Электромеханический преобразователь вентильного электродвигателя

 

Изобретение относится к тлекгроте И ке, а именно к электрическим машипли пе а Н п ПЛ I IT) гпй И пе Н п ПЛ IT) ременного тока различного назначения. Целью изобретения является улучшение энергетических и массогабаритных показателей . Электоомеханический преобразователь (ЭМП) выполнен в виде 2р-полюсной гп-фазной электрической машины синхронного типа с комбинированным возбуждени- РМ Якорь ЭМП содержит кольцевую обмотку 1, жестко закрепленную на тороид i,u ном магнитопроводе 2, а индуктор расположен с до/х торцевых сторон якоря и представляет собой два магнитопроводящи диска 3 и 4 с жестко закрепленными на них полюсами с чередующейся полярностью образованными намагниченными вдоль оси постоянными магнитами трапецеидсшьнгй формы, межд которыми на дис (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ/Ч jFCKNX

РЕСПУБЛИК

„.,5U„„1626308 А1 (я)з Н 02 К 29/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИЛ,ЕТЕЛЬГТВУ ременного тока различного назначения.

Целью изобретения является улучшение энг ргетических ll массогабаритных показателей. Электоомеханический преобразователь (ЭМП) выполнен в виде 2р-полюсной

m-ôàçHoé электрической машины синхронного типа с комбинированным возбуждением Якорь ЭМП содержит кольцевую

«бк1«тку 1, жестко закрепленную на тороидг/л -но, магнит«проводе 2, а индуктор расположен с двух торцевых сторон якоря и представляет собой два магнитопроводящих диска 3 и 4 с жестко закрепленными на них полюсами с чередующейся полярностлю, образованными намагниченными вд«ль оси постоянными магнитами трапецеке, а именно к электрическим t ë ïиплr. пе идальной

79

7Ä

71

/,3> (21) 4302019/07 (22) 31.08.87 (46) 07,02,91. Бюл. Л7 5 (71) Всесоюзный научно-исследов=тельский институт электромашин«строения (72) Р,К.Евсеев и А.С.Сазонов (53) 621.313.292(088.8) (56) Паластин И,М, Синхрон - ые и. ...i ы ««в тономных источников питания, — ",1, 3;: игия, 1980, с, 93 — 101, Авторское свидетельст« .! ГГC,!

М 1457140, к,". Н 02 P 5/02, 1.06.87. (54) ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ П Р Е О Б! . ;ЗОВАТЕЛЬ ВЕНТИЛЬНОГО ЭЛг-: Г - C!ДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к электр«тех/j.ë!формы, межд которыми на дис1626308 ках 3 и 4 ротора жестко закреплены дополнительные полюса из магнитомягкого материала, Магнитапроводящие диски 3 и 4 установлены на втулках 20 и 21, жестко закрепленных на немагнитном валу 22, и отделены о1 П-образного внутреннего кольцевого л1эгнитопровода 19 изолянионИзбретение относится к электротехнике, а именно K вентильным электрическим машинам различно о назначения.

Цель|о из бретения явля .тся улучшение энергетических и мэссогабэритных показателей, На фиг. 1 приведена конструктивная схема электромеханического преобразователя (ЭМП); на фиг. 2 — конструктивная схема магнитопроводящего диска индуктора; на фиг. 3 — схема путей прохождения патока по продольной д и поперечной ц осям; на фиг, 4 — левый индуктор, аксонометрия; на фиг. 5 — электрическая схема соединений секций обмотки якоря, ЭМП (фиг, 1, 2 и 4) выполнен в виде

2р-полосной m-фазной электрической машины синхронного типа с комбинированным возбуждением. Каждая фаза обмотки якоря ЭМП (фиг. 5) выполнена из двух ветвей, расположенных одна относительно другой со сдвигом на угол т/р и соединенных между собой своими разноименными выводами. Индуктор ЭМП снабжен дополнительными продольной и поперечной обмотками возбуждения.

Якорь ЭМП содержит кольцевую обмотку 1, жестко закрепленную на тороидальном магнитоправоде 2, а индуктор расположен с двух торцовых сторон якоря и представляет собой два магнитопроводящих диска 3 и

4 с жестко закрепленными на них полюсами

5 и 6 с чередующейся полярностью, образованными намагниченными вдоль оси постоянными магнитами трапецеидальной формы, между которыми на дисках 3 и 4 ротора жестко закреплены дополнительные полюса 7 и 8 из магнитомягкого материала.

Полюса 5 и 6 из магнитотвердого мэт риала не имеют непосредственного магHvlTHOfо контакта и разделены немагнитным материалом 9 с полюсами 7 и 8 из магнитомягкога материала, формирующими одну полярность и имеющими непосредственный магнитный контакт с дополнительным внешним сегментным магнитопроводом 10.

Полюса 5 из магнитотвердого материала одной полярности имеют непосредственный

45 ной втулкой 23, жестко закрепленной на наружной поверхности втулок 20 и 21 магнитопроводящих дисков 3 и 4. Изобретение может найти применение в электродвигателях с повышенной равномерностью вращения. 5 ил. магнитный контакт с дополнительным внутренним сегментным магнитопроводом 11, В корпусе 12 машины через немагнитную кольцеву;о втулку 13 жестко закреплена поперечная обмотка возбуждения, выполненная в виде квакушки 14, размещенной во внутреннем пространстве П-образного наружного кольцевого мэгнитопровода 15, жестко закрепленного через внешнюю изолирующую втулку 16 к наружной поверхности кольцевого статора, к внутренней поверхности которого через внутреннюю изолирующую втулку 17 закреплена продольная обмотка возбуждения, выполненная в виде кольцевой катушки 18, размещеннои во внутреннем пространстве

П-образного внутреннего кольцевого магнитоправода 19, магнитопроводящие диски

3 и 4 заканчиваются втулками 20 и 21, жестко закрепленными на немагнитном валу 22, и отделены от П-образного внутреннего кольцевого магнитопровода 19 изоляционной втулки 23, жестко закрепленной на наружной поверхности втулок 20 и 21 мэгнитопроводящих дисков 3 и 4. П-образные внутренний и наружный кольцевые магнитопроводы 15 и 19 примыкают соответственно к внутренним и внешним сегментным магнитопроводам 11 и 10 обоих магнитопроводящих дисков 3 и 4 через торцовые рабочие зазоры, К наружной торцовой поверхности одного из магнитопроводящих дисков 3 и 4, например правого 4, закреплена подвижная часть датчика углового положения, выполненного в виде бесконтактного синусно-косинусного вращающегося трансформатора 24 дискового типа с кольцевыми высокочастотными трансформаторами

25, статор которого закреплен на внутренней торцовой поверхности подшипникового щита

26. Для создания продольного и поперечного потоков используются два типа источников

МДС: продольно-поперечное электромагнитное возбуждение и продольное магнитоэлектрическое возбуждение.

Особенности электромагнитного преобразования ЭМП заключаются в том, что используются несколько параллельных путей

1626308 для прохождения потоков, пронизывающих обмотку якоря (фиг. 3). Так, продольный поток, создаваемый N-полюсом одного магнитопроводящего диска, например левого диска 3, входит в тороидальный магнитопровод 2, пронизывая рабочий зазор и пересекая витки обмотки якоря, примыкающие к N-полюсу, проходит вдоль магнитопровода 2 до S-полюса того же магнитопроводящего диска 3 индуктора, пересекая при этом рабочий зазор и витки обмотки якоря, примыкающие к S-полюсу.

Далее по левому магнитопроводящему диску 3 поток замыкается на N-полюс. Аналогичный путь проходит поток, создаваемый

N-S-полюсами другого (правого) магнитопроводящего диска 4. При этом используются обе активные торцовые стороны обмотки якоря. Существует второй дополнительный путь прохождения основного продольного потока. Поток, создаваемый И-полюсом левого магнитопроводягцего диска 3, проходит через воздушный азор, обмотку якоря, тороидальный Màãíèòoïpовод 2 и попадаoT на S-полюс правого магнитопроводящего диска 4, пронизывая рабочий зазор и пересекая витки обмотки якоря, примыкающие к

S-полюсу, Далее поток проходит к левому магнитопровЬдящему диск, 3 через втулки правого и левого магнитопроводящих дисКоВ 3 и 4 и замыкается на N-полюс левого магнитоп роводя щего диск". 3. Такое разделение пути прохождения потока позволяет, используя продольную обл отку возбужд ния, размещенную во внутреннем пространстве П-образного кольце",îão магнитопровода 19, бесконгактно управлять величиной продольной составляющей потока.

Управление йоперечной сосгавляющей потока осуществляется применением поперечной обмотки возбуждения, размещенной eî внутреннем пространстве

П-образного наружного кольцевого магнитопровода 15. Поперечный поток проходит по П-образному наружному кольцевому магнитопроводу 15, торцовому зазору, внешнему кольцевому магнитопроводу 10, магнитопроводящему диску 3, магнитомяcкому полюсу 7 поперечной оси левого магнитопроводящего диска 3, рабочий зазор и обмотку якоря к магнитомягкому полюсу 8 правого магнитопроводящего диска 4, Далее поток замыкается ерез внешний кольцевой магнитопро вод 10 правого магнитопроводя щего диска 4 и через торцовой зазор попадает на торцовую поверхность П-образного наружного кольцевого магнитопровода 15. МДС электромагнитного возбуждения по продольной и попереч5

55 ной осям создаются в соответствии с подаваемыми на них напряжениями, Для развязки потоков от постоянных магнитов и потоков, создаваемых электромагнитным путем, по продольной оси введена немагнитная втулка 23.

ЭМП входит в состав вентильного электродвигателя, при этом продольная и поперечная обмотки возбуждения служат для регулирования потока в машине как по величине, так и по фазе. В частности, применение дополнительных продольной и поперечной обмоток возбуждения позволяет компенсировать переменную составляющую проекции вектора основного потокосцепления, возникающую в вентильном электродвигателе благодаря фазовому регулированию напряжения ЭМП и дискретному характеру изменения вектора тока якоря ЭМП. В автонол1ных системах электрооборудования питающий генератор можно выполнить аналогично ЭМП и компенсировать переложенную составляющую проекции вектора основного потокосцепления генератора, обусловленную фазовым регулированием напря кенич генератора и дискретныл1 характером изменения вектора тока якоря ге ератора.

Возможность компенсации переменной составляющей проекции вектора основного потокосцепления как по величине, так и по фазе при применении продол -но-поперечного возбуждения позволяет улучшить энергетические и глассогабаритные "oK;3затели вентильного электродвигателя по сравнению с вариантом ЭМП с только г.родольным или только поперечны > зле тромагнитным возбуждением.

Формула изобретения

Электромеханический преобразователь вентильного электродвигателя, содержащий якорь, выполненный в виде кольцевой обмотки, жестко закрепленный на тороидальном магнитопроводе, . индуктор, расположенный с двух торцовых сторон якоря и представляющий собой два магнитопроводящих диска с жестко закрепленными на них основными полюсами с чередующейся полярностью, образованными аксиально намагниченными постоянными магнитами трапецеидальной формы, на дисках ротора жестко закреплены дополнительные полюса из магнитомягкого материала, имеющие непосредственный магнитный контакт с дополнительным внешним кольцевым магнитопроводом, в корпусе через немагнитную кольцевую втулку жестко закреплена поперечная обмотка возбуждения, выполненная в виде катушки, размещенной во внутреннем

1626308 пространстве П-образного наружного кольцевого магнитопровода, жестко прикрепленного через внешнюю изолирующую втулку к наружной поверхности кольиево 0 статора, а внутренней поверхности которого чер=з ; е нюю изолирующую вту1ку закраплп -", кольцевая катуLLIKà, размеше í BQ внутоеннем пространстве

П-образно о а утреннего кол,iioBofo магнитопровод. 1;. гнитопрояодящие диски установлен . ii-.-;:;;улках., жестко закрепленных на немаг ггном валу, П-образные внутренний :гаг;ужный:ольцевые магнитопр:. яр мь îò к внутренним и внешн, ".:",: .:. I -"= : . -зп,.;-,г!ам обоих магнитопроводящих дисков через торцовые рабочие зазоры, отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетических и массо-габаритных показателей, он снабжен

5 магнитопроводящей втулкой, дополнительной изоляционной втулкой и внутренним кольцевым магнитопроводом, половина полюсов основной системы возбуждения одноименной полюсности выполнена из

10 магнитомягкого материала, внутренний кольцевой магнитопровод магнитно соединен со всеми основными полюсами и магнитопроводящей втулкой, отделенной от

П-образного магнитопровода дополнитель15 ной изоляционной втулкой.

1626308

Составитель А.Санталов

Техред М.Моргентал Корректор М.Пожо

Редактор С.Пекарь

Заказ 282 Тираж 323 Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

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