецеидальной формы выполнены в виде планок, ориентированных вдоль продольной оси ротора и установленных с образованием составного кольца с чередованием полярности полюсов. Электромашина снабжена радиальными и упорными магнитными подшипниковыми узлами, расположенными на выступах опорного корпуса статора и соосных с ними Г-образных цилиндрах, выполненных на тарелках корпуса ротора. На цилиндрических выступах опорного корпуса статора жестко закреплены статорные части составных постоянных магнитов, образующие магнитную схему Хальбаха. На обращенных к ним поверхностях Г-образных цилиндров закреплены роторные части составных постоянных магнитов, образующие магнитную схему Хальбаха. Составные постоянные магниты образуют радиальные подшипники. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромашиностроению. Технический результат: повышение ресурса электромашины, увеличение окружной скорости индуктора, уменьшение трения в подшипниках. Электромашина содержит шихтованный сердечник статора, на внешней цилиндрической поверхности которого выполнены пазы, в которые уложены катушки обмотки. Сердечник статора располагается на опорном корпусе и жестко связан с ним. Опорный корпус статора выполнен в виде стакана, средняя часть боковых стенок которого снабжена цилиндрическим выступом. Статор размещен внутри цилиндрической полости ротора. Ротор содержит индуктор, выполненный из постоянных магнитов. Корпус ротора выполнен в виде двух тарелок, разъемно скрепленных друг с другом своими кромками и обращенных друг к другу своими полостями. Индуктор размещен на периферийном участке корпуса ротора и содержит постоянные магниты в виде планок трапецеидальной формы, ориентированных вдоль продольной оси ротора с образованием составного магнитного кольца с образованием магнитной схемы Хальбаха. Подшипниковый узел электромашины содержит радиальные и упорные магнитные подшипники. Составные постоянные магниты, намагниченные с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха, образуют радиальные магнитные подшипники. Составные постоянные магниты образуют упорные магнитные подшипники. 2 ил.

Изобретение может быть использовано для преобразования энергии текущей среды в электроэнергию. Гидроагрегат содержит гидротурбину и электрогенератор. Канал корпуса гидроагрегата образован поверхностью канала ротора электрогенератора, с которым жестко скреплены концы лопаток ротора гидротурбины. Ротор электрогенератора содержит обечайку с цилиндрическим выступом, в котором выполнен кольцевой паз с магнитной системой. Внешняя поверхность ротора образует рабочий зазор с поверхностью полости шихтованного сердечника статора, снабженный пазами, в которых уложены катушки обмотки, зафиксированные клиньями. Статор с обмотками размещен в герметичной полости корпуса. Рабочий зазор ротора герметично отделен от названной полости корпуса. Корпус включает щиты, разъемно и герметично скрепленные с цилиндрическим корпусом, при этом его внутренняя поверхность снабжена пазом, в котором размещен пакет сердечников статора, снабженный по торцам нажимными листами и зафиксированный разрезным кольцом. Между боковыми стенками цилиндрического выступа и поверхностям щитов установлены упорные подшипники. Между концевыми поверхностями ротора и поверхностями цилиндрических отверстий щитов установлены радиальные подшипники. Объем, в котором установлены радиальные подшипники, герметизирован со стороны зазора между подводящим и отводящим каналами и каналом корпуса. Изобретение направлено на повышение ресурса гидроагрегата и его электрогенератора. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области ветроэнергетики и электротехники и, в частности, к электромашиностроению. Вертикально-осевая ветроустановка содержит ступицу, в которой скомпонован электрогенератор и ротор, включающий ряд вращающихся вокруг вертикальной оси вертикальных лопастей. На ступице установлен статор, внешней поверхности которого придана цилиндрическая форма, при этом он охвачен цилиндрической полостью ротора. Пазы статора, в которых уложены катушки обмотки, размещены с внешней стороны статора и открыты к обращенной к ним поверхности цилиндрической полости ротора. Внутренняя поверхность полости ротора, обращенная к статору, снабжена кольцевым выступом с пазом, в котором смонтирован индуктор, содержащий планки, ориентированные вдоль продольной оси ротора, выполненные из постоянных магнитов, с образованием составного магнитного кольца. При этом планки намагничены так, что между радиально намагниченными магнитами размещены тангенциально намагниченные, с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха. Подшипниковый узел электромашины содержит магнитные радиальные подшипники, размещенные в зазорах между кромками торцевых щитов электрогенератора и обращенных к ним поверхностях ротора, а также содержит магнитные упорные подшипники, размещенные в зазорах между поверхностями торцевых щитов электрогенератора и обращенных к ним поверхностях выступа ротора. Использование изобретения приводит к повышению ресурса ветроустановки и ее электрогенератора, уменьшению трения в подшипниках, увеличению окружной скорости индуктора электрогенератора, самораскрутке ротора при низких скоростях ветра. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат: упрощение конструкции, увеличение окружной скорости индуктора. Электромашина содержит опорный корпус статора, шихтованный сердечник статора из электротехнической стали, на внешней цилиндрической поверхности которого выполнены пазы, в которые уложены катушки обмотки статора и зафиксированы пазовыми клиньями. Опорный корпус статора выполнен в виде цилиндрического стакана, средняя часть боковых стенок которого снабжена цилиндрическим выступом. Статор размещен внутри цилиндрической полости ротора, установленного соосно с продольной осью статора, с возможностью вращения вокруг него. Корпус ротора выполнен в виде двух тарелок, разъемно скрепленных друг с другом своими кромками и обращенных друг к другу своими полостями. Ротор содержит индуктор. Индуктор содержит магнитные планки, ориентированные вдоль продольной оси ротора, намагниченные в тангенциальном встречном направлении, чередующиеся с полюсами, выполненными в виде планок из материала с высокой магнитной проницаемостью. Участки тарелок, расположенные вблизи продольной оси статора, снабжены отгибом, выполненным с возможностью фиксации внешней обоймы подшипника, внутренняя обойма которого установлена на участке опорного корпуса напротив внутренней обоймы подшипника. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано в электромашиностроении. Вертикально-осевая ветроустановка содержит ступицу, жестко зафиксированную в пространстве, располагаемую в центре вращения, в которой скомпонованы электрогенератор и ротор. Ротор содержит цилиндрический вал, от которого радиально в горизонтальной плоскости отходят закрытые в аэродинамические обтекатели силовые траверсы, на концах которых закреплены вертикальные лопасти. Цилиндрический вал с возможностью вращения пропущен через направляющую втулку, жестко закрепленную на торце вертикальной мачты. Электрогенератор содержит корпус, в полости которого размещен шихтованный сердечник статора, скрепленный со ступицей, снабженный пазами, в которых размещены катушки обмотки. В цилиндрической полости статора с возможностью вращения размещен ротор электрогенератора. Ротор включает в себя индуктор, выполненный с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха или с радиальным или тангенциальным намагничиванием. Корпус электрогенератора, снабжен первым и вторым щитами, выполненными с возможностью жесткого скрепления с соответствующими торцевыми кромками корпуса электрогенератора. Использование данного изобретения приводит к повышению ресурса и надежности работы ветроустановки и ее электрогенератора за счет существенного уменьшения трения в подшипниках, повышения КПД генератора, уменьшения массы вращающихся деталей, увеличения окружной скорости индуктора электрогенератора. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат: упрощение конструкции, повышение надёжности. Электромашина содержит опорный корпус статора, шихтованный сердечник статора, снабженный пазами, в которых размещены катушки обмотки статора, ротор, включающий корпус и индуктор, и подшипниковый узел. Опорный корпус выполнен в виде цилиндрического стакана, средняя часть боковых стенок которого снабжена цилиндрическим выступом, на котором закреплен сердечник статора. Статор размещен внутри цилиндрической полости ротора. Ротор включает корпус и индуктор, содержащий чередующиеся по периметру постоянные магниты и немагнитные клинья. Корпус ротора содержит обечайку, выполненную из материала с высокой магнитной проницаемостью, и две тарелки из немагнитного материала, разъемно скрепленные с обечайкой своими кромками и обращенные друг к другу своими полостями. Индуктор размещен на периферийном участке корпуса ротора, и его постоянные магниты и немагнитные клинья выполнены в виде планок, ориентированных вдоль продольной оси ротора, и установлены с образованием составного кольца с чередованием полярности полюсов магнитов, выполненных из материала неодим-железо-бор и намагниченных радиально. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат: уменьшение массогабаритных характеристик устройства за счет увеличения окружной скорости индуктора, повышение надёжности. Электромашина содержит опорный корпус статора, шихтованный сердечник статора, на внешней цилиндрической поверхности которого выполнены пазы, в которые уложены катушки обмотки статора. Опорный корпус статора выполнен в виде цилиндрического стакана, средняя часть боковых стенок которого снабжена цилиндрическим выступом. Статор размещен внутри цилиндрической полости ротора. Ротор содержит индуктор, выполненный из постоянных магнитов и ферромагнитных полюсов. Корпус ротора выполнен в виде двух тарелок, скрепленных с цилиндрической обечайкой и обращенных друг к другу своими полостями. Индуктор размещен на периферийном участке корпуса ротора и его постоянные магниты трапецеидальной формы и ферромагнитные полюса в форме параллелепипеда выполнены в виде планок, ориентированных вдоль продольной оси ротора, и установлены с образованием составного кольца с чередованием полярности полюсов. Электромашина содержит радиальные и упорные магнитные подшипники. На цилиндрической поверхности выступа опорного корпуса статора жестко закреплены статорные части составных постоянных магнитов, намагниченных с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат: увеличение окружной скорости индуктора, упрощение конструкции. Электромашина содержит опорный корпус статора, шихтованный сердечник статора, снабженный пазами, в которых размещены катушки обмотки статора, ротор, включающий корпус и индуктор, и подшипниковый узел. Опорный корпус выполнен в виде цилиндрического стакана, средняя часть боковых стенок которого снабжена цилиндрическим выступом, на котором закреплен сердечник статора. Статор размещен внутри цилиндрической полости ротора. Ротор включает корпус и индуктор, выполненный из постоянных магнитов, намагниченных в радиальном и тангенциальном направлениях. Корпус ротора выполнен в виде двух тарелок из немагнитного материала, разъемно скрепленных друг с другом. Индуктор размещен на периферийном участке корпуса ротора и его постоянные магниты выполнены в виде планок, ориентированных вдоль продольной оси ротора, и установлены с образованием составного кольца с чередованием радиальной и тангенциальной намагниченности, выполненных из материала неодим-железо-бор с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области турбостроения и может быть использовано при проектировании, например, газотурбинных установок. Упорный подшипниковый узел состоит из подпятника и пяты (7). Подпятник образован корпусом (1), снабженным цилиндрической выемкой с плоским дном, образованной кольцевым выступом (2) по периметру корпуса (1). На дне цилиндрической выемки размещены сектора упругой прокладки (3) с опертыми на них секторами (5) газостатических подшипников, образующих, соответственно, кольцо упругой прокладки (3) и кольцо из немагнитного материала. Сторона секторов (5), обращенная к пяте (7), снабжена выемкой с плоским дном, образованной буртиками (8) по периметру сектора (5). В выемке каждого сектора (5) равномерно распределены по окружности и зафиксированы несколько секторных постоянных магнитов, намагниченных в осевом направлении, и контактирующие с ними секторные постоянные магниты, намагниченные в тангенциальном направлении. Поперечному сечению накладок (6) придана T-образная форма. Внешняя поверхность секторных постоянных магнитов составляет одну плоскость, обращенную к пяте (7), выполненной из немагнитного материала, с образованием с нею рабочего зазора (12). В объеме секторов (5) выполнена система сообщающихся каналов малого диаметра с возможностью подачи в нее сжатого воздуха от внешнего источника, выходные отверстия которой сообщены со сквозными отверстиями (20, 21), выполненными в секторных постоянных магнитах, сообщающимися с рабочим зазором (12). Технический результат: обеспечение высокой несущей способности упорного подшипникового узла в рабочем режиме (с уменьшением в нем потерь на трение, вплоть до вентиляционных), надежный запуск турбомашины, снижение деформации зазора в упорном подшипниковом узле от высокого давления наддува газа, демпфирование колебаний ротора турбомашины, обусловленных осевыми газодинамическими силами турбины и компрессора. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в высокооборотных электромашинах. Технический результат: эффективное охлаждение обмотки и сердечника статора, уменьшение массы и габаритов и повышение ресурса электромашин, в том числе работающих при повышенных и высоких частотах вращения. Конструктивно электромашина выполнена так, как указано в формуле изобретения. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области турбостроения и может быть использовано при проектировании, например, газотурбинных установок, работающих как по замкнутому, так и по открытому циклам, при высоких давлениях наддува в подшипниках и градиентах температур. Радиальный подшипниковый узел включает полый корпус (1), в полости которого размещена втулка (2), выполненная из сегментов, и цапфу (3), размещенную с возможностью вращения в полости втулки (2). Сегменты втулки (2) выполнены из немагнитного материала в виде желобообразных удлиненных элементов одинаковой угловой длины и отделены друг от друга клиньями (4), выполненными в виде Т-образных планок, скрепленных с корпусом (1). На поверхности желоба каждого сегмента втулки (2), обращенной к цапфе (3), выполненной из немагнитного материала, равномерно по окружности расположены, по крайней мере, две магнитные планки (6, 7), выполненные из постоянных магнитов, между которыми размещена магнитная планка (5), контактирующая с планками (6, 7). Внешняя поверхность, образованная планками (5, 6, 7), обращенная к цапфе (3), выполнена цилиндрической с образованием рабочего зазора (8) с поверхностью цапфы (3). На поверхности полости корпуса (1) размещена упругая прокладка (9) с продольными гофрами (10). В объеме сегментов втулки (2) выполнена система сообщающихся каналов, сообщенная с патрубками для ввода сжатого воздуха от внешнего источника, при этом выходные отверстия системы сообщены с рабочим зазором (8) через радиальные питающие отверстия (14), проходящие через сегменты втулки (2) и планки (5, 6, 7). Технический результат: обеспечение высокой несущей способности радиального подшипникового узла в рабочем режиме при уменьшении в нем потерь на трение, надежный запуск турбомашины, а также повышение устойчивости ротора к «полускоростному вихрю» и снижение деформации зазора в газостатическом подшипнике при высоких давлениях наддува. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники. Электромашина содержит корпус, в полости которого размещен шихтованный сердечник статора, снабженный пазами, в которых размещены катушки обмотки. В цилиндрической полости статора с возможностью вращения размещен ротор, включающий вал и индуктор с внешней цилиндрической поверхностью, содержащий чередующиеся по периметру полюса и постоянные магниты, зафиксированные в пазах индуктора немагнитными клиньями. Между валом и индуктором размещена втулка, на которой жестко закреплен индуктор. Торцевые части ротора жестко скреплены с торцевыми крышками, В кольцевых зазорах жестко закреплены составные постоянные магниты одинаковой высоты. На стенках второго и четвертого кольцевых выступов, обращенных к оси вращения ротора, жестко закреплены друг над другом кольцевые постоянные магниты. Корпус электромашины снабжен щитами. Технический результат: повышение ресурса электромашины, существенное уменьшение трения в подшипниках при повышенных и высоких окружных скоростях индуктора. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области турбостроения и может быть использовано при проектировании, например, газотурбинных установок замкнутого цикла большой мощности. Магнитный подшипниковый узел содержит корпус (1), внутри которого смонтированы магнитные упорный и радиальный подшипники. Ось вращения ротора (7) ориентирована вертикально. Подпятник упорного подшипника размещен под пятой (8), причем пята (8) содержит цилиндрическую выточку (12), на дне которой жестко закреплен составной постоянный магнит (3), содержащий, как минимум, три кольцевых коаксиальных постоянных магнита, нечетные из которых, начиная с крайнего, намагничены радиально и обращены друг к другу одноименными полюсами, а четные выполнены с осевым намагничиванием. Кольцевой постоянный магнит (2), закрепленный в корпусе (1), выполнен аналогично. Верхней части ротора (7), выступающей над пятой (8), придана форма стакана (6), а центральная часть крышки (5) снабжена цилиндрическим выступом (13), выполненным с возможностью размещения в полости верхней части ротора (7). На внутренней поверхности стакана (6) жестко закреплены друг над другом, как минимум, три кольцевых постоянных магнита (9) радиального подшипника. На поверхности цилиндрического выступа (13) крышки (5), обращенной к поверхности полости верхней части ротора (7), жестко закреплены друг над другом, как минимум, три кольцевых постоянных магнита (11) радиального подшипника, по размерам и направлению намагниченности аналогичные закрепленным на внутренней поверхности стакана (6), но смещенные относительно них по вертикали. Внешняя поверхность стакана (6) и цилиндрическая кромка пяты (8) снабжены бандажом (14, 15), выполненным намоткой высокопрочного волокна на связующем из твердеющих синтетических смол. Пята (8) и ротор (7) выполнены полыми и снабжены предпочтительно радиальными ребрами жесткости (16, 17). Технический результат: обеспечение высокой несущей способности упорного и радиального подшипниковых узлов в рабочем режиме при уменьшении в них потерь на трение, повышение его надежности работы, повышение механического КПД турбогенератора. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Газотурбинный двигатель содержит корпус, ротор, включающий вал. Один конец вала жестко скреплен с рабочим колесом турбины, на который насажена цилиндрическая втулка ротора, выполненный с возможностью его газодинамического поддержания, а на свободном конце зафиксировано колесо центробежного компрессора, снабженный упорным подшипником. На цилиндрической втулке со стороны, прилегающей к колесу турбины, надета первая чашеобразная цапфа-пята первого радиально-упорного магнитного подшипника, ориентированная своим дном к колесу турбины. На свободном конце вала последовательно установлены, с упором друг в друга, чашеобразная цапфа-пята второго радиально-упорного магнитного подшипника, ориентированная своим дном к колесу компрессора, первый и второй упорные лепестковые газовые подшипники. Каждый радиальный магнитный подшипник реализован по схеме Хальбаха, для чего он включает в себя тонкостенную цилиндрическую втулку, выполненную из немагнитного материала, планки трапециевидного сечения, выполненные из магнитного материала, постоянные магниты, выполненные в виде планок трапециевидного сечения. Упорный магнитный подшипник содержит подпятник, выполненный из немагнитного материала, размещенный в кольцевом корпусе, между дном которого и торцевой поверхностью цапфы-пяты закреплены сектора постоянных магнитов. Радиальный и упорный магнитный подшипники, размещенные со стороны турбины, выполнены с использованием магнитного материала с точкой Кюри не менее 900°C. Изобретение обеспечивает высокую несущую способность радиального и упорного подшипникового узлов в рабочем режиме при уменьшении в них потерь на трение, надежном запуске газотурбинного двигателя при низких температурах, повышении его надежности работы при высоких динамических нагрузках, а также повышении устойчивости ротора к «полускоростному вихрю», повышении механического КПД. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области турбостроения и может быть использовано при проектировании, например, газотурбинных установок. Упорный подшипниковый узел состоит из подпятника и пяты (7), выполненной из немагнитного материала. Подпятник образован корпусом (1), снабженным цилиндрической выемкой с плоским дном, образованной кольцевым выступом (2) по периметру корпуса (1). На дне цилиндрической выемки размещена упругая прокладка (3) с опертым на нее газостатическим подшипником, выполненным в форме кольца, из немагнитного материала, разделенного на сектора (5) радиально ориентированными накладками (6) такой же толщины, скрепленными с корпусом (1). Со стороны, обращенной к пяте (7), периметр сектора (5) снабжен буртиком (8), образующим выемку. В выемке каждого сектора (5) зафиксированы секторные полюса из материала с высокой магнитной проницаемостью, между которыми размещены секторные постоянные магниты (9, 10) с тангенциальным встречным намагничиванием. Поперечному сечению накладок (6) придана Т-образная форма, причем полки их выполнены с возможностью зацепления радиальных буртиков (8). Магнитам (9, 10) придана трапециевидная форма, широкое основание которых обращено к поверхности выемки, а с узким основанием каждого магнита (9, 10) контактирует клин (14), выполненный в виде полосы из немагнитного материала и жестко скрепленный с соседними секторными полюсами (12, 13). Внешняя поверхность клиньев (14) и полюсов (12, 13) составляют одну плоскость с образованием с нею рабочего зазора (15). В объеме секторов (5) выполнена система сообщающихся каналов (18) с возможностью подачи в нее сжатого воздуха от внешнего источника, выходные отверстия которой сообщены с выполненными в полюсах (12, 13) сквозными отверстиями, сообщающимися с рабочим зазором (15). Технический результат: повышение несущей способности упорного подшипникового узла в рабочем режиме, обеспечение надежного запуска и останова турбомашины, снижение деформации зазора в узле от высокого давления наддува газа. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области турбостроения и может быть использовано при проектировании, например, газотурбинных установок, работающих как по замкнутому, так и по открытому циклам, при высоких давлениях наддува в подшипниках и градиентах температур. Радиальный подшипниковый узел включает полый корпус (1), в полости которого размещена втулка (2), выполненная из сегментов, и цапфу (3), размещенную с возможностью вращения в полости втулки (2). Сегменты втулки (2) выполнены из немагнитного материала в виде желобообразных удлиненных элементов одинаковой угловой длины и отделены друг от друга клиньями (4), выполненными в виде Т-образных планок. На поверхности желоба каждого сегмента, обращенной к цапфе (3), выполненной из немагнитного материала, зафиксированы полюса (5), выполненные в виде планок из материала с высокой магнитной проницаемостью, между которыми размещены магнитные планки (6), выполненные из постоянных магнитов с тангенциальным намагничиванием. Планкам (6) придана трапециевидная форма поперечного сечения, широкое основание которых обращено к поверхности желоба сегмента, а с узким основанием каждой магнитной планки (6) контактирует немагнитный клин (7), выполненный в виде полосы из немагнитного материала. Внешняя поверхность, образованная клиньями (7) и полюсами (5), обращенная к цапфе (3), выполнена цилиндрической с образованием рабочего зазора (8) с поверхностью цапфы (3). В объеме сегментов выполнена система сообщающихся каналов (11, 12), сообщенная с патрубками (13) для ввода сжатого воздуха. Выходные отверстия системы каналов (11, 12) сообщены с рабочим зазором (8) через радиальные питающие отверстия, проходящие через сегменты и полюса (5). Технический результат: обеспечение высокой несущей способности радиального подшипникового узла в рабочем режиме при уменьшении в нем потерь на трение, надежный запуск турбомашины, а также повышение устойчивости ротора к «полускоростному вихрю» и снижение деформации зазора в газостатическом подшипнике при высоких давлениях наддува. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Газотурбинный двигатель, на цилиндрической втулке которого со стороны, прилегающей к колесу турбины, надета первая чашеобразная цапфа-пята первого радиально-упорного магнитного подшипника, ориентированная своим дном к колесу турбины, при этом на свободном конце вала последовательно установлены с упором друг в друга, вторая чашеобразная цапфа-пята второго радиально-упорного магнитного подшипника, ориентированная своим дном к колесу компрессора, первый и второй упорные лепестковые газовые подшипники, колесо центробежного компрессора и балансировочная шайба, зафиксированные гайкой. Каждый радиальный магнитный подшипник включает в себя тонкостенную втулку, выполненную из немагнитного материала, на внешней поверхности которой равномерно по ее окружности расположены полюса, выполненные в виде планок трапециевидного сечения, из материала с высокой магнитной проницаемостью, между которыми размещены, контактируя с полюсами боковыми гранями, магнитные планки трапециевидного сечения из магнитного материала, которые по всей осевой длине намагничены в тангенциальном встречном направлении. Магнитные планки широким основанием своего сечения обращены к поверхности тонкостенной втулки, а со стороны их узкого основания размещены клинья, выполненные в виде полос из немагнитного материала, жестко и заподлицо скрепленные с боковыми гранями полюсов, контактирующих с соответствующей магнитной планкой, образуя цилиндрическую поверхность, выходящую в рабочий зазор радиального магнитного подшипника. Кольцевые выступы первой и второй чашеобразных цапф-пят, составляющих радиальные магнитные подшипники, снабжены бандажом из высокопрочного волокна на связующем из твердеющих синтетических смол и размещены в кольцевых пазах соответствующего поперечного сечения, выполненных в проставке, размещенной между корпусами турбины и компрессора, при этом один из кольцевых пазов открыт к компрессору, а другой к турбине. Между поверхностью кольцевых пазов проставки и втулкой размещена гофрированная втулка с продольными гофрами, выполненная из упругого материала. Внутренние поверхности цапфы-пяты покрыты слоем меди и обработаны с высокой чистотой поверхности. Упорный магнитный подшипник содержит подпятник, выполненный из немагнитного материала, размещенный в цилиндрической выточке соответствующей цапфы-пяты, между дном которой и поверхностью подпятника закреплены сектора полюсов из материала с высокой магнитной проницаемостью. Сектора постоянных магнитов и сектора полюсов выполнены в виде планок трапециевидного сечения, контактирующих друг с другом боковыми кромками, при этом магнитные сектора широким основанием своего сечения обращены ко дну цилиндрической выемки, причем узкие основания магнитных секторов перекрыты плоскими клиньями из немагнитного материала, жестко скрепленных своими торцевыми поверхностями с торцевыми поверхностями соответствующих полюсов с образованием плоской поверхности, которая образует с цапфой-пятой рабочий зазор упорного магнитного подшипника. Радиальный и упорный магнитный подшипники, размещенные со стороны турбины, выполнены с использованием магнитного материала с точкой Кюри не менее 900°C. Между подпятником и обращенным к нему дном выточки обоих магнитных подшипников установлена упругая шайба, выполненная в виде шайбообразной пластины из упругого материала, деформированной с образованием кольцевых гофров. Магнитные радиальные и упорные подшипники зафиксированы от поворота вокруг продольной оси вала. Осевой лепестковый газодинамический подшипник содержит проставку и уплотнение компрессора, между которыми размещено дистанционное кольцо, при этом в полости между ними размещены первый и второй упорные лепестковые газовые подшипники, разделенные общей пятой. В зазоре между поверхностью цилиндрической полости проставки и обращенной к ней поверхностью втулки размещен радиальный газодинамический лепестковый подшипник. Достигается обеспечение высокой несущей способности радиального и упорного подшипникового узлов в рабочем режиме при уменьшении в них потерь на трение, надежный запуск ГТД при низких температурах, повышение его надежности работы при высоких динамических нагрузках, а также повышение устойчивости ротора к «полускоростному вихрю», повышение механического КПД ГТД. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано, например, в шпиндельных узлах металлорежущих станков с высокой частотой вращения. Технический результат заключается в повышении несущей способности и жёсткости подшипниковых узлов, повышении эффективности охлаждения обмотки и сердечника статора, а также улучшении массогабаритных показателей и повышении надёжности. Электрошпиндель отличается тем, что в полости корпуса соосно с полостью сердечника статора установлены цилиндрические втулки, выполненные из изоляционного материала, например стеклотекстолита, скрепленные своими торцами с торцами сердечника статора. В подшипниковых щитах электрошпинделя установлены, по крайней мере, два радиальных и один упорный магнитные подшипники. Торцы ротора жестко скреплены с торцевыми крышками, контактирующие поверхности торцевых щитов и цилиндрических втулок снабжены уплотнениями. Подшипниковый узел выполнен с возможностью магнитного поддержания ротора, для этого каждая торцевая крышка ротора выполнена из немагнитного материала и снабжена кольцевым выступом, обращенным к соответствующему торцевому щиту, выполненному из немагнитного материала, при этом на внутренней поверхности кольцевого выступа жестко закреплены друг за другом составные постоянные магниты. Торцевые щиты снабжены кольцеобразными выступами, при этом на их внешней поверхности жестко закреплены как минимум три кольцевых постоянных магнита. Кроме того, электрошпиндель снабжен осевым магнитным подшипником. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Газотурбинный двигатель, на цилиндрической втулке которого, со стороны, прилегающей к колесу турбины, надета соосно с цилиндрической втулкой первая чашеобразная цапфа-пята первого магнитного подшипникового узла, ориентированная своим днищем к колесу турбины, при этом на участке ротора, прилегающем к колесу компрессора, непосредственно на вал надета соосно с ним, с упором в колесо компрессора и торец втулки ротора, вторая чашеобразная цапфа-пята второго магнитного подшипникового узла, ориентированная своим днищем к колесу компрессора. Магнитные узлы обеих чашеобразных цапф-пят содержат конструктивно одинаковые магнитные элементы, составляющие магнитные радиальные и упорные подшипники. Для этого донные части выемок чашеобразных цапф-пят выполнены плоскими, а внешней и внутренней поверхностям их боковых стенок придана цилиндрическая форма, при этом на донных частях выемок чашеобразных цапф-пят жестко закреплены составные постоянные магниты одинаковой высоты, каждый из которых содержит, как минимум, три кольцевых коаксиальных постоянных магнита, нечетные из которых, начиная с крайнего, намагничены радиально и обращены друг к другу одноименными полюсами, а четные выполнены с осевым намагничиванием. На внутренней поверхности боковых стенок чашеобразных цапф-пят жестко закреплены друг за другом, как минимум, три кольцевых постоянных магнита с одинаковыми внешним и внутренним диаметрами колец, при этом нечетные кольца, начиная с крайнего, намагничены по оси ротора и обращены друг к другу одноименными полюсами, а четные кольца намагничены в радиальном направлении. Кольцевые выступы первой и второй чашеобразных цапф-пят, охвачены кольцевыми выточками, выполненными в проставке, изготовленной из немагнитного материала, размещенной между корпусами турбины и компрессора, при этом поверхности кольцевых пазов проставки, обращенные к донным частям чашеобразных цапф-пят, выполнены плоскими и на них, напротив донных участков чашеобразных цапф-пят, содержащих магниты, жестко закреплены составные постоянные магниты, каждый из которых содержит, как минимум, три кольцевых коаксиальных постоянных магнита одинаковой высоты, нечетные из которых, начиная с крайнего, намагничены радиально и обращены друг к другу одноименными полюсами, а четные выполнены с осевым намагничиванием. Число, размеры и направление намагниченности этих магнитных колец аналогичны числу, размерам и направлению намагниченности постоянных магнитов, закрепленных на донных частях выемок чашеобразных цапф-пят. На цилиндрических поверхностях кольцевых выточек проставки, обращенных к внутренним поверхностям боковых стенок соответствующих чашеобразных цапф-пят, напротив участков боковых стенок чашеобразных цапф-пят, содержащих магниты, жестко закреплены друг за другом, как минимум, три кольцевых постоянных магнита с одинаковыми внешним и внутренним диаметрами колец, при этом нечетные кольца, начиная с крайнего, намагничены по оси ротора и обращены друг к другу одноименными полюсами, а четные кольца выполнены с радиальным намагничиванием, причем число, размеры и направление намагниченности этих магнитных колец аналогичны числу, размерам и направлению намагниченности постоянных магнитов, закрепленных на внутренней поверхности боковых стенок соответствующих чашеобразных цапф-пят. Обращенные друг к другу поверхности постоянных магнитов обработаны с образованием соответственно плоской или цилиндрической поверхности высокой чистоты, с образованием рабочих зазоров. Магнитный подшипниковый узел, размещенный со стороны турбины, выполнен с использованием магнитного материала с точкой Кюри не менее 900°C, при этом цилиндрические участки наружной поверхности чашеобразных цапф-пят снабжены бандажом, выполненным, например, намоткой углеволокна с пропиткой твердеющими синтетическими смолами. Достигается обеспечение высокой несущей способности радиального и упорного подшипникового узлов в рабочем режиме при уменьшении в них потерь на трение, надежный запуск ГТД при низких температурах, повышение его надежности работы при высоких динамических нагрузках, а также повышение механического КПД ГТД. 2 ил.

Газотурбинный двигатель, на вал которого надета цилиндрическая втулка, выполненная из немагнитного материала, одним концом упертая в торцевую поверхность колеса турбины, а другим упертая в кольцевой выступ пяты, выполненной из немагнитного материала, надетой на вал, на участке, примыкающем к колесу компрессора. Центральная часть ротора содержит соосные вал и обечайку, выполненную из немагнитного материала, жестко скрепленные друг с другом, по меньшей мере, тремя равноудаленными друг от друга перемычками, выполненными из немагнитного материала, в виде пластин одинаковой толщины, ориентированных радиально к продольной оси ротора. Ротор и подшипниковые узлы размещены в полости проставки, выполненной из немагнитного материала, содержащей цилиндрический корпус, концы которого снабжены фланцами, выполненными с возможностью разъемного жесткого скрепления соответственно с сопловым аппаратом турбины и диффузором компрессора, причем длина обечайки соответствует длине цилиндрической части полости проставки. Фланец проставки со стороны, обращенной к турбине, содержит отверстие, через которое пропущен с возможностью вращения вал с надетой на него цилиндрической втулкой, которые сосны с продольной осью проставки, кроме того, этот участок ротора снабжен первым радиальным магнитным подшипником, для чего названный фланец проставки снабжен кольцевым выступом, на внешней поверхности которого жестко закреплен составной постоянный магнит, содержащий как минимум три кольцевых постоянных магнита, размещенных друг за другом, нечетные из которых, начиная с крайних, намагничены по оси ротора и обращены друг к другу одноименными полюсами, а четные выполнены с радиальным намагничиванием. На внутренней поверхности обечайки жестко закреплен составной постоянный магнит, содержащий как минимум три кольцевых постоянных магнита, размещенных друг за другом, причем число, размеры, местоположение и направление намагниченности этих кольцевых постоянных магнитов аналогичны числу, размерам, местоположению и направлению намагниченности постоянных магнитов, закрепленных на кольцевом выступе названного фланца проставки. У противоположного конца цилиндрической втулки размещен надетый на нее и часть кольцевого выступа пяты корпус второго радиального магнитного подшипника, для чего он выполнен в виде диска, снабженного отверстием, окруженным кольцевым выступом, обращенным к центральной части ротора. Края поверхности диска уперты в поверхность выступа, образованного первой цилиндрической выточкой, выполненной на конце цилиндрической части полости проставки, обращенной к компрессору. Противоположная сторона диска снабжена выточкой с плоским дном, причем на внешней поверхности кольцевого выступа корпуса второго радиального магнитного подшипника жестко закреплен составной постоянный магнит, содержащий как минимум три кольцевых постоянных магнита, размещенных друг за другом, нечетные из которых, начиная с крайних, намагничены по оси ротора и обращены друг к другу одноименными полюсами, а четные выполнены с радиальным намагничиванием. На внутренней поверхности обечайки, со стороны, обращенной к компрессору, жестко закреплен составной постоянный магнит, содержащий как минимум три кольцевых постоянных магнита, размещенных друг за другом, причем число, размеры, местоположение и направление намагниченности этих кольцевых постоянных магнитов аналогичны числу, размерам, местоположению и направлению намагниченности постоянных магнитов, закрепленных на кольцевом выступе корпуса второго радиального магнитного подшипника. Ротор снабжен упорным магнитным подшипником, содержащим двустороннюю пяту и два подпятника, при этом в качестве первого подпятника использована сторона дисковой поверхности корпуса второго радиального магнитного подшипника, снабженная кольцевой выточкой с плоским дном, обращенная к пяте, второй подпятник выполнен как дисковой вкладыш, сторона которого, обращенная к пяте, снабжена кольцевым выступом, при этом края поверхности дискового вкладыша уперты в поверхность выступа, образованного второй цилиндрической выточкой, выполненной на конце первой цилиндрической выточки, обращенной к компрессору, а его противоположная плоскость обращена с зазором к колесу компрессора. Пята выполнена в виде диска, зафиксированного на валу ротора и снабженного с обеих сторон кольцевыми выступами, при этом на противоположных поверхностях диска выполнены кольцевые выточки с плоским дном. На дне кольцевой выточки первого подпятника и на плоскости второго подпятника, ограниченной его кольцевым выступом, жестко закреплены составные постоянные магниты, каждый из которых содержит как минимум три кольцевых коаксиальных постоянных магнита, нечетные из которых, начиная с крайнего, намагничены радиально и обращены друг к другу одноименными полюсами, а четные выполнены с осевым намагничиванием, кроме того, на обращенных к ним поверхностях кольцевых выточек пяты жестко закреплены составные постоянные магниты, каждый из которых содержит как минимум три кольцевых коаксиальных постоянных магнита, при этом число, размеры и направление намагниченности этих кольцевых постоянных магнитов аналогичны числу, размерам и направлению намагниченности постоянных магнитов, закрепленных на обращенных к ним поверхностях подпятников. Магнитный подшипниковый узел, размещенный со стороны турбины, выполнен с использованием магнитного материала с точкой Кюри не менее 900°С, при этом цилиндрические участки наружной поверхности обечайки и пяты снабжены бандажом, выполненным, например, намоткой углеволокна с пропиткой твердеющими синтетическими смолами. Технический результат: обеспечение высокой несущей способности радиального и упорного подшипникового узлов в рабочем режиме при уменьшении в них потерь на трение, надежный запуск ГТД при низких температурах, повышение его надежности работы при высоких динамических нагрузках, а также повышение механического КПД ГТД. 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения. Предлагаемая электромашина содержит корпус с торцевыми щитами, в полости которого размещен шихтованный сердечник статора, снабженный пазами, в которых размещены катушки обмотки, зафиксированные клиньями, в полости статора размещен ротор, содержащий индуктор, включающий полюса, постоянные магниты, немагнитные клинья и вал, при этом длина ротора превышает длину индуктора. Концевые участки ротора выполнены в виде цилиндрических втулок из немагнитного материала, которые установлены заподлицо с внешней поверхностью индуктора, подшипниковый узел ротора выполнен с возможностью газостатического и газодинамического поддержания, для чего наружной поверхности ротора придана цилиндрическая форма и он размещен в цилиндрической полости втулки, зафиксированной в полости статора с возможностью подвода газа для охлаждения поверхности статора, при этом полость корпуса выполнена с возможностью подвода в нее охлаждающего газа и отвода последнего, для чего внутренняя поверхность корпуса снабжена продольными каналами, сообщенными с радиальными вентиляционными каналами, выполненными между пакетами сердечника статора. При этом согласно данному изобретению статор выполнен с возможностью независимого проветривания, для чего корпус снабжен, по меньшей мере, двумя патрубками, выполненными с возможностью подвода-отвода охлаждающего газа в объем корпуса, занятый статором, втулка снабжена продольными выступами, число, местоположение и поперечное сечение которых соответствует числу, местоположению и поперечному сечению пазов сердечника статора, в которых выступы втулки размещены, между поверхностью выступа и клином паза оставлен пазовый вентиляционный канал, в объеме продольных выступов втулки выполнены сквозные продольные отверстия, сообщенные с радиальными питающими отверстиями, открытыми во внутреннюю полость втулки, в полости корпуса соосно с полостью сердечника статора установлены цилиндрические втулки, выполненные из изоляционного материала и скрепленные своими торцами с торцами крайних пакетов сердечника статора, внешние поверхности на концах, обращенных к торцевым щитам, снабжены парными уплотнительными кольцами, кроме того, стык торцевого щита с корпусом выполнен герметичным. При этом цилиндрические втулки использованы как внешние обоймы радиальных лепестковых газовых подшипников (ЛГП), а концевые участки ротора - как их цапфы, кроме того, электромашина снабжена, по крайней мере, одним осевым ЛГП, а в торцевых щитах выполнены радиальные отверстия, вход которых сообщен с источником смазывающего газа, а выход - с кольцевой канавкой, размещенной между парными уплотнительными кольцами, которая, в свою очередь, сообщена со сквозными продольными отверстиями цилиндрической втулки. Кроме того, щит снабжен патрубком, подключенным к отдельному источнику охлаждающего газа и сообщенным через торцевые участки индуктора с каналами охлаждения постоянных магнитов, образованными сечением дна пазов и обращенной к ним поверхностью постоянных магнитов, причем у противоположного конца корпуса каналы сообщены с рабочим зазором осевого ЛГП, который, в свою очередь, сообщен со сборником газа. Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, состоит в обеспечении эффективного охлаждения обмотки и сердечника статора, уменьшении массы и габаритов и повышении ресурса электромашин, в том числе работающих при повышенных и высоких частотах вращения. Одновременно обеспечивается минимальный прогиб ротора, эффективное охлаждение постоянных магнитов, расширяется область устойчивости ротора за счет демпфирования радиальными ЛГП и предотвращается заклинивание ротора при высоких окружных скоростях в районе расположения ЛГП. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть использовано, например, в электрогенераторах с высокой частотой вращения

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромашиностроению, и может быть использовано, например, в шпиндельных узлах металлорежущих станков с высокой частотой вращения

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромашиностроению

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, в частности к электрическим машинам

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в области турбостроения при проектировании, например, газотурбинных установок

Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики и может быть использовано для создания генераторов для малооборотных ветро- или гидроустановок

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть использовано при проектировании синхронных высокооборотных генераторов и электродвигателей, обеспечивающих высокую мощность при малых массогабаритных параметрах

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромашиностроению, и может быть использовано при проектировании электрогенераторов и электродвигателей с высокой частотой вращения

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в синхронных высокооборотных генераторах и электродвигателях, обеспечивающих высокую мощность при малых массогабаритных параметрах

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть использовано при проектировании электрогенераторов и электродвигателей с высокой частотой вращения

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть использовано при проектировании электрогенераторов и электродвигателей с высокой частотой вращения

 


© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности
Наверх