Индуктор электрической машины Советский патент 1983 года по МПК H02K21/16 

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к иядукторам смешанного возбуждения. Известны индукторы электрических ,машин, содержащие когтеобразные полюса и постоянный магнит fl. Недостатком такой конструкции является то, что в ней отсутствует возможность регулирования магнитног потока. Наиболее близким к изобретению является индуктор электрической маии ны, содержащий когтеобразные полюса с аксиальной намагниченностью, обмотку регулирования возбуждения С2J Недостатком известной конструкции является необходимость размещения в одном кольцевом объеме между торцами когтеобразных систем как . кольцевого постоянного магнита, так и кольцевой регулировочной обмотки, что.приводит к увеличению диаметра Ш1дуктора, а следовательно, и габаритов электрической машины. С увели чением диаметра индуктора возрастае расход материала ког.теобразньвс полю сов, а также расход других в частности, конструкционных материалов в электрической машине. Целью изобретения является , уменьшение габаритов и расхода конструкционных материалов. Указанная цель достигается.тем, что в индукторе электрической машины обмотка размещена на когтеобразных полюсах в междуполюсных промежутках На фиг. 1 показан индуктор, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез; на . 3 - вариант полюса индуктора с фасками для клиньев на полюсе и выступом для укладки лобовых частей регулировочной обмо ки;на фиг. 4 - вариант регулировочной о мотки индуктора с числом катушек,равны числу полюсов,на фиг. 5 - то же,с числом катушек, равным числу пар полюсов/ на фиг. 6 - то же, с одной катушкой, Индуктор электрической машины содержит когтеобразные полюса 1 и 2, установленные на валу 3 таким обра-зом, что между их торцами расположен кольцевой постоянный магнит 4, намагниченный в аксиальном направлении. Вал 3 может быть выполнен из немагнитной или магнитомягкой стали. На индукторе уложена регулировочная обмотка 5, расположенная в пространстве между боковыми сторонами 6 и 7 полюсов 1 и 2. Межполюсные части обмотки 5 опираются на внешнюю поверхность 8 постоянного магнита 4 и на поверхность впадин 9 между полюсами одной полярности. Обмотка 5 закреплена каким-либо известным способом, например клиньями 10, для которых на полюсах 1 и 2 выполнены фаски 11. Плоскости витков обмотки 5 парсшлельны направлению намагничива-. НИН 12 постоянного магнита 4. Лобовые части 13 и 14 обмотки 5 огибают торцы 15 и 1б полюсов 1 и 2. На внешних торцах полюсов 1 и 2 имег ются выступы 17 и 18, на которые опираются лобовые .части 13 и 14 об- мотки 5. Обмотка S может быть выполнена с числом катушек 19, равным числу полюсов индуктора (фиг. 4). В конструкции лобовые части катушек 19 обмотки 5 огибают каждый полюс индуктора с о.боих торцов, в этом случае катушки 19 должны быть присоединены к источнику постоянного тока так, чтобы направление токов и чередующихся катушек 19 были бы противоположньши в лобовых частях 13 и 14 катушек 19 на одном торце индуктора. Обмотка 5 может быть выполнена с числом катушек 19, равным числу пар полюсов 1 индуктора (фиг. 5), В этой конструкции лобовые части 13 и 14 катушек 19 обмотки 5 огибают с обоих торцов только одноименные полюсы 1, например только все северные. В STOIM случае катушки 19 должны быть присоединены к источнику тока так, чтобы направления токов всех 14 а тушек 19 на одном торце индуктора совпадали. Обмотка 5 может быть выполнена из одной кату|1Жи 18, лобовые части 13 и 14 которой огибают все полюсы 1 с одного внешнего торца 20, а все плюсы 2-е противоположного внешнего торца 21. Работа индуктора осуществляется следующим образом. Индуктор помещают в расточку электрической машины и приводят во вращение с номинальной частотой вращения. Постоянный магнит 4 обычно вьзбирают таким, чтобы он своим магнитным полем в зазоре обеспечивал получение требуемого напряжения на клеммах электрической машины при холостом ходе.. При нагружении электрической машины по регулировочной обмотке 5 от независимого источника или от автоматического регулятора возбуждения пропускают постоянный ток. Направлен ние этого тока выбирается таким, чтобы он создавал в воздушном зазоре машины магнитный поток, совпадающий по направлению с потоком от постоянного магнита 4. Изменением тока обмотки 5 (ручным или автоматическим способом) в зависимости от величины нагрузки компенсируют реакцию якоря и устанавливают требуемое неизменное значение или, в общем случае, нужный характер изменения напряжения на клеммах электрической машины. Предлагаемый индуктор электрической машины имеет очевидное преимущество перед известными ицдукторами электрических машин со смешанным возбу: ениём. В известных индукторах регулировочная обмотка выполняется в форме кольца и располагается в пространстве между торцами когтеобразных полюсов, аналогично постоян ному магниту. Поэтому, с переходом от магнитного возбуждения к смешанному, для разм1е1цения этой обмотки приходится увеличивать габариты индуктора, отходя от минимальных габаритов магнитного возбуждения. в предлагаемом индукторе электрической машины переход к Смешанному возбуждению не приводит к увеличе- ч ншо габаритов индуктора. Этот полотжительный эффект имеет Место вслед ствие применения взаимного расположения регулировочной обмотки и когтеобразных полюсов. б предлагаемом индукторе электрической машины расход материала регулировочной обмотки больше, по сравнению с известным и1 дуктором, ввиду выполнения этой обмотки отличной по форме (фиг. 4, 5 и 6) от наиболее рациональной - кольцевой . Однако такое возрастание расхода материала этой обмотки в машинах компенсируется тем, что диаметр электрической машины по расточке не увеличивается, а следовательно, не увеличивается длина вьиетов и, соответственно, расход материала обмотки якоря. Таким образом, суммарный расход материала (например, меди) обеих обмоток машины в электрической машине практически не превышает расхода этого материала в электрической машине смешанного возбуждения с известным индуктором. Одновременно сохранение неизменным и диаметра индуктора приводит к заметной экономии стали когтеобразньох полюсов, а также к эконс 4ии материала ряда конструктивных узлов машины, например, щитов, станины и т. д.

.ZQ 13

//