Электрическая машина постоянного тока конструкции спирякова

 

Использование: в электротехнике. Сущность изобретения: полюсные наконечники электромагнита расположены по торцам постоянного магнита или электромагнита соосно, а постоянный магнит намагничен в осевом направлении. Один из полюсов примыкает без зазора по внутреннему диаметру к наружной поверхности магнитопровода. Ротор, имеющий аксиальные прорези, установлен в зазоре между кольцевым полюсом и кольцевым магнитопроводом и скреплен через электрический диск с торцом вала. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5l)5 Н 02 К 23/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ (21) 4837650/07 (22) 11.06.90 (46) 23.07,93. Бюл. М. 27 (75) Г.Н.Спиряков (56) Вальдек А,И, Электрические машины,—

М: Энергия, 1966, с.211, рис,11-7. (54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА ПОСТОЯННОГО ТОКА КОНСТРУКЦИИ СПИРЯКОВА (57) Использование: в электротехнике. Сущность изобретения: полюсные наконечники

Изобретение относится K электротехнике и может быть использовано в отраслях промышленности занятых производством электродвигателей и генераторов постоянного тока.

С целью упрощения конструкции, повышения надежности и снижения потерь полюсные наконечники расположены по торцам постоянного магнита или электромагнита соосно, постоянный магнит намагничен в осевом направлении, при этом один из полюсов примыкает без зазора по внутреннему диаметру к наружной поверхности магнитопровода, ротор имеет аксиальные прорези и установлен в цилиндрическом зазоре между вторым кольцевым полюсом и кольцевым магнитопроводом и скреплен через диэлектрический диск с торцом вала, размещенного с равномерным зазором относительно центрального отверстия кольцевого магнитопровода.

При этом упрощение конструкции по отношению к прототипу достигается за счет того, что если в прототипе применен массивный стальной ротор сложной формы, то в предложенной конструкции ротор выполнен в виде полого цилиндра из немагнитно„„5U „„1829091 А1 электромагнита расположены по торцам постоянного магнита или электромагнита соосно, а постоянный магнит намагничен в осевом направлении. Один из полюсов примыкает без зазора по внутреннему диаметру к наружной поверхности магнитопровода. Ротор, имеющий аксиальные прорези, установлен в зазоре между кольцевым полюсом и кольцевым магнитопроводом и скреплен через электрический диск с торцом вала. 1 ил. го материала. Если в прототипе используются две катушки электромагнита, то предложенной конструкции можно вообще обойтись без электромагнита и катушек, используя для создания внешнего магнитного поля постоянный магнит, намагниченный в осевом направлении.

Повышение надежности достигается за счет того, что в отличии от прототипа, ротор имеет аксиальные прорези, что улучшает его охлаждение в процессе работы, ротор выполнен цилиндрическим полым, что допускает большие линейные скорости вращения. В прототипе ротор стальной и массивный, что препятствует повышению эффективности элмашины посредством повышения частоты вращения ротора из-за больших центробежных сил, Далее в отличии от протот. па в предложенной конструкции элмашины постоянного тока уменьшены потери энергии силового привода за счет того, что во-первых, уменьшен размер магнитопровода, что устраняет потери на перемагничивание, ротор выполнен из хорошего проводника: медь, алюминий и пр. что снижает потери на нагрев ротора.

Магнитная система устройства выполнена с

1829091 минимальными зазорами, что исключает потери энергии на магнитное сопротивление магнитопровода.

На чертеже изображен в разрезе вдоль осевой линии вариант электрической машины постоянного тока, выполненной на постоянном магните.

Электрическая машина постоянного тока состоит из постоянного магнита 1, выполненного на основе редкоземельных металлов и намагниченного в осевом направлении. Постоянный магнит выполнен в виде кольца. Возможно применение вместо постоянного магнита электромагнита. К торцам постоянного магнита 1 прикреплены полюсные наконечники 2 и 4. Причем полюсный наконечник 4 выполнен B виде кольца, Полюсные наконечники 2,4 крепятся к постоянному магниту 1 путем клея или иным способом. Полюсные наконечники 2,4 выполнены из ферромагнитного материала с высокой магнитной проницаемостью. Полюсный наконечник 2 соединен с кольцевым магнитопроводом 3, который размещен с зазором концентрично кольцевому наконечнику 4. Внутри кольцевого магнитопровода 3 выполнено цилиндрическое отверстие 5, в котором с возможностью вращения размещен вал 6 силового привода.

Торец вала 6 снабжен фланцем 7, В теле кольцевого магнитопровода 3 размещены щетки 8 токосъемного устройства. которое включает также диск из хорошего проводника 11, электрически соединеннйй с ротором, в центре которого выполнено углубление, в котором размещен металлический шарик

14, частично размещенный в гнезде 15, которое закреплено на диэлектрической стойке 13 и оборудовано клеммой 16. Возможно иное выполнение токосъемного устройства, В качестве второй клеммы 17 используется

"масса" магнитопровода 3 и полюсного наконечника 2. В зазоре между полюсным наконечником 4 и кольцевым магнитопроводом 3 размещен ротор 12, выполненный в виде полого цилиндра с аксиальными прорезями из немагнитного металла, например сплава меди, алюминия и пр, Ротор 12 через диэлектрический диск 10 и втулку 9 посредством клея или иным способом крепится к торцу вала 6.

Устройство работает следующим образом.

При вращении вала 6 от силового привода приходит во вращение и ротор 12. При этом он пересекает под углом в 90 магнитные силовые линии постоянного магнита.

Согласно закону Ампера в роторе 12 происходит разделение внутренних зарядов: электроны движутся в одном направлении, положительные заряды ионы в силу их закрепленности в кристаллической решетке, остаются на месте. При этом на клемме 16 образуется избыток электронов и она заряжается отрицательно, На клемме 17 появляется нескомпенсированный положительный заряд. При подключении к клеммам 16,17 внешней замкнутой электрической цепи с нагрузкой по ней пойдет постоянный ток, по частоте не отличающийся от выработанного химическими источниками постоянного тока, Устройство обратимо, т.е. может работать и в качестве электрического мотора. С этой целью к клеммам 16,17 подводят выводы от источника постоянного тока не высокого напряжения, но достаточно мощного, При этом ток, проходя вдоль ротора 12 взаимодействует посредством своего магнитного поля с полем постоянного магнита 1 вызывает тяжение этого поля, в результате чего ротор 12 приходит в постоянное вращение вокруг оси, Энергию этого вращения можно снять для привода устройств и машин посредством вала 6 и фланца 7, Частота вращения ротора 12 обусловлена силой тока, реактивностью нагрузки и может достигать больших величин.

Формула изобретения

Электрическая машина постоянного тока, содержащая статор, включающий кольцевой постоянный магнит или электромагнит со своими полюсными наконечниками, выполненными в виде кольца, цилиндрический магнитопровод с центральным отверстием, в котором установлен вал, полый немагнитный ротор и токосъемное устройство, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, повышения надежности и снижения потерь, полюсные наконечники расположены по торцам постоянного магнита или электромагнита соосно, а постоянный магнит намагничен в осевом направлении, при этом один из полюсов примыкает без зазора по внутреннему диаметру к наружной поверхности магнитопровода, ротор имеет аксиальные прорези и установлен в цилиндрическом зазоре между вторым кольцевым полюсом и кольцевым магнитопроводом и скреплен через электрический диск с торцом вала, размещенного с равномерным зазором относительно центрального отверстия кольцевого магнитопровода.

1829091

Составитель Г. Спиряков

Редактор Т. Иванова Техред M. Моргентал Корректор H. Гунько

Заказ "478 Тираж Подписное

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