Бесконтактная синхронная электрическая машина

Авторы патента:

H02K19/22 - с обмоткой, каждый виток которой взаимодействует поочередно с полюсами разной полярности, например попеременно-полюсный генератор

О П И С А Н И Е 1!!! 543099

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВКДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.06.75 (21) 2138452,07 (51) М. Кл. - Н 02К 19,22 с присоединением заявки №

Государственна!й комитет

Совета Министров СССР (23) Приоритет

Опубликовано 15.01.77. Бюллетень № 2 (53) УДК 621.31 17 (0ss.s) па делам изобретений и открытий

Дата oil !!0 7!II QBBEI!1EI 0!l i;c21!". 7 1 1,02., 1 (72) Авторы изобретения

Д. М. Паластин, H. A. Гвоздырев и В. В. Анненков (71) Заявитель (54) БЕСКОНТАКТНАЯ СИНХРОННАЯ ЭЛ ЕКТРИ ЧЕСКАЯ

МАШИНА

Изобретение относится к электромашиностроеншо.

Известна бесконтактная синхронная электрическая машина с внешнезамкнутым магнитным потоком, содержащая ротор с подшипниками качения, расположенным в щитах, разделенных с ротором торцовыми воздушными зазорами. Эта конструкция не обеспечивает высокой надежности и долговечности.

Известна также бесконтактиая синхронная 11 электрическая машина с виешиезамкнутым магнитным потоком, содер>к111цая мапипно-реактивные опоры, образованные концентрическими и коаксиальными зубцами, выполненными соответственно на торцовых и цил1!ндричс- 15 ских поверхностях ротора и на противолежащих поверхностях иеподв:!жных элементов магнитоировода, имеющих с ротором соответственно торцовые и цилиндрический иозду!11ные зазоры. 2,)

Недостатком этого устройства являются сложность конструкции и технологии изготовления, а также высокая стоимость.

С целью повышения надежности путем компенсации сил мапштного притяжения ротора 25 и упрощения технологии изготовления, в предлагаемом устройстве с торцовых сторон ротора размещены подшипниковые щиты с расположенными в них шариковыми подшипниками с аксиальными люфтами, составляющими ЗЗ

0,2 вЂ” 0,35 от велич!!и торцового воздушного зазора.

На чертеже показан двигатель, продольный разрез.

Данный генератор является бесконтактной синхронной машиной с внешнезамкнутым 110током с 11,11711!i jr!I Ice! II статором 1 li c якорlIoli обмот! Ои ", Tорцовь! ми добавочным 1! 3il30P2xlll Л 11 нс112! п11т1!011 Осевой в 1 У,!!10!l li;1!i валом. Индукционная линия основного магIIIITEIOI O IIOTO1 2, C03+2IIIIOI O обмо гкам и в030уждения 3, обозначсшгая сплошной 7инисй, проходит между боковыми сторонами клювов 4 и Iцитов о 110 тОрцо!11:1.11 1обав011!1! 111 заздр11м мш!уя Elena!1»!T!Idio оссгую втулку 6 или вал

7 и далсс через корпус 8 ио пути, а1ьалогичному в машинах с вне1пнезамкнутым потоком.

На рабочей поверхности статора 1 выполнены аксиально стабилизирующие коаксиальные зубцы 9 с открытыми пазами. Аналогичные зубцы 10, оси которых совпадают с зубцами

9, выполнены на рабочих поверхностях клювов 4. На противолежащих боковых поверхностях клювов 4 и щитов 5 в добавочных зазорах вьшол11сны радиально стабилизирующие концентрические зубцы 11 и 12, имеющие идентичную форму и зубцовое деление. Оси этих зубцов в установившемся режиме работы совп2д210т мсж.„у сОбой, как и oci! 2кспа;1 ь|!ых стабилизирующих зубцов в расточке якоря.

543099

Основные функции опор ротора выполняет пространственная магнитно-реактивная подвеска, осуществляемая магнитными силами, возникаюгцими в зубцовых зонах 9, 10 и 11, 12 возбужденной машины.

При совпадении осей зубцов 9 и 10 картина распределения индукционных линий магнитного поля получается симметричной, при которой имеет место максимальная магнитная проводимость между стабилизирующими зубцами статора и клювов в расточке якоря. Если под действием внешней возбуждающей силы зубцы 10 смещаются относительно зубцов 9 вдоль оси вращения, то картина магнитного поля получается несимметричной, возникает магнитная сила, пропорциональная производной магнитной проводимости по перемещению, и ротор возвращается в исходное положение.

Если под действием внешнего возмущения зубцы 11 смещаются относительно зубцов 12 в радиальном направлении, то возникают две составляющие результирующей магнитной силы: тангенциальная, компенсирующая радиальное перемещение ротора, и нормальная составляющая, определяющая магнитное притяжение между соответствующими парами зубцов 11 и 12. Так как в двух торцовых добавочных воздушных зазорах проходит один и тот же магнитный поток, то результирующая сила осевого магнитного притяжения между клювами и щитами практически в установившемся режиме работы равна нулю.

Возникновение результирующей силы осевого притяжения, равной разности двух осевых сил в добавочных зазорах Л и Л, определяется влиянием магнитной несимметрии при

Л Л в результате действия внешнего аксиального возмущения. Так как влияние потоков межполюсного рассеяния на величины полных потоков в зазорах Л и Л, находящихся вне клювов, несущественно, магнитные сопротивления добавочных зазоров Л и Л изменяются для всех клювов практически одинаково и образуют последовательную цепь для полного потока возбуждения между клювами и щитами, поэтому даже при магнитной несимметрии величины индукции в зазорах Л и

Л практически одинаковы и осевые силы магнитного притяжения в этих добавочных зазорах взаимно уравновешиваются.

Для повышения надежности работы при ударных механических нагрузках и упрощения режимов пуска и выбега в данной машине предусмотрены вспомогательные радиальные или радиально-упорные шариковые подшипники 13. В противоположность подшипникам высокоскоростных машин данные подшипники выбираются с большими величинами люфтов.

Величина аксиального люфта шариковых

1О подшипников должна соответствовать наибольшей величине осевых перемещений зубцов аксиальной магнитной стабилизации, при которой обеспечивается устойчивая работа магнитно-реактивного подвеса ротора.

Компенсация осевых сил магнитного притяжения ротора, а также надежность и долговечность работы опор ротора при воздействии внешних ударных механических нагрузок обеспечиваются, если величина акспальных люфтов шариковых подшипников составляет также определенную часть величины торцового зазора между ротором и подшипниковым щитом.

Данные условия обеспечиваются при вели25 чине аксиального люфта шарикового подшипника равной 0,2 вЂ” 0,35 от величины торцового зазора между ротором и подшипниковым щитом машины.

30 Формула изобретения

Бесконтактная синхронная электрическая машина с внешнезамкнутым магнитным потоком, содержащая магнитно-реактивные опо35 ры, образованные концентрическими и коаксиальными зубцами, выполненными соответственно на торцовых и цилиндрических поверхностях ротора и на противолежащих поверхностях неподвижных элементов магнитопровода, 40 имеющих с ротором соответственно торцовые и цилиндрический воздушные зазоры, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности путем компенсации сил магнитного притяжения ротора и упрощения технологии

45 изготовления, с торцовых сторон ротора размещены подшипниковые щиты с расположенными в нпх шариковыми подшипниками с аксиальпыми люфтами, составляющими 0,2вЂ”

0,35 от величины торцового воздушного зазо53 ра.

543099

70 3

Составитель Н. Сухояркая

Техред Л. Гладкова

Редактор Н. Каменская

Корректор Л. Брахнина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 29/10 Изд. ¹ 103 Тираж 899 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, РК-35, Раушская наб., д. 4, 5

Бесконтактная синхронная электрическая машина

Торцовый бесконтактный двухпакетный синхронный генератор // 528668

Бесконтактная синхронная машина с аксиальным возбуждением // 463199

Электрический генератор // 449522

Патент 413582 // 413582

Синхронный генератор // 404163

Патент 402123 // 402123

Бесконтактная электрическая машина // 350098

Ротор бесконтактной торцевой синхронноймашины // 342258

Однофазный индуктивный генератор // 336745

Зубчатый электромагнитный ротор // 2145459

Изобретение относится к области электротехники и касается выполнения зубчатого ротора, имеющего 2N полюсов и содержащего первую деталь из магнитного материала, имеющую осевую втулку, у которой один конец является свободным, а другой конец снабжен N зубцами, проходящими в осевом направлении и располагающимися равномерно по периферии данного конца втулки, определяющими обойму между ними, вторую деталь из магнитного материала, имеющую полярность, противоположную полярности упомянутой первой детали из магнитного материала, ту же форму, что и эта первая деталь из магнитного материала, и расположенную против первой детали из магнитного материала, причем каждый зубец упомянутой второй детали из магнитного материала расположен между двумя зубцами упомянутой первой детали из магнитного материала, и наоборот, первая и вторая детали содержат осевую втулку, один конец каждой втулки является свободным, а другой снабжен N зубцами

Бесщеточная электрическая машина // 2170487

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к обратимым бесщеточным электрическим машинам с электромагнитным возбуждением

Стартер-генератор // 2197635

Изобретение относится к электротехнике, а именно к стартер-генераторным установкам транспортных средств с ДВС

Синхронная попеременно-полюсная машина // 2233532

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроению, в частности к конструкции многофазных машин переменного тока, преимущественно к генераторам с повышенной удельной мощностью, способных вырабатывать ток в широком диапазоне частот

Тяговый мехатронный модуль // 2250548

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам тяги на основе бесконтактных электрических машин, питающихся от силовых полупроводниковых преобразователей в приводах транспортных средств

Автомобильный генератор // 2319278

Изобретение относится к области электрических машин, в частности к автомобильным генераторам

Тяговый мехатронный модуль // 2330371

Изобретение относится к области электротехники, а именно - к системам тяги на основе бесконтактных электрических машин, питающихся от силовых полупроводниковых преобразователей в приводах транспортных средств

Однофазный электрический генератор // 2392724

Изобретение относится к области электротехники, в частности к однофазным электрическим генераторам с электромагнитным возбуждением, осуществляемым через контактные кольца и непосредственно от источника постоянного напряжения, и может быть использовано в автономных системах электрооборудования, в автоматике и бытовой технике, на авиационном и автомобильном транспорте, в качестве ветрогенераторов, высокочастотных электрических генераторов, синхронных преобразователей частоты однофазного переменного тока, а также при выпрямлении переменной ЭДС при помощи неуправляемых и управляемых полупроводниковых вентилей - в качестве генераторов постоянного тока, бесконтактных возбудителей синхронных генераторов передвижных мини-электростанций и электростанций небольшой мощности

Электрическая редукторная машина с полюсным зубчатым индуктором // 2393614

Изобретение относится к области электротехники и в частности - к низкооборотным высокомоментным электрическим двигателям, электроприводам и генераторам, касается особенностей конструктивного исполнения электрических машин с электромагнитной редукцией и может быть использовано в системах автоматики, в качестве мотор-колес, мотор-барабанов, стартер-генераторов, электроусилителей руля, прямых приводов в бытовой технике, электроприводов бетоносмесителей, грузоподъемных механизмов, ленточных транспортеров, насосов для перекачки жидкостей, механизмов с высокими моментами на валу и низкими частотами его вращения, а также в качестве ветрогенераторов, гидрогенераторов, высокочастотных электрических генераторов и синхронных генераторов преобразователей частоты

Реактивная машина // 2412519

Изобретение относится к области электротехники, в частности к реактивным электрическим машинам, и может быть использовано в системах автоматического управления положением и перемещением регулирующего органа