Электрическая машина

 

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

„„792512 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.1 1. 78 (2l ) 2692371/24-07 (51) М. Кл. с присоединением заявки М

Н 02 К 41/02

Государственный комитет (23) Приоритет

Опубликовано 30.12.80. Бк>ллетень НР. 48

Il0 делам изобретений и открытий (53) УДК 621.314. п4 (088 8) Дата опубликования описания 30. 1 2.80 (72) Автор изобретения

El. В. Свечарник

, я, ( (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ NALUHHA

Изобретение отнск ится к электротехнике, а именно к электрическим машинам, в которых осуществляется два вида движения.

Известна электрическая машина, содержащая роторы и статор, на рабочих поверхностях которых выполнены винтовые нарезки, размещенную на статоре общую дпя всех роторов обмотку и опорно-осевые подшипники, в которых установлены то роторы с осями, пеопендикулярными оси вращения с та тора 1).

Решая принципиально важную проблему создания безредукторного привода с высокими массо-энергетическими показателями 5 эта машина обладает определенным недостатком — наличием движущейся обмотки иа роторе.

Кроме того, в этой электрической машине предусмотрено наличие на роторе только якорной обмотки, а на статоре обмотки возбуждения, что снижает функ» циональные возможности машины.

Белью настоящего изобретения является снижение расхода проводниковых материалов, расширения функциональных возможностей и повышения надежности в эксплуата ции.

Эта цель достигается тем, что на статоре выполнены кольцевые пазы, ось которых совпадает с осью вращения статора, в которых размещена многофазная обмот ка.

Кроме того, в данной машине обмотка статора может быть выполнена на жестком каркасе и укреплена на неподвижных обоймах с зазором отнссительно внутренней поверхности пазов, Ротор в данной машине может содержать короткозамкнутую обмотку или может быть выполнен в виде цилиндра из ферромагнитного материала.

Наружный слой ротора в данной маши— не можно выполнить из гистерезисного материала. Можно ротор выполнить явно- полюсным, можно каждый ротор снабдить когтеобразной системой полюсов и обмот

yc 2Ц

3 кой возбуждения, можно ротор выполнить с полюсами из постоянных магнитов.

Кроме того, электрическую машину можно снабдить датчиком положения ротора и коммутатором, к которому подключить

5 концы обмотки статора а управлять коммутатором сигнапами датчика положения.

Таким образом, машина может выполнять функции любой известной,эпектрической машины: асинхронной тогда обм

У мотка 0 статора выполнена многофазной, а ротор — в виде относительно короткого толстостенного стакана из ферромагнитного материала по типу ротора Шенфера" с винтовой нарезкой на наружной поверх!

5 ности, либо ротора с короткоэамкнутой клеткой с такой we нарезкой на поверхно . сти ферромагнитной части ротора, синхронной, например, гистерезисной, тогда обмотка статора анапогична обмотке по преды м

ll дущему пункту, а ротор может выпоп20 няться в виде внутреннего ферромагнитного стакана, на наружную поверхность которого навита спираль иэ гчстерезисного материала ипи закреплены поггукопьца (час25 ти кольца) со сдвигол друг относительно друга., образуя па наружной поверхности ротора винтовую нарезку, либо иного ротора синхронной машины. с такой же нарезкой постоянного тока, например, с двухфункциональной обмоткой на статоре и яв30 нопопюсным ферромагнитным ротором с винтовой нарезкой па его наружной поверхности либо с обычной якорной обмоткой

HB статоре и постоянными магнитами пли когтеобразными полюсами на роторе — с винтовой нарезкой на наружной поверхности соответственно, чем достигается расширение функциональных возможностей ма шины о

На фиг.1 изображена машина со снятой поповиной статора, общий впд (на нижней части условно показаны несколько роторов

:,.= сг;йками, подшипниками и звездочка45 ми креппениями обмотки при выполнении ее н -;,.сдвижной}; на фиг.2 — разрез А-А на фут-, (усповно показаны и не попадающие в разрез ступица крепления ферромагнитного стакана ротора, и изопяционM ная звездочка крепления обмотки статорана стойках ротора.)

На основной рабочий вап 1 мешины насажена ступица 2, на которой с помощью обечайки 3 укреплен копьцевой (тороидапьный) статор 4 с шихтованными зубцами

5 (шихтовка показана на части чертежа) и пазами 6, в которые (вариант — с зазо-. ром относительно стенок паза) вложена

12 4 обмотка 7, на зубцах выполнена винтовая нарезка 8.

На стойках 9 установлены подшипники

10, сквозь которые проходит ось 11, на которой закреплены ротор 12, на наружной поверхности которого выполнена винтовая нарезка 13. Стойки 9 установлены на кодьцевом или многоугольном основании 14 е центрированном относительно оси вала 1.

Со стойками 9 жестко связаны звездочки

15, удерживающий обмотку 7 неподвижно относительно поворачивающихся вокруг оси вала 1 зубцов 5 и спинки статора. 16. (в варианте выполнения обмоток 7 неподвижными выводы, проходящие в этом варианте через звездочки 15, на фигурах не показапы).

Ферромагнитный стакан ротора 12 с наружной винтовой нарезкой 13 укреп- лен на валу 11 с помощью ступицы 17.

В варианте выполнения обмотки 7 вращающейся вместе со статором ее выводы проводятся через отверстия в спинке статора 16 на его наружную поверхность (часть этой поверхности условно показана в верхней части фиг.l), где соединяются между собой соответственно схеме обмот. ки, и выводы фаэ обмотки соединяются, например, в звезду и выводятся с помощью концов 18 к кольцам (не показаны), В этом варианте звездочки 15 на стой ках 9 не устанавливаются, а обмотка 7 закрепляется в пазах 6.

При подключении обмотки 7 к многсфазному, например трехфаэному, напряжению токи в ней создадут вращающееся магнитное попе, которое приведет во вращение ротор 12. Взаимодействие винтовых наре эок 8 и 13 приведет к медленному вражде. нию вокруг вала с усилением момента относительно возникающего на поверхности ротора 12, примерно равным "„ где

Э - рабочий диаметр статора (относи тельно оси вала 1), à n — шаг винтовой нарезки поверхностей ротора и статора. В такое же число раз снизится частота вращения вала 11 относительно частоты вращения вала 11 ротора 12.

Совершенно аналогично может быть выполнена машина и при других вариантах ис полнения. Следует указать, что намотка обмотки 7 на жесткий каркас, связанный со зыездочкой> вполне может быть механизирована. Наличие жесткого каркаса из изолированного материала и гарантированные воздушные зазоры между стенками паза и обмоткой 7 может также способствовать выполнению обмотки на повышенное напряжение, облегчать продувку па792512

5 зов охлаждающим газом и т.п. Экономический эффект.от применения данного пред лагаемого изобретения вытекает из снижения веса проводниковых материалов, уменьшения потерь благодаря м.ньшей длине неактивных участков обмотки, большей технологичности в связи с отсутствием лобовых частей, а также существенного по. вышения надежности в эксплуатации. формул а изобретен ия

1. Электрическая машина, содержащая роторы и статор, на рабочих поверхностях которых выполнены винтовые нарезки, размещенную на статоре общую для всех роторов обмотку и опорно-осевые подшипники, в которых установлены роторы с осями, перпендикулярными оси вращения статора, отличающаяся тем, что,с целью снижения расхода проводниковых материалов, расширения функциональных возможностей и повышения надежности в эксплуатации, на статоре выполнены кольцевые пазы, ось которых совпадает с осью вращения статора, в которых размещена многсфазная обмотка.

2. Машина по п.1, о т л и ч а ю m ая с я тем, что упомянутая обмотка стато30 ра выполнена на жестком каркасе и укреп-, лена на неподвижных обоймах с зазором относительно внутренней поверхности пазов.

3. Машина попп.1 и 2,отлич а ющ а я с я тем, что каждый из роторов содержит короткозамкнутую обмотку.

4. Машине по пп.1 и 2, о т л и ч аю щ а я с я тем, что ротор (роторы) выполнен в виде цилиндра из ферромагнитного материала. 5.Машинапопп1и 2, отличаю щ а я с я. тем, что наружный слой ротора (роторов) выполнен из гистерезисного материала.

6. Машина по пп.1 и 2, о т л и ч а ющ а я с я тем, что ротор (роторы) выполнены явнополюсным.

7, Машина по пп.l и 2, о т л и ч а ющ а я с я тем, что каждый ротор снабжен когтеобразной системой полюсов и обмот кой возбуждения.

8. Машина по пп.1 и 2, о т л и ч а ющ а я с я тем, что упомянутый ротор (ро» торы) выполнен с полюсами из постоянных магнитов.

9. Машина попп.1 и 2, отл ича ю-. щ а я с я тем, что машина снабжена дат чиком положения ротора и коммутатором, к которому подключены концы обмотки статора и управляемого сигналами упомянутого датчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2455951/24-07, кл. Н 02 К 41/02, Т979.