Электрическая машина переменного тока Советский патент 1984 года по МПК H02K41/25 

Ь9

00 О9 Изобретение относится к электрическим машинам переменного тока с плоским прдвижным элементом, свободно подвешенным и имеклцим две или три кинематические степени свободы: две поступательные, одну вращательную. Такие, машины могут быть выполнены с любым известным подвесом (механическим,, магнитным, газо- и гидродинамическим, электрическим и т.д.) и использоваться в качестве электроприво дов устройств перемещения (по линейным координатам) и развороте (по угловой координате) в машиностроении, приборостроении, самолетостроении, судостроении, транспорте, медицине, космической технике и других областях. Известны линейные электрические машины переменного тока с плоским подвижным элементом (ротором) имеющим одну поступательную кинематическую степень свободы подвижного элемента (ротора) относительно статора l . Недостатками таких линейных элект рических машин являются наличие толь ко одной поступательной кинематической степени свободы подвижного элемента и ограниченная область примене ния в связи с этим. Наиболее близкой по технической Ьущности к изобретению является элек рическая машина переменного тока с подвижным элементом, имеющий по край ней мере две кинематические степени свободы относительно многофазного ст тора, магнитопровод которого выполне из четных одинаковых зубчатых элементов, образующих замкнутый контур 2 . Недостатками известной машины.при высоких энергетических и технических показателях являются невозможность поступательного линейного перемещени подвижного элемента и ограниченная область ее применения в связи с этим. Цель изобретения - распирение области применения. Эта цель достигается тем, что в электрической машине переменного тока с подвижным элементом, имеющим по крайней мере две кинематические степени свободы относительно: многофазного статора, магнитопровод которого выполнен из четырех зубчатых элементов, образующих замкнутьвЧ контур, ра бочая активная поверхность магнитопр вода и подвижньй элемент вьтолнены плоскими, а плоскости симметрии зубцов и пазов одной пары противоположных элементов параллельны друг другу и перпендикулярны аналогичным плоскостям симметрии зубцов и пазов другой пары противоположных элементов. Кроме того, для упрощения технологии изготовления и повышения энергетических показателей при вращательном движении подвижного элемента маг нитопровод статора выполнен в виде кольца с прямоугольным поперечным сечением. На фиг. 1 представлена электрическая машина с четырьмя зубчатыми элементами магнитопройода, установленными по сторонам квадрата; на фиг. 2 электрическая машина, магнитопровод статора которой выполнен в виде кольца. Электрическая машина (фиг. 1) содержит магнитопровод статора 1, который имеет гуюскую активную рабочую поверхность и вьшолнен из четырех одинаковых зубчатых элементов, установленных по сторонам квадрата, в каждом из которых установлена многофазная обмотка (не показана) и плоский подвижный элемент 2. Магнитопровод такой электрической машины может иметь вид кольца с прямоугольным поперечным сечением.(фиг. 2). Плоскости симметрии пазов (зубцов) одной пары диаметрально противоположных зон параллельны друг другу и перпендикулярны аналогичным плоскостям симметрии пазов другой пары диаметрально противоположных зон, и пазы в предлагаемой электрической машине могут иметь любую из известных форм (на чертеже изображены прямоугольные) . Материалом для изготовления магнитопровода статора предлагаемой электрическоймашины может служить ленточная электротехническая сталь, магнитодиэлектрик (например, феррит). Машина работает следующим образом. При подаче питания на обмотки (не показано) подвижный элемент осуществляет двухстепенное поступательное движение по двум линейным координатам (относительно оси X и ) и одно вращательное движение по одной угловой координате (относительно оси Z). По своим функциональным возможностям машина равноценна двум линейным электрическим машинам и одно электрической машине с вращательным движением ротора. Упрощение технологии достигается за счет упрощения намотки магнитопровода в случае, если он изготавливается витьгм из рулонной электротехнической стали, а также упрощени технологии изготовления матрицы и пуансона для его формовки, если он вьшолняется из феррита или магнитодиэлектрика. При кольцевом магнито проводе электрическая машина имеет несколько худшие энергетические показатели при поступательном движени подвижного элемента, чем в машинах прямоугольным магкитопроводом, поскольку бегущее магнитное поле движется поступательно в направлении, перпендикулярном зубцам или пазам магнитопровода, но в силу того, что боковые поверхности магнитопровода являются цилиндрическими (а не плоскими), оно смещается и в боковы направлениях, что приводит к возник новению паразитных моментов, ухудшакшщх энергетические показатели по этим каналам движения. Однако при вращательном движении магнитного поля при согласном включении обмоток всех четырех зон статора энергетические характеристики предлагаемой машины по этому каналу вращения будут гораздо Bbmie, чем у машины с прямоугольным магнитопроводом, за счет уменьшения паразитных моментов. Это следует учитывать при изготовлении машины: если в электрической машине используется в процессе работы в основном вращательное движение подвижного элемента и в меньшей степени поступательные движения подвижHojio элемента, то возможность применения кольцевого магнитохфовода возрастает, и наоборот. При кольцевом магнитопроводе , как и при прямоугольном , плоскости симметрии пазов и зубцов одной пары зон параллельны друг другу и перпендикулярны аналогичным плес костям симметрии пазов и зуб цов другой пары диаметрально противоположных зон.

1. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА с подвижным элементом, имёюдам по крайней мере две кинематические степени свободы относительно многофазного статора, магнитопровод Которого выполнен из четырех одинаковых зубчатых элементов, образуюиойх замкнутый контур, о т л и - чающаяся тем, что, с целью расширения области применения, рабр.чая активная поверхность магнитопровода и подвижный элемент выполнены плоскими, а плоскости симметрии зубцов и пазов одной пары противоположных элементов параллельны друг другу и перпендикулярны аналогичным плоскостям симметрии зубцов и пазов другой пары противоположных элементов. 2. Машина по п.1,отличающая с я тем, что, с целью упрощения технологии изготовления и повыS шения энергетических .показателей при вращательном движении подвижного элемента, магнитопровод статора вйполнеи в виде кольца с прямоугольшлм поперечным сечением.

Фиг.1