Электрическая машина с разделенными магнитопроводами фаз

 

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения является повышение удельных энергетических показателей и снижение металлоемкости. Электрическая машина с разделенными магнитопроводами фаз содержит сосредоточенные обмотки, смещенные аксиаоьно относительно активной зоны ротора. Магнитопроводы содержат полюсные выступы с зубчатой активной поверхностью, она снабжена второй системой зубчатых полюсных выступов магнитопроводов, смещенных аксиально отностительно основной. Ротор выполнен в виде 2К соосных колец с чередующимися ферромагнитными и немагнитными участками по К колец, расположенных против каждой их двух полюсных систем с числом полюсных выступов, равным 2 , в каждой системе, где - число фаз , машина снабжена магнитопроводящими полостями и источниками последовательности импульсов, причем между полюсных выступов в каждой полюсной системе размещены с чередованием К роторных колец и К-1 магнитопроводящих полосок, а последовательно с каждой фазой включены источники последовательности импульсов, преимущественно однополупериодные выпрямители. 2 ил.

СООЗ GOBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 Н 02 К 19/06

ГОсудАРстбенный нОмитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКУП ИЯМ

ПРИ fHHT СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ -СВИДЕТЕЛЬСТВУ

17 (21) 4373129/24-07 (22) 16.02.88 (46) 23.07.90. Бюл. К - 27 (75) Д.в. Свечарник (53) 621.313.322(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1201966, кл. Н 02 К 19/06, 1984.

Патент Франции Р 2078297, кл. Н 02 К 19/ОО, 1971. (54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАЫИНА С РАЗДЕЛЕННЦИИ ИАГНИТОПРОБОДАМИ ФАЗ (57) Изобретение относится к электромашиностроению. Целью изобретения яв„,SU„„1580492 А 1 ляется повышение удельных энергетических показателей и снижение металлоемкости. Электрическая машина с разделенными магнитопроводами фаз содержит сосредоточенные обмотки 7, смещенные аксиально относительно активной зоны ротора. Иагнитопроводы содержат полюсные выступы 8 и 9 с зубчатой активной поверхностью, она снабжена второй системой зубчатых полюсных вЫступов магнитопроводов 4 и 5, смещенных аксиальНп относительно основной. Ротор выполнен в виде 2К соосных колец 3 с чере1580492 дующимися ферромагнитными и немагнит.ными участками по К колец, расположенных против каждой иэ двух полюсных систем с числом полюсных выступов, равном 2ш в каждой системе, где m —число фаэ. Машина снабжена магнитопро1 водящими полосками и источ>яками последовательности импульсов, причем

Изобретение относится к электрома.,:шиностроению, в частности к области 1 5 низкоскоростных электрических двигателей..

Целью изобретения является повышение удельных энергетических показателей и снижение металлоемкости. 20

На фиг. 1 изображена конструктивная схема машины при числе колец,равным единице; на фиг. 2 — машина с коаксиальными катушками; на Фиг.3— разрезы: А-А и Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 — 25 конструктивная схема машины при числе соосных колец, равном четырем; на фиг. 5 — схема включения обмоток фаз при неуправляемых выпрямителях; на

Фиг. 6 — диаграмма токов в Фазах для 30 трехфазной системы; на фиг. 7 — схема включения для шестифазной системы.

На фиг. 1-5 показаны вал 1, диск 2 .ротора, кольцо 3 ротора, наружный 4 и внутренний 5 магнитопроводы, обмотка 35

6 наружного магнитопровода, обмотки 7 внутреннего магнитопровода (фиг. 1, 2 и 4) и коаксиальная обмотка фаз (фиг. 2), выступы 8 наружного магнитопровода, выступы 9 внутреннего магии- 40 топровода, стойка 10 с.подшипником, опорная плита 11, крепежное кольцо 12, >>ромежуточные ферромагнитные полоски

13, опорный элемент 14.для крепления., шпильки 15. крепления, датчик 16 положе- 45 ния системы роторов, воздействующий элемент 17 датчика положения в виде ,постоянных магнитов, переключатель 18 для изменения направления вращения.

Машина работает следующим образом, На обмотки магнитопроводов фаз поступают импульсы тока в последовательности (фиг. 6) при левом положении переключателя 18 (фиг. 5). Пусть сначала возникает магнитный поток в Фазе

А, тогда ферромагнитные дуги колец 3 ротора примут положение против высту,пов магнитопроводов этой фазы. Но вслед за этим снимается напряжение с между т полюсных выступов в каждой полюсной системе размещены с чередованием К роторных колец и К-1 магнитопроводящих полосок. Последовательно с каждой фазой включены источники последовательности импульсов, например однополупериодные выпрямители систе мы многофазных токов. 7 ил. фазы А и возникает в фазе  — ферромагнитные дуги колец 3 роторов становятг.ÿ ïðîòèâ выступов магнитопроводов этой фазы, повернув кольцо 3 ротора на угол, соответствующий дуге /3, затем снимается напряжение с фазы В и возникает в фазе С вЂ” кольцо 3 ротоCL ра дальше поворачивается.на > /3, затем снимается напряжение с фазы С и снова возникает в фазе А, продолжается вращение кольца 3 ротора в ту же сторону. Если переключатель 18 поставить в .правое положение (фиг. 5),последовательность поступления импульсов в обмотки фаз изменяется на A-СВ-А (вместо А-В-С-A) изменяется и направление вращения. Магнитный поток, создаваемый обмотками 6 и 7 каждой фазы при протекании в них тока, проходит по пути, например, левая сторона наружного магнитопровода 4 фазь>, его выступы 8, зазор, далее при числе колец К-1 (фиг. 1 и 2) — магнитопроводящие дуги левого кольца 3 ротора в радиальноМ направлении, второй зазор, выступы 9 левой стороны внутреннего магнитопровода .5, магнитопровод 5, выступы его правой стороны, зазор, магнитопроводящие дуги правого кольца 3 ротора, зазор, выступы правой стороны наружного магнитопровода

4 и замыкается через этот магн >тоПрбвод, проходя даже при показанной на фиг. 1 конструкции с К-1 четыре зазора вместо двух у обычной мап>инЬ>.

При К " 1 (фиг. 4) число зазоров уже составляет 4К, что позволяет в необ-, ходимой степени компенсировать мень.— шую действующую площадь взаимодейст,вия у предлагаемой машины. Магнитный поток после укаэанного первого зазора между левыми выступами 9 наружного магнитопровода и магнитопроводящнми дугами наружного левого кольца

3 ротора проходит через зазор между тими дугами и магнптопроводящими по1580492 лосками 13 над наружным кольцом 3 ротора, через указанные полоски в радиальном направлении, снова через зазор, магнитопроводящие дуги следующего ротора и так далее до выступов внут5 реннего магнитопровода 5, через этот магнитопровод, его правые выступы 9, правые зазоры, магнитопроводящие дуги колец 3 роторов и полоски 13 между ними, затем выступы 8 в правой части наружного магнитопровода 4 и замыкается через этот магнитопровод,пройдя 4К зазоров на своем пути. На фиг,2 обмотки 7 фаз коаксиальны с осью машины, полюса фаз чередуются, что позволяет улучшить использование площади зазора и снизить объем проводниковых материалов.

1 На фиг. 3, где показана конструкция по фиг. 1 с К-1, видно, что, поскольку выступы каждой фазы при работе эквипотенциальны, а выступы следующей фазы сдвинуты по дуге статора на 1/3 окружности, рассеяние между фазами практически исключено, магнитопроводы фаз устанавливаются на крепежном кольце 12 статора так, чтобы оси выступов каждой следующей фазы » оказались на t/3 смещенными относи- 30 тельно осей выступов предыдущей фазы (при числе фаз m = --3), фазы полностью разделены. Обмотки фаз (фиг. 4) показаны условно только на внутренних магнитопроводах, практически они аналогично размещены и на наружных магнитопроводах, Кроме того, сосредоточенные обмотки в несколько раз (6-8 раз в среднем) надежнее распределенных обмоток в машинах, Работа машины 4О показана в режиме синхронного (реактивного) двигателя, когда частота подачи импульсов тока в обмотки фаз задана частотой сети и установившаяся частота (об/мин) вращения и = 45 »

= 60f =- „—, где f — частота сети,Гц;

Т с1; л и d; — соответственно полюсная дуга и диаметр по поверхности х-го ротора, машина с К r 1 выполняется с

Г» р» л

c /d = ьг/d =,.= к/Й». для придания одинаковой частоты вращения всем механически связанным роторам.

Возможна работа машины и в других режимах, например в Режиме постоянного5 тока, когда частота вращения определяется поданным напряжением и нагрузкой. Для этого.по известному способу,предусмотрены датчики 16 положения системы роторов, которые устанавливаются со сдвигом, пропорпиональным ьь/2 от оси выступов тех, фаз, обмотки которых онц питают (через усилители, не показаны). Датчики положения роторов отдельных фаз (фиг. 4) возбуждаются системой постоянных магнитов 17 устанавливаемых на диске 2 ротора против каждой ферромагнитной дуги роторов либо системой также расположенных ферромагнитных выступов. Последовательность поступления импульсов в фазы машины определяется смещением осей датчиков положения фаз и обеспечивает вращение машины в направлении, определяемом положением переключателя аналогично переключателю 18 (фиг.5).

При работе предлагаемой машины в режиме двигателя постоянного тока (автосинхронной" машины с датчиками положения) характеристики двигателя близки к характеристикам двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением, ток возбуждения и ток якоря равны один другому., Характеристики другие, если вместо невозбужденных ферромагнитных дуг роторов установить дуги иэ постоянных магнитов или выступов когтеобразной системы, возбуждаемой постоянным током (не показаны). Для повышения равномерности хода и выравнивания воздействия на питающую сеть можно рекомендовать шестифазную систему, например, по известной схеме (фиг, 7), Формула и з обретения

Электрическая машина с разделенными магнитопроводами фаэ с сосредоточенными обмотками, смещенными аксиально относительно активной зоны ротора, содержащими полюсные выступы с зубчатой активной поверхностью, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения удельных энергетических показателей и снижения металлоемкости, она снабжена второй системой зубчатых полюснык выступов, смещенных аксиаль но относительно первой, ротор выполнен в виде 2К соосных колец с чередующимися ферромагнитными и немагнитными участками по К колец, расположенных против каждой из двух полюсных систем с числом полюсных выступов, равным 2ш в каждой системе, где m-число фаз, машина снабжена магнито- . проводящими полосками и источниками последовательности импульсов, причем

1580492

6-6 между ш полюсных выступов в каждоЦ полюсной системе размещены с чередо ванием К. раторных колец и К-1 магннтопроводящих полосок, а последовательно с каждой фазой включены источники последовательности импульсов, преимущественно однополупериодные выпрямители.

1580492

Фиг.Ф

1 580492

Составитель В. Комаров

Техред Л.Олийнык Корректор Л. Патай

Редактор И.. Шулла.Заказ 2019 Тираж 440 Подписное

БИИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ CCCP

113035, Москва, Ж-ÇS, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101