Электрическая машина

 

Союз Советсммк

Соцмалмстмческмк

Реслублмк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ («)845238 (61) Дополнительное к авт. свид-ну (22) Заявлено 24.07.79 (21) 2801227/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

Н 02 К 41/02

f4cQA3pcIsNIlhlN комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.314..04 (088.8) Опубликовано 07.07.81. Бюллетень №25

Дата опубликования описания 17.07.81 (72) Автор изобретения

Д. В. Свечарник и (7I) заявитель (54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам.

Известна электрическая машина двойного движения, у которой ротор (роторы) совершает (совершают) быстрое движение в одной плоскости, а статор — медленное движение в перпендикулярной плоскости (1) Известна также электрическая машина, содержащая роторы и статор, на рабочих поверхностях которых выполнены винтовые нарезки, размещенную на статоре в кольцевых пазах, ось которых совпадает с осью вращения статора, многофазную обмотку, общую для всех роторов (2) .

Электрические машины имеют определенные ограничения по пределу передаточного числа — оно не может превышать отношения длины окружности по наружному диаметру ротора к шагу нарезки на его поверхность у машины (1) или отношения длины окружности по среднему диаметру кольцевого тороидального статора машины к шагу нарез-, ки на поверхности ротора — у машины (2).

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей.

Для этого электрической машине, содержащей роторы и статор, на рабочих поверхностях которых выполнены винтовые нарезки, наружная поверхность упомянутого статора выполнена цилиндрической с винтовой нарезкой на ней, а вокруг статора с зазором размещен подвижно сопряженный с направляющими элементами, например стержнями, внешний магнитопровод, на внутренней поверхности которого выполнена аналогичная нарезка, а каждый из роторов состоит из двух полюсных сердечников, разделенных скошенной немагнитной прокладкой, причем между роторами размещены закрепленные на неподвижных стойках магнитопроводы с кольцевой обмоткой возбуждения.

У предлагаемой машины три взаимодействующие части связаны одним магнитным потоком — ротор, статор и внешний магнитопровод перемещаются в тоех взаимно перпендикулярных плоскостях; рассматриваемая электрическая машина «тройного движения» использует при создании эффектив20 ного безредукторного привода все три координаты трехмерного пространства. В качестве базовых модулей могут использоваться все известные типы обычных электричес845238 ких машин — асинхронные, синхронные, в том числе автосинхронные (постоянного тока).

На фиг. 1 изображен схематично общий вид машины (разрез, вариант поступательного движения ее выходного эЛемента); на фиг. 2 — общий вид (вид сверху) машины без верхней части статора и элементов его крепления на оси.

Электрическая машина содержит роторы 1 и статор, состоящий .из верхней 2 и нижней 3 кольцевых частей. В кольцевых пазах статора размещена многофазная обмотка 4, ось которой совпадает с осью вращения статора.

Каждый из роторов 1 состоит из двух полюсных сердечников 5 и 6, сидящих на валу 7. Сердечники 5 и 6 ротора разделены немагнитной прокладкой 8. Между роторами размещены закрепленные на неподвижных стойках 9 магнитопроводы 10 с кольцевой обмоткой 11 возбуждения. Неподвижный вал 7 роторов крепится на спицах 12.

Кольцевой статор соединен спицами 13 с валом 14 кольцевого .статора. Наружная поверхность статора выполнена цилиндрической с винтовой нарезкой 15 на ней.

Вокруг статора с зазором размещен подвижно сопряженный с направляющими элементами 16 внешний магнитопровод 17, на внутренней поверхности которого выполнена нарезка 18.

Машина работает следующим образом.

При подаче напряжения на обмотку 11 возникает магнитный поток, замыкаемый по пути: сердечник 10, зазор между левой торцевой поверхностью магнитопровода 10 и торцевой поверхностью сердечника 5 ротора 1, зазор (по дуге поверхности) между сердечником 5 и внутренней поверхностью частей кольцевого статора — пересекая винтовые нарезки на наружной поверхности полюса и внутренней поверхности пакета статора и взаимодействуя с токами обмотки 4 кольцевого статора (в случае работы в режиме двигателя — создавая при этом момент, приводящий во вращение роторы; при работе в режиме генератора — наводя

ЭДС в этих обмотках), зубцы и спинка пакета статора, зазор между наружной цилиндрической поверхностью нижней 3 части статора и внутренней поверхностью магнитопровода 17, пересекая нарезки 15 и 18, затем дуга спинки магнитопровода 17, снова зазор между внутренней поверхностью магнитопровода 17 и наружной поверхностью нижней 3 части статора, пересекая нарезки 18 и 15, спинку и зубцы пакета статора, зазор между внутренней поверхностью статора и наружной поверхностью ротора (снова пересекая винтовые нарезки на этих поверхностях), сердечник 6 соседнего ротора 1; зазор между его торцевой поверхностью и правой торцевой поверхностью магнитопровода 10, замыкаясь в этом магнитопроводе.

При прохождении магнитного потока между ротором и статором вращение ротора 1 вызывает благодаря наличию винтовой нарезки на обеих поверхностях вращение кольцевого статора совместно со связанным с ним с помощью крепления 19, спиц 13, соединенных со ступицей 20, насаженной на вал 14, вращающийся в опорно-осевых подшипниках 21, закрепленных в опорной стойке 22, с которой связаны и спицы 12 неподвижного кольца (или многоугольника), на котором укреплены стойки 9 с подшипниками 23 для валов 7 роторов 1. Угловая скорость этого вращения ниже угловой скорости в отношении а момент соответственно больше.

При прохождении магнитного потока из наружной цилиндрической поверхности нижней 3 (внешней) части кольцевого статора во внутреннюю поверхность магнитопровода 17 благодаря наличию на этих поверхностях винтовой нарезки с шагом Ьд (совершенно необязательно выполнять h =hg возникает усилие, заставляющее магнитопровод 1? вместе с рабочим штоком 24 с еще меньшей скоростью перемещаться в плоскости, перпендикулярной как плоскости вращения кольцевого статора, так и плоскости вращения ротора. Передаточное число и здесь равно отношению внешнего магнитопровода

Таким образом, достигается весьма значительное увеличение общего передаточного числа: Если на участке ротор-кольцевой статор, это число составляет, например 100 — 150, то не меньшую величину можно получить и на участке кольцевой статор — внешний магнитопровод, доведя общее передаточное число до десятков тысяч.

Выходной элемент может, конечно, быть выполнен аналогично системе ротор-кольцевой статор и для вращательного движения

При этом магнитопровод 17 выполняется не в виде прямого отрезка трубы (фиг. 1), а в виде трубы, согнутой в кольцо, внутри которого размещаются несколько статоров, крепление которых проходит. через разрез в кольцевой трубе — как это выполняется в элементе («модуле») ротор 1 — кольцевой статор (2, 3). При вращении ротора с частотой 3000 об/мин и выше можно создать безредукторный привод, рабочий вал которого вращается с частотой в малые доли оборота в минуту. Технико-экономическая эффективность применения предлагае845238

Формула изобретения

i/2. S мого изобретения заключается в обеспечении возможности при создании низкоскоростного безредукторного привода использовать быстровращающиеся роторы, и благодаря этому существенно повысить его массогабаритные и энергетические показатели, Электрическая машина, содержащая ротор и статор, на рабочих поверхностях которых выполнены винтовые нарезки, размещенную на статоре в кольцевых пазах, ось которых совпадает с осью вращения статора, многофазную обмотку, общую для всех роторов, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, наружная поверхность упомянутого статора выполнена цилиндрической с винтовой нарезкой на ней, а вокруг статора с зазором размещен подвижно сопряженный с направляющими элементами, например, стержнями, внешний магнитопровод, на внутренней. поверхности которого выполнена аналогичная нарезка, а каждый из роторов состоит из двух полюсных сердечников, разделенных скошенной немагнитной прокладкой, причем между роторами размещены закрепленные на неподвижных стойках магнитопроводы с кольцевой обмоткой возбуждения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 640402, кл. Н 02 К 41/02, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2692371, кл. Н 02 К 41/02, 1979.

845238

Н Ю

Фиг. Г

Составитель С. Венгражновская

Редактор Г. Петрова Техред А. Бойкас Корректор В. Бутяга

Заказ 4176/5 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4