Реактивный индукторный двигатель с пониженным акустическим шумом

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электродвигателям, и может быть использовано при конструировании малошумных электрических машин. Сущность изобретения состоит в следующем. Реактивный индукторный двигатель с пониженным акустическим шумом содержит корпус, статор с явновыраженными полюсами, на которых размещены обмотки. Между корпусом двигателя и сердечником статора выполнен промежуточный слой, состоящий из зубцов и пазов. Согласно изобретению между корпусом двигателя и сердечником статора выполнен дополнительный аналогичный слой. При этом упомянутые слои размещены по краям статора и образуют кольцевой зазор между корпусом и статором. Такое выполнение упомянутых слоев позволяет значительно сократить длину образующих статора, вдоль которых действуют на корпус усилия. В результате уменьшаются усилия, деформирующие корпус и являющиеся причиной акустического шума магнитного происхождения. Технический результат от использования данного изобретения состоит в снижении акустического шума магнитного происхождения в реактивных индукторных двигателях. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электродвигателям и может быть использовано при конструировании малошумных электрических машин.

Известен реактивный индукторный двигатель, содержащий статор и ротор с явновыраженной зубчатостью, в котором шихтованные сердечники статора и ротора выполнены со скосом на один и тот же угол в одном направлении. В результате электромагнитные силы притяжения между полюсами статора и ротора, которые являются причиной акустического шума, распространяются на большую площадь. В результате уменьшается возможность периодической деформации пакета статора в овальную форму и, как следствие, снижается акустический шум от двигателя (Патент США 5266859).

Недостатком данного технического решения является сложность укладки обмотки в пазы пакета статора, выполненного со скосом. Кроме того, акустический шум в двигателях с такой конструкцией остается достаточно большим.

Известен реактивный индукторный двигатель, состоящий из корпуса, шихтованного сердечника статора с полюсами и обмотками и зубчатого безобмоточного ротора. Между корпусом двигателя и сердечнком статора над магнитными полюсами предусмотрены продольные зазоры, образуемые пазами, выполненными на внутренней поверхности корпуса или внешней поверхности сердечника статора. Ширина пазов равна или несколько больше ширины полюсов. Зазоры над полюсами уменьшают напряжения в статоре и вибрации в двигателе (Патент Великобритании 9419753.0).

Недостатком данного технического решения является его невысокая эффективность, особенно в многофазных конструкциях с числом полюсов на фазы более двух.

Предлагаемое изобретение направлено на снижение акустического шума магнитного происхождения в реактивных индукторных двигателях.

Решение указанной задачи обеспечивается конструкцией двигателя, содержащего корпус, статор с явновыраженными полюсами и размещенными на них обмотками, причем между корпусом двигателя и сердечником статора выполнен промежуточный слой, состоящий из зубцов и пазов, в котором, согласно изобретению между корпусом двигателя и сердечником статора выполнен дополнительный аналогичный слой, при этом слои образуют кольцевой зазор между корпусом и статором. Оси зубцов слоев смещены друг относительно друга в угловом направлении.

В дальнейшем изобретение поясняется конкретным примером выполнения со ссылкой на чертежи, на которых показаны: фиг. 1 - двигатель с размещением слоев в виде посадочных продольных зубцов на внешней поверхности статора; фиг. 2 - двигатель с размещением слоев в виде посадочных продольных зубцов на внутренней поверхности корпуса.

Реактивный индукторный двигатель с пониженным акустическим шумом, показанный на фиг.1, состоит из корпуса 1, статора 2 с полюсами 3. На внешней поверхности статора 2 выполнены промежуточные слои между статором и корпусом, состоящие из зубцов 4, 6 и пазов 5, 7. Промежуточные слои могут быть выполнены также на внутренней поверхности корпуса (фиг.2). В обоих случаях слои размещены по краям статора или корпуса и образуют кольцевой зазор 8 между корпусом и статором.

Ширина пазов 5, 7 больше ширины зубцов 4, 6. С каждой из торцевых сторон статора может быть выполнена группа зубцов, состоящая из трех зубцов, смещенных между собой на 120^o, причем одна группа зубцов 4 смещена в угловом отношении относительно другой группы 6 (см. фиг.1).

Во время работы двигателя происходит возбуждение диаметрально расположенных одноименных полюсов статора однополярными импульсами тока. Возникающее в зазоре магнитное поле вызывает усилие сжатия, действующее на статор вдоль оси возбужденных полюсов. По мере снижения тока в обмотке до нуля магнитное поле в зазоре и усилие сжатия соответственно уменьшаются. В результате со стороны поочередно возбуждаемых полюсов на статор действуют усилия сжатия, имеющие пульсирующий характер. Направление действия этих сил перемещается в соответствии с порядком возбуждения полюсов. Деформации статора, возникающие в процессе циклов сжатия, передают свою энергию корпусу, который, в свою очередь, частично преобразует энергию упругих колебаний в акустический шум.

Выполнение на статоре 2 или на корпусе 1 смещенных в угловом отношении зубцов 4 и 6 позволяет значительно сократить длину образующих статора, вдоль которых усилия передаются на корпус. В результате этого значительная часть энергии деформации статора превращается в акустический шум. Основная доля энергии шума погашается в продольных пазах 5, 7 и в кольцевом зазоре 8, не выходя за пределы корпуса двигателя. Наиболее заметно эффект снижения акустического шума проявляется при закрытом исполнении двигателей. Минимальное число зубцов, обеспечивающее центровку статора относительно корпуса, равно трем. В этом случае наибольший эффект достигается при смещении зубцов одного слоя относительно другого на угол, равный 60^o. Положительный эффект повышается в случае размещения зубцов, при котором оси зубцов смещены относительно оси полюсов.

Возможно исполнение двигателя (см. фиг.2), в котором зубцы 4 и 6 размещены на корпусе 1. Снижение продольной длины посадочных поверхностей и взаимный угловой сдвиг зубцов также способствует снижению шума.

Таким образом, выполнение посадки статора по укороченным в продольном направлении и сдвинутом в угловом отношении зубцам обеспечивает эффективное снижение акустического шума магнитного происхождения.

Формула изобретения

1. Реактивный индукторный двигатель с пониженным акустическим шумом, содержащий корпус, статор с явновыраженными полюсами и размещенными на них обмотками, причем между корпусом двигателя и сердечником статора выполнен промежуточный слой, состоящий из зубцов и пазов, отличающийся тем, что между корпусом двигателя и сердечником статора выполнен дополнительный аналогичный слой, при этом упомянутые слои размещены по краям статора и образуют кольцевой зазор между корпусом и статором.

2. Реактивный индукторный двигатель с пониженным акустическим шумом по п. 1, отличающийся тем, что оси зубцов слоев смещены друг относительно друга в угловом направлении.

3. Реактивный индукторный двигатель с пониженным акустическим шумом по п.1 или 2, отличающийся тем, что ширина пазов больше ширины продольных зубцов.

4. Реактивный индукторный двигатель с пониженным акустическим шумом по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что пазы, выполненные с каждой торцевой части статора, смещены между собой на 120^o, а их число равно 3.

5. Реактивный индукторный двигатель с пониженным акустическим шумом по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что оси продольных зубцов смещены с осей полюсов статора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2