Синхронная машина

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик о|1877721 (" ь (61) Дополнительное к авт. свид-ву(51)М. Кл З (22) Заявлено 2%02.80 (21) 2888782/24-07

Н 02 К 21/00 с присоединением заявки Н4Государствениый комитет

ССС P яо делам изобретеиий и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 3010З1 Бюллетень 1 1о 40

Дата опубликования описания 0,10.81 (53) УДК 821. З1З (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю.И. Кронеберг (1

I (71) Заявитель (54) СИНХРОННАЯ МАШИНА

Изобретение относится к электрическим машинам, а точнее синхронным машинам с числом полюсов 2p > б. Такие машины могут быть использованы, например, в качестве автономных источников питания повышенной частоты, когда необходимо при минимальном размере полюсного деления обеспечить высокое использование активных материа- 10 лов, иадежнОе самовозбуждение, а также экономичное и достаточно глубокое регулирование ЭДС.

Известны синхронные машины, содержащие статор, выполненный по типу одно- f1) иди двухпакетного t.2).ста- 15 тора одноименнополюсной индуктивной машины, и, соответственно, одно- или двухпакетный .ротор на магнитомягкой втулке, причем в неподвижный (1) или вращаниаийся (2) осевые магнитопрово- 20 ды последовательно введены постоянные магниты.

Однако по своему принципу действия такие машины относятся к индукторным и поэтому имеют низкое использование

-активных материалов. Кроме того, поток, создаваемый обмоткой возбуждения, вынужден замыкаться по постоянным магнитам, обладающим большим маг. нитным сопротивлением, что приводит 30 к снижению глубины и экономичности регулирования ЭДС.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является син" хронная машина, содержащая статор, выполненный по типу статора одноили двухпакетной одноименнополюсной индукторной машины, и, соответственно, одно- или двухпакетный ротор на магнитомягкой втулке, полюсная система которого состоит из магнитомягких полюсов и радиальнонамагниченных магнитов. В такой машине все полюса каждого пакета ротора имеют одинаковую полярность, поэтому она тоже относится к классу одноименнополюсных индукторных машин. Позволяя обеспечить практически такую же величину полюсного деления, как в рассмотренных выше машинах, известная машина обладает надежным самовозбуждением и эффективным регулированием P3 ).

Недостаток известной машины - низкое использование активных материалов, т. е. повьлаенная. ее масса.

Цель. изобретения — уменьшение массы.

Поставленная цель достигается тем, что ротор по окружности расточки разделен на 2п участков, каждый,из кото877721

50 рых содержит целое число k<,k2 ...k ...1с2пполюсных делений с и 9 k ° =2р

1 причем все нечетные участки содержат нечетное число полюсных делений

k>...k2„ u на каждом из них установлены бруски постоянных магнитов, на» магниченные радиально с чередующейся полярностью, при этом все крайние магниты каждого нечетного участка одного пакета ротора имеют одинаковую полярность, а на четных полюсных" делениях четных участков установлены магнитомягкие полюсы.

На фиг. 1 изображена предлагаемая машина, поперечный разрез; на фиг.2разрез A-A на фиг.1; на фиг. 3, - развертка полюсной системы предлагаемой 15 машины и. распределение потока воздушного зазора при отключенной обмотке возбуждения (а) и при включенной(д)

Статор 1 содержит сердечники с обмотками, установленные во внешнем осевом магнитопроводе 2 и кольцевую катушку обмотки 3 возбуждения. Ротор ссщержит один или два магнитомягких пакета 4,,установленных на магнито- . мягкой втулке 5. Активная поверхность ротора разделена по геометрическим нейтралям A< A«A < А .. ° A A pe на четное. число 2п участков (2р=32, 2п=4),причем, каждый из них содержит нечетное число полюсных делений т; (5о - 11 - 5 Ю - 117"). На нечетных 30 участках (A4 А, А А4) установлены радиально намагниченные с чередующейся по окружности расточки полярностью бруски постоянных магнитов

6-10 и 11-15. При этом все крайние 35 магниты участков, в данном случае магниты 6 и 10, 11 и 15, имеют одинаковую полярность, такую же полярность имеют магниты 8 и 13, а магниты 7, 9 и 12, 14 - противополож- 40 ную. Магниты целесообразно выполнять с шириной, равной ", из высокоэрцитивных материалов (типа феррита бария или SmCOg }. Ha нечетных участках, (A Ay A4 A<), на четных полюсных делениях установлены магнитомягкие полюса, соответственно 16-20 и 21-25.

В генераторном режиме машина работает следующим образом.

Когда обмотка 3 возбуждения отключена, поток воздушного зазора (фиг. За) создается полюсами из постоянных магнитов 6-10 и 11-15.

Эти.потоки замыкаются главным образом, по участкам спинки пакета 55 статора 1, расположенным в данный момент против участков с магнитоэлектрическими полюсами..Поскольку на каждом участке IIo полюсу одной полярности большем, суммарный поток gp таких полюсов замыкается по.осевым магнитопроводам 2 и 5 и незначительная частЬ - по магнитомягким полюсам 4. Практически наводимая ЭДС будет пропорциональна сумме потоков магнитов 6-10 и 11-15. Наличие начальной ЭДС должно обеспечивать надежное самовозбуждение и функционирование машины.

При включении обмотки 3 возбуждения ее намагничивающая сила направлена таким образом, чтобы магнитомягкие полюса 16-20 и 21-25 возбуждались s соответствии с полярностью магнитов 6, 10 и 11, 15. При некотором значении тока возбуждения индукции магнитомягких полюсов и вышеупомянутых магнитов станут одинаковыми и поле примет вид, показанный на фиг.Зб.

В этом случае к начальной ЭДС, обусловленной потоками магнитов 6-15, добавляется ЭДС, наведенная потоками магнитомягких полюсов 16-25, благодаря чему осуществляется регулирование.

Так как в предлагаемой машине на участках, занятых магнитами, поток знакопеременный, она имеет меньшую массу, чем известная.

В предлагаемой машине при -значениях полюсного деления, характерных для одновременнополюсных индукторных машин, достигается существенное снижение массы при сохранении приемлемой глубины регулирования экономичности возбуждения и надежном самовозбуждении. Это дает возможность использовать ее, например, в качестве автономных высокочастотных источников питания или тихоходных двигателей.

Формула изобретения

Синхронная машина с числом полюсов

2р > 6, содержащая статор- с сердечниками и обмотками н ротор на магнитомягкой втулке, полюсная система которого состоит из магнитомягких полюсов и радиально намагниченных магнитов, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения массы, ротор по окружности расточки разделен на 2п участков, каждый из которых содержит целое число k4, М,, ... k„"... k2HIIO йй люсных делений (7 и k = 2р, причем

4 все нечетные участки содержат нечетное число полюсных делений k< „k ...

М2Н и на каждом из них установлены бруски постоянных магнитов, намагниченные радиально с чередующейся полярностью, при этом все крайние магниты каждого нечетного участка одного пакета ротора имеют одинаковую полярность,.а на всех четных полюсных де- лениях четных участков установлены магнитомягкие полюсы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Вертинов A.È. Авиационные электрические генераторы. Оборонгиз, 1959.

2. Патент Германии 9 666950, кл 21 d,3 1938.

3. Цале И.И. Классификация полюсопереключаемых бесконтактных синхронных мажин . сб "Весконтактные электрические мйаины.Вып.16,Рига,Зикатне,1977.

877721

Составитель T. Калашникова

Техред А.Ач Корректор В.. Бутяга

Редактор Л. Филь

Филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 9636/82 Тираж 733 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по.делам изобретений и открытий

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