ТОРЦОВАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА Российский патент 2008 года по МПК H02K5/173 H02K5/16 H02K17/16 

Изобретение относится к области электротехники, а именно к торцовой электрической машине, предназначенной для применения в различных областях промышленности.

Известная электрическая машина (варианты) по патенту РФ №2235403, кл. Н02К 5/124, публ. 2004.08.27, которая содержит корпус, вкладыш с рабочей поверхностью, пружины, при этом часть пружин предварительно сжаты с большим усилием, чем остальные и закреплены в сжатом состоянии с образованием гарантированного зазора между торцами пружин и торцовыми поверхностями корпуса и вкладыша, при этом пружины установлены по разные стороны вала и сжимаются с разными усилиями, между пружинами и вкладышами установлены упоры.

Недостатками известной машины являются сложность конструктивного ее исполнения и ненадежность в работе, что влечет за собой большие трудо- энергозатраты при ее изготовлении и эксплуатации.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению по технической сущности является торцовая электрическая асинхронная машина по патенту РФ №2233529, кл. Н02К 5/173, публ. 27.07.2004 г., которая содержит кольцевые магнитопроводы, статор с обмоткой возбуждения и ротор с короткозамкнутой обмоткой, опорный стакан, вал, подшипниковый узел, упорный подшипник, регулировочное устройство, на магнитопроводах статора и ротора закреплены стойки в виде многолучевых звезд, одна из которых со стороны статора жестко соединена с опорным стаканом, а другая со стороны ротора жестко соединена с диском ротора, напрессованным на вал машины, внутри кольцевой полости помещено колесо вентилятора с отверстием и лопатками, упругое звено выполнено в виде тарельчатой пружины.

Однако тарельчатые пружины предназначены только для создания необходимого для уплотнения вала давления в зоне соприкосновения вкладыша с упорным диском ротора и при работе электрической машины не уравновешивают внешние осевые силы, действующие на вал ротора, что не обеспечивает надежность работы известной машины.

Технической задачей настоящего изобретения является создание надежной в работе торцовой электрической машины с улучшенными выходными показателями качества.

Задача решается новой совокупностью существенных признаков, позволяющих получить новый полезный технический результат: повышенную надежность в работе с улучшенными выходными показателями качества за счет того, что в торцовой электрической машине, включающей кольцевые магнитопроводы, статор с обмоткой возбуждения, вал ротора с короткозамкнутой обмоткой, пружины, подшипниковый щит с подшипниками качения и регулировочное устройство, одна из пружин сжатия является основной и выполнена диаметром, превышающим диаметр вала ротора, и установлена на вал ротора между подшипниками качения с возможностью свободного перемещения вала внутри этой пружины, при этом с одного торцового конца она упирается в тело одного подшипника качения, а другим торцовым концом упирается в тело другого подшипника качения с возможностью свободного перемещения вала ротора вдоль своей оси, а дополнительная пружина установлена между подшипником качения и ротором, при этом одним своим торцом она упирается в тело этого подшипника качения, а другим торцом упирается в тело ротора, а регулировочное устройство выполнено в виде стопорного кольца, установленного на валу одного из подшипников качения, или стопорной гайки, навинченной на вал и упирающейся одной стороной во вращающееся внутреннее кольцо одного из подшипников качения.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Торцовая электрическая машина содержит магнитопровод статора 1 с m-фазной обмоткой возбуждения 2 и ротор 3 с витым кольцевым магнитопроводом 4 и короткозамкнутой обмоткой 5, отделенные друг от друга воздушным зазором b, вал 6, подшипниковый щит 7 с подшипниками 8 и 9, распорную втулку 10, стопорное кольцо 11, основную пружину 12 сжатия, дополнительную пружину 13 сжатия и крышку 14.

В подшипниковом щите установлены два подшипника качения 8 и 9 для восприятия радиальной и осевой нагрузок от исполнительного механизма, приводящих двигатель во вращение, и силы магнитного притяжения ротора.

Основная пружина 12 сжатия выполнена диаметром, превышающим диаметр вала 6 ротора 3, и установлена на вал 6 (насажена на вал) с возможностью свободного прохождения вала через ее внутреннюю часть, при этом основная пружина 12 сжатия одним торцом упирается в тело подшипника 8 качения, другим торцом она упирается в подшипник 9 качения для свободного перемещения вала вдоль своей оси.

Дополнительная пружина 13 сжатия установлена между подшипником 9 качения и ротором 3, при этом одним своим торцом она упирается в тело этого подшипника качения, другим своим торцом она упирается в тело ротора для обеспечения перемещения ротора 3.

Между статором 1 и подшипником 8 качения расположено регулировочное устройство 11, выполненное в виде стопорного кольца, установленного на валу одного из подшипников качения, или стопорной гайки, навинченной на вал и упирающейся одной стороной во вращающееся внутреннее кольцо (не показано) одного из подшипников качения для возможности регулировки воздушного зазора b между статором 1 и ротором 3.

Работает торцовая электрическая машина следующим образом.

В момент пуска машины рабочий воздушный зазор b устанавливается размером большим, чем воздушный зазор в рабочем режиме. При пуске машины под действием осевой силы магнитного притяжения ротор 3 перемещается влево, сжимая дополнительную пружину 13 до упора к поверхности А ротора, регулировочным устройством 11 фиксируется рабочее положение ротора и устанавливаемое значение рабочего воздушного зазора 11. При этом основная пружина 12 препятствует перемещению регулировочного устройства 11 подшипника 8 влево, уравновешивая, таким образом, действие дополнительной пружины 13 сжатия, и равномерно распределяет осевую нагрузку между подшипниками 8 и 9 качения, уменьшая их износ.

Предлагаемая торцовая электрическая машина по сравнению с вышеописанными аналогами надежна в работе и имеет улучшенные выходные показатели качества, например повышены пусковой и максимальные моменты, коэффициент полезного действия /КПД/ увеличен на 5%, а удельная материалоемкость снижена на 20-30%.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к особенностям конструктивного выполнения торцовых электрических машин, которые могут быть использованы в различных областях промышленности. Технический результат, достигаемый при использовании данного изобретения, состоит в обеспечении надежности работы электрической машины при одновременном улучшении ее выходных параметров. Сущность изобретения состоит в том, что в торцовой электрической машине, включающей кольцевые магнитопроводы, статор с обмоткой возбуждения, вал ротора с короткозамкнутой обмоткой, подшипниковый щит с подшипниками качения, пружины и регулировочное устройство, согласно данному изобретению одна из пружин является основной и выполнена с диаметром, превышающим диаметр вала ротора, и установлена на вал ротора между подшипниками качения для возможности свободного перемещения вала внутри этой основной пружины, при этом с одного торца она упирается в тело одного подшипника качения, а другим торцом упирается в тело другого подшипника качения с возможностью перемещения вала ротора вдоль своей оси, а дополнительная пружина установлена между подшипником качения и ротором, при этом одним торцом она упирается в тело подшипника качения, а другим торцом упирается в тело ротора. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Торцовая электрическая машина, включающая кольцевые магнитопроводы, статор с обмоткой возбуждения, вал ротора с короткозамкнутой обмоткой, подшипниковый щит с подшипниками качения, пружины и регулировочное устройство, отличающаяся тем, что одна из пружин является основной и выполнена диаметром, превышающим диаметр вала ротора, и установлена на вал ротора между подшипниками качения для возможности свободного перемещения вала внутри этой основной пружины, при этом с одного торца она упирается в тело одного подшипника качения, а другим торцом упирается в тело другого подшипника качения с возможностью перемещения вала ротора вдоль своей оси, а дополнительная пружина установлена между подшипником качения и ротором, при этом одним торцом она упирается в тело подшипника качения, другим торцом упирается в тело ротора.2. Торцовая машина по п.1, отличающаяся тем, что регулировочное устройство может быть выполнено в виде стопорного кольца, установленного на валу одного из подшипников качения, или стопорной гайки, навинченной на вал и упирающейся одной стороной во вращающееся внутреннее кольцо одного из подшипников качения.