Электрическая машина с газомагнитным подвесом

 

Изобретение относится к электромашиностроению . Цель изобретения состоит в повышении КПД при неизменных габаритах машины, Электрическая машина с газомагнитным подвесом ротора содержит корпус с крышками и статором и ротор, подвешенный в поле магнитных и газовых сил. Благодаря тому, что полый вал имеет конус ную расточку с коническим вкладышем газомагиитной опоры и на нем закреплен ротор, обеспечивается достижение поставленной цели. 1 з п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ6ЛИК (я)5 Н 02 К5/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗО6РЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4700275/07 (22) 02.06.89 (46) 07.11,91. Бюл. N 41 (71) Научно-производственное обьединение по оборудованию для химических волокон

"Химтекстильмаш" (72) Г.З.Шнайдер, А,Г.Шнайдер, М.М.Фигма н и В.А. Очеретн ы и (53) 621.313.713 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1397568, кл. D 01 Н 1/24, 1985.

Механизация и автоматизация производства, 1986, М 11, с.14 — 15.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к конструкции электродвигателей, которые могут использоваться в качестве электроприводной части высокоскоростных рабочих органов разнообразных машин, Цель изобретения — повышение КПД при неизменных габаритах машины.

На фиг,1 представлена электрическая машина, общий вид: на фиг.2 — эубцовая зона.

Электрическая машина содержит шихтованный магнитопровод статора 1, установленный в корпусе 2, содержащем торцовые крышки — верхнюю 3 и нижнюю 4.

В пазах статора уложена трехфазная распределенная обмотка 5. В цилиндрической расточке магнитопровода установлен цилиндрический ротор 6, закрепленный на полой части 7 составного вала. Ротор.6 может быть выполнен шихтованным с короткоэамкнутой обмоткой 8 типа беличьей клетки или массивным. Полая часть 7 вала установлена в корпусе свободно, снабжена конической

„„. Ж„„1690092 А1 (54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА С ГАЗОМАГНИТНЫМ ПОДВЕСОМ (57) Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения состоит в. повышении КПД при неизменных габаритах машины, Электрическая машина с газомагнитным подвесом ротора содержит корпус с крышками и статором и ротор, подвешенный в поле магнитных и газовых сип.

Благодаря тому, что полый вал имеет конус.. ную расточку с коническим вкладышем газомагнитной опоры и на нем закреплен ротор, обеспечивается достижение поставпеннти1г"цели; 1 э,п.ф-лы, 2 ил. полостью, в которой расположен конический участок неподвижной части вала. Она выполнена в виде конической консоли 9, жестко закрепленной на корпусе, а в ее теле выполнен осевой канала 10 со штуцером 11 и капилляры (питатели) "2, обеспечивающие подачу сжатого воздуха в рабочий зазор между ротором б и консолью 9. Сброс отработанного газа производится через отверстия 13. Цилиндрический хвостовик консоли

9 установлен в расточке нижней крышки корпуса 2 с возможностью регулируемого осевого перемещения, обеспечиваемого гайкой 14. Кинематическая связь консоли 9 и крышки 4 обеспечивается упругим элементом 15, обеспечивающим "предварительный натяг". На обращенных друг к другу цилиндрических поверхностях ротора 6 и магнитопровода статора выполнены кольцевые зубцы 16 (фиг.2).

Работает электрическая машина следующим образом.

Газ, в частности воздух, через штуцер 11 и питатели 12 подается в рабочий зазор

1690092 тора к статору, создаваемых рабочим электромагнитным полем статора, В осевом направлении газомагнитный подвес ротора обеспечивается взаимодействием осевых составляющих подъемных сил слоя газовой смазки, подаваемой в зазор между ротором и консолью, а электромагнитных сил, создаваемых рабочим электромагнитным полем статора, обусловленных взаимодействием кольцевых зубцов, выполненных на рабочих поверхностях ротора и статора, Осуществляется упомянутое электромагнитное воздействие следующим образом, Примем, что проводимость стали бесконечно велика и отсутствуют токи на поверхности зубцовой зоны, Тогда, если оси зубцов ротора и статора совпадают, то на боковых поверхностях зубцов одинаковые распределение и величина индукции, в результате чего возникаютдве одинаковые силы, нормально приложенные к поверхности зубца. Тангенциальные составляющие этих сил равны и противоположно направлены,. т.е. магнитная удерживающая сила, равная разности этих сил, равна нулю. При смещении зубцов относительнодругдруга распределение магнитной индукции и ее величина на боковых поверхностях зубцов неодинаковые, Тангенциальные составляющие магнитной силы боковых поверхностей зубца уже не равны. В результате возникает тангенциальная составляющая, стремящаяся возвратить ротор в прежнее положение, соответствующее минимуму потенциальной энергии системы, Учитывая, что величина экого смещения ротора относительно статора определяется шириной зубцов,выполненных на рабочих поверхностях ротора и статора, и может достигать нескольких мил лиметров, а величина оптимального газового зазора между ротором и вкладышем составляет 10 — 25 мкм, регулировка жест15

55 между ротором и консолью 9. При этом ротор 6 всплывает на слое газовой смазки.

После подачи питания в обмотку 5 статора

1 ротор 6 начинает вращаться в поле газо-, вых и электромагнитных сил, обеспечивая рабочее движение вала 7.

Радиальный газомагнитный подвес ротора обеспечивается взаимодействием радиальных составляющих подъемных сил слоя газовой смазки, подаваемой в зазор 10 между ротором и консолью, и электромагнитных сил одностороннего притяжения рокости и устойчивости газомагнитного подвеса и получение оптимальных силовых характеристик механизма достигаются осевым смещение вкладыша относительно статора.

Применение упругого элемента 15 с рассчитанной нагрузочной характеристикой позволяет обеспечить оптимальные режимы работы предлагаемой электрической машины при воздействии на ротор внешней нагрузки, а также повысить устойчивость га- . зомагнитного подвеса ротора путем сохранения оптимальной величины рабочего газового зазора между ротором и вкладышем.

Предлагаемая электрическая машина большой мощности обеспечивает по сравнению с прототипом и аналогами значительное улучшение энергетических характеристик, в том числе повышение КПД привода, повышение технологичности и ремонтопригодности конструкции, а также позволяет осуществлять регулирование, а если необходимо — сохранять постоянной величину рабочего зазора между ротором и подпружиненным вкладышем при различных внешних нагрузках.

Формула изобретения

1. Электрическая машина с газомагнитным подвесом ротора, содержащая корпус с установленными в нем шихтованным магнитопроводом статора и торцовыми крышками, трехфазную распределенную обмотку, цилиндрический ротор, подвешенный в поле магнитных и газовых сил, и имеющая на обращенных друг к другу цилиндрических поверхностях ротора и статора. зубцы равного шага, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения КПД при неизменных габаритах машины, ротор закреплен на полом валу, имеющем конусную расточку этой полости, внутри которой ус1 тановлен вкладыш газомагнитной опоры, выполненной в виде усеченного конуса с цилиндрическим хвостовиком на большем основании конуса и с каналами для подвода газовой смазки в зазор между ротором и вкладышем.

2. Электрическая машина по п.1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с цель овышения устойчивости газомагнитного подвеса ротора, вкладыш, установленный в расточке нижней торцовой крышки корпуса, выполнен подпружиненным для обеспечения оптимального рабочего зазора между ротором и вкладышем.

1690092

tГсгз

1690092

Составитель Л. Карцева

Техред M. Моргентал Корректор С, Черни

Редактор Е. Хорина

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

Заказ 3821 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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