ИНДУКТОРНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА Российский патент 2014 года по МПК H02K19/06 H02K19/12 H02K19/24 H02K19/26 

Изобретение относится к электрическим машинам, в частности к бесконтактным синхронным генераторам для систем электроснабжения и/или двигателям с внешнезамкнутым потоком возбуждения.

Известна бесконтактная синхронная электрическая машина /см. авт. свид. №1162008 (кл. H02K 19/06) от 04.01.1984/, содержащая статор с рабочей обмоткой и обмоткой возбуждения в виде катушки, размещенный внутри статора ротор, смонтированный на немагнитном валу, магнитопроводящие щиты, снабженные выступами, между которыми с прилеганием к ним установлен внешнезамкнутый магнитопровод.

Когтеобразный тип ротора-прототипа и прочностные свойства материала для его магнитов ограничивают рабочую и предельную скорости ротора, а также мощность электрической машины.

Для устранения отмеченного недостатка в индукторной электрической машине, содержащей статор с рабочей обмоткой и обмоткой возбуждения в виде катушки, размещенный внутри статора ротор, смонтированный на немагнитном валу, магнитопроводящие щиты, снабженные выступами, между которыми с прилеганием к ним установлен внешнезамкнутый магнитопровод, обмоток возбуждения имеется три, каждая из которых равноудалена от соседних на 120° и выполнена по типу трехфазного трехстержневого трансформатора, стержни которого расположены в одной плоскости и ориентированы тангенциально к образующей ротора, выполненного в виде стального цилиндра, имеющего просверленные по периметру каналы, в которые заложены медные электрически изолированные проводники по форме цилиндрических пружин, электрически соединяющиеся на торцах ротора с медными кольцами, имеющими отверстия, соосные медным цилиндрическим пружинам.

На чертеже упрощенно изображена индукторная электрическая машина по предлагаемому техническому решению.

Индукторная электрическая машина содержит статор 1 с рабочей обмоткой (как в прототипе) и обмоткой возбуждения 2 в виде катушки, размещенный внутри статора 1 ротор 3, смонтированный на немагнитном валу 4, магнитопроводящие щиты (на фиг. не показаны), снабженные выступами, между которыми с прилеганием к ним установлен внешнезамкнутый магнитопровод (на фиг. не показан). Обмоток возбуждения 2 имеется три, каждая из которых равноудалена от соседних на 120° и выполнена по типу трехфазного трехстержневого трансформатора 5, стержни которого расположены в одной плоскости и ориентированы тангенциально к образующей ротора 3, выполненного в виде стального цилиндра, имеющего просверленные по периметру каналы, в которые заложены медные проводники по форме цилиндрических пружин, электрически соединяющиеся на торцах ротора 3 с медными кольцами, имеющими отверстия соосные медным цилиндрическим пружинам. Трехфазный трехстержневой трансформатор 5 обмотки возбуждения 2 - электромагнит с трехфазной магнитной системой, на каждом сердечнике которой размещено по одной обмотке, питающейся от своей фазы источника трехфазного тока. Поэтому магнитные потоки Фi (i=1, 2, 3) в сердечниках сдвинуты по отношению друг к другу на 120°:

Ф1=Ф·sin wt;

Ф2=Ф·sin (wt+120°);

Ф3=Ф·sin (wt+240°).

Результирующая Fрез электромагнитных сил от потока Ф1 в полюсе первом (F1), от потока Ф2 в полюсе втором (F2), от потока Ф3 в полюсе третьем (F3) представима как

Fрез=F1+F2+F3

или

Fрез=Fср{3-[cos2wt+cos(2wt+240°)+cos(2wt+480°)]}=3Fср,

то есть результирующее значение электромагнитной силы остается неизменным во времени. Точка же приложения результирующей электромагнитной силы с двойной частотой перемещается между срединными плоскостями двух содействующих сердечников магнита-стержней трансформатора 5.

Ротор в предлагаемом исполнении выполняет функцию подвижной части магнитопровода и представляет собой часть электромагнита, которая, воспринимая электромагнитное усилие Fрез от обмотки возбуждения 2, передает его в рабочую обмотку в режиме генерации ЭДС электрической машиной или передает соответствующим деталям приводимого в действие механизма в режиме двигательном электрической машины, расширяя диапазон скорости и мощности индукторных электрических машин без ограничений ротора-прототипа.

Таким образом, по мнению заявителя, предлагаемое техническое решение является новым, имеет изобретательский уровень и промышленно применимо.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам, в частности к бесконтактным синхронным генераторам для систем электроснабжения и/или двигателям с внешнезамкнутым потоком возбуждения. Предлагаемая индукторная электрическая машина содержит статор с рабочей обмоткой и обмоткой возбуждения в виде катушки, размещенный внутри статора ротор, смонтированный на немагнитном валу, магнитопроводящие щиты, снабженные выступами, между которыми с прилеганием к ним установлен внешнезамкнутый магнитопровод, при этом имеются три обмотки возбуждения, каждая из которых равноудалена от соседних на 120° и выполнена по типу трехфазного трехстержневого трансформатора, стержни которого расположены в одной плоскости и ориентированы тангенциально к образующей ротора, выполненного в виде стального цилиндра, имеющего просверленные по периметру каналы, в которые заложены медные электрически изолированные проводники по форме цилиндрических пружин, электрически соединяющиеся на торцах ротора с медными кольцами, имеющими отверстия, соосные медным цилиндрическим пружинам. Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемого изобретения, состоит в расширении диапазонов скорости и мощности индукторных электрических машин. 1 ил.

Индукторная электрическая машина, содержащая статор с рабочей обмоткой и обмоткой возбуждения в виде катушки, размещенный внутри статора ротор, смонтированный на немагнитном валу, магнитопроводящие щиты, снабженные выступами, между которыми с прилеганием к ним установлен внешнезамкнутый магнитопровод, отличающаяся тем, что обмоток возбуждения имеется три, каждая из которых равноудалена от соседних на 120° и выполнена по типу трехфазного трехстержневого трансформатора, стержни которого расположены в одной плоскости и ориентированы тангенциально к образующей ротора, выполненного в виде стального цилиндра, имеющего просверленные по периметру каналы, в которые заложены медные электрически изолированные проводники по форме цилиндрических пружин, электрически соединяющиеся на торцах ротора с медными кольцами, имеющими отверстия, соосные медным цилиндрическим пружинам.