Электрическая машина Советский патент 1985 года по МПК H02K1/06 

J

г/

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно вентильных двигателей, а также синхронных двигателей и генераторов, и может быть использовано в приводах центробежных компрессов, насосов, прокатных станов и других высокоскоростных механизмов.

По основному авт. св. № 1112487 известна электрическая машина, содержащая корпус, подшипниковые щиты, многопакетный статор, ротор с магнитопроводом и полюсами, и источник магнитного потока системы возбуждения, в которой корпус выполнен из чередующихся между собой в аксиальном направлении немагнитных и магнитопроводящих участков, в последних из которых закреплены пакеты статора, а источник магнитного потока системы возбуждения установлен снаружи корпуса 1.

Это устройство обладает следующими недостатками.

Недостатками устройства являются низкая технологичность и сравнительная сложность конструкции, связанные с выполнением, креплением и охлаждением катущки возбуждения сравнительно большого диаметра. Недостаточная эффективность охлаждения корпуса из-за расположения на нем катушки возбуждения, в которой затруднено выполнение вентиляционных каналов. В особенности, это касается случая продува машины в радиальных направлениях. Сложности здесь вызваны не только необходимостью разделения кaтyuJKи на секции, но также и необходимостью выполнения каналов (окон) в охватывающем ее магнитопроводе.

К числу других недостатков можно отнести сравнительно большие потери в обмотке возбуждения, вызванные большой длиной витка катушки, и, соответственно, большое количество меди, необходимое для выполнения обмотки возбуждения.

Целью изобретения является повышение технологичности изготовления и улучшение условий охлаждения машины.

Указанная цель достигается тем, что источник магнитного потока системы возбуждения выполнен по крайней мере из одной катушки, насаженной на магнитопровод, соединяющий магнитопроводящие участки корпуса.

Причем катушки включены таким образом, что создают соответствующий однонаправленный магнитный поток.

На фиг. 1 приведена конструкция двухпакетной электрической машины с двумя катушками возбуждения; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез; на фиг. 3 и 4 - сечения систем возбуждения машин с одной и тремя катушками соответственно.

Электрическая машина (фиг. 1) содержит корпус 1, состоящий из магнитопроводящих участков 2, 3 и немагнитного участка 4. В магнитопроводящие участки 2 и 3

корпуса 1 запрессованы статорные пакеты 5 и 6. Ротор 7 включает в себя полюсные системы 8 и 9 и магнитопровод 10. Полюсные системы 8 и 9 расположены в зонах статорных пакетов, причем либо полюсные системы, либо статорные пакеты сдвинуты относительно друг друга на 180эл. град. Снаружи корпуса 1 расположена система возбуждения, состоящая из магнитопровода 11, на котором расположена катущка 12 возбуждения, замыкающего магнитопроводящие участки 2 и 3 корпуса 1 с помощью магнитопроводов 13 и 14.

Вторая катушка 15 возбуждения расположена на магнитопроводе 16. Пунктирной линией 17 показаны габариты известного

устройства, имеющего катушку возбуждения, сечение которой соответствует сечению одной из катущек возбуждения, например катущки 12 (фиг. 1). Суммарная длина витков катущек возбуждения 12 и 15 примерно

в 1,3-1,4 раза меньше длины витков катушки известного устройства, имеющего аналогичные мощность, скорость и другие параметры.

Система возбуждения (фиг. 3), состоит из одной катушки 18 возбуждения, расположенной на магнитопроводе 19, соединенном с магнитопроводящими частями корпуса магнитопроводами 20. Длина витка катушки 18 возбуждения примерно в 2 раза меньше длины катушки известного.

На фиг. 4 приведена система возбуждения, состоящая из трех катушек возбуждения 21, 22 и 23. Суммарная длина вит- ков катушек примерно равна длине витков катушки известного.

На фиг. 2-4 легко видеть, что в пред, лагаемой конструкции обеспечивается свободный доступ к корпусу машины и, следовательно, существенно облегчается выполнение системы охлаждения и улучщаются условия охлаждения.

В описанных конструкциях охлаждение 0 машины может осуществляться как естественным путем с ребер, располагаемых по поверхности корпуса (не показаны), так и с помощью принудительного аксиального или радиального продува. В особенности, облегчается радиальный продув машины, что необходимо для машии мощностью 500- 1000 кВт и выше.

Машина работает слецющим образом. При прохождении тока через катушки 12 и 15 возбуждения возникает однонаправлен0 ный магнитный поток, который замыкается через магнитопроводы 11 и 16, магнитопроводы 13 и 14, магнитопроводящие участки 2 и 3 корпуса 1, статорные пакеты 5 и б,воздущные зазоры, образованные статорными пакетами 5, 6 и полюсными системами 8 5 и 9 ротора 7, полюсные системы 8, 9 и магнитопровод 10. Поскольку пути магнитного потока возбуждения в активных частях (статорных пакетах и роторе) остались неизменны в сравнении с известным устройством, дальнейшая работа предложенной машины осуществляется аналогично работе известного.

Технико-экономическая эффективность предлагаемой конструкции заключается в следующем: упрощается конструкция и повыщается ее технологичность, это является следствием существенного уменьшения длины витков катушки возбуждения, выполнения ее отдельно от корпуса машины, и облегчёния доступа к корпусу, что упрощает выполнение системы охлаждения; улучшаются условия охлаждения как естественного, так и принудительного, это, в свою очередь, приводит к увеличению срока службы машины и повышению ее надежности; уменьшается требуемое количество меди для машин с одной и двумя катушками в 2 и 1,4 раза соответственно; повышается КПД машины за счет уменьшения потерь в обмотке возбуждения; применительно к высокоскоростному двигателю мощностью 500 кВт, предназначенному для привода прокатных станов, отмеченные преимущества позволяют повысить срок службы мащины в 1,2 раза.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА по авт. св. № , отличающаяся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления и улучшения условий охлаждения, источник магнитного потока системы возбуждения выполнен по крайней мере из одной катушки, насаженной на магнитопровод, соединяющий магнитопроводяш,ие участки корпуса.

12

//

/5

Фиг. 2 V

Фиг.З /

Фиг Л