Торцовая бесконтактная электрическая машина комбинированного возбуждения Советский патент 1985 года по МПК H02K21/24 

Изобретение относится к электротехнике и касается выполнения элект рических машин, а именно бесконтактных электрических машин с постоянными магнитами и обмоткой возбуждения, комбинированного возбуждения.

Целью изобретения является снижение габаритов и массы устройства путем концентрации потока постоянного магнита в воздушном зазоре.

На фиг.1 представлена предлагаемая электрическая мапшна, продольный разрез; на фиг.2 - ротор с торца.

Устройство содержит два торцовых статора 1 и 2,установленных в боковы магнитопроводах 3 и 4, которые соединены между собой магнитопроводом 5, кольцевую обмотку 6 возбуждения, рото электрической машины, расположенный на немагнитном валу 7 и состоящий из аксиально намагниченного постоянного магнита 8, вьшолненного в виде кольца, с торцов которого установлены шабы 9 и 10 из магнитомяг кого-материала, имеющие по р полюса ных выступов на их торцовых поверхностях, обращенных к статорам.

Между полюсными выступами кольцевых магнитопроводов 9 и 10 расположены Р когтеобразных сердечников 1 и 12 с общим основанием 13 по наружному диаметру ротора. Промеж тки между когтеобразными полюсами и полюсными выступами шайб 9 и 10 заполнены немагнитным материалом.

Устройство работает следующим образом.

Когда обмотка возбуждения 6 обесточена, поток магнита, проходя через шайбы 9 и 10, концентрируется в их полюсных выступах, попадает в статоры 1 и 2 и далее замыкается в основном через магнитопроводы 3-5 а частично - через рабочие, воздушные зазоры и когтеобразные сердечники 11 и 12.

Ввиду того, что площадь торцовых поверхностей постоянного магнита 8 значительно больше площади, обращенных к статорам полюсных выступов на шайбах 9 и 10, индукция в воздушном зазоре машины в соответствующее число раз превьштает

индукцию в теле магнита, что повышает магнитные нагрузки .и улучшает использование магнитопровода машины.

При включении обмотки 6 возбуждения ее м.д.с. создает поток, замыкающийся через статоры 1 и 2, магнитопроводы 3-5 и когтеобразные сердечни ки 11 и 12, имеющие общее основание 13 по наружному диаметру ротора.

При увеличении потока, замыкающегося через когтеобразные сердечники 11 и 12, растет э.д.с. и этим обеспечивается регулирование напряжения.

При определеной м.д.с. возбуждения индукции в воздушном зазоре под когтеобразными сердечниками 11 и 12 достигают таких же высоких величин, как и под полюсными выступамишайб 9 н 10. При этом использование магнитопроводов предлагаемой машины в целом будет значительно , чем у известной машины.

Так для одинаковых условий при оптимальном отношении внутреннего диаметра торцового пакета к внешнему порядка 0,6-0,7 и полюсной дуге 0,6 в предлагаемой конструкции можно магнитную индукцию в воздушном зазоре машины, в 4,55 раз превьш1ающук1 индукцию в теле постоянного магнита, а в известной конструкции при этом достигается концентрация потока лишь в 1,8-2,4 раза

При более высоких магнитных загрузках и.лучшем использовании магнитопроврда машины создается возможнос дальнейшего уменьшения объема машины на 15-20% по сравнению с известной машиной.,

При большой концентраций магнитного потока могут быть получены высокие индукции в рабочем зазоре при. использовании дешевых магнитов с низкой остаточной индукцией и высокой коэрцитивной силой, например из ферита бария и-др.

Таким образом, изобретение позволяет повьш1ением удельных магнитных нагрузок уменьшить габариты и массу машины, кроме того, одновременно создается возможнбсть снижения стоимости машины из-за применения дешевых марок магнитов .

Фиг.

ТОРЦОВАЯ БЕСКОНТАКТНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА КОМБИНИРОВАННОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ, содержащий два торцовых статора с рабочими обмотками и коль- . цевую обмотку возбуждения, устаиовленные в неподвижном магнитопроводе, и разме1це1 ный на немагнитном валу ротор с 2р полюсами, содержащий две м;агнитоизолированные р-полюсные системы, противоположной полярS П ности, одна из цоторых выполнена в виде сердечников из магнитомяг.кого материала, а другая в виде аксиально намагниченного постояйного магнита, с торцов которого установлены шайбы из.магнитомягкого материала, отличающаяс.я тем, что, с целью снижения массы и габаритов путем повышения концентрации потока постоянного магнита.. в воздушном зазоре, постоянный магнит выполнен в виде кольца, каждая шайба из магнитомягкого материала выполнена с р полюсными выступами на торцовой стороне, обращенной к статору, а сердечники из магнитомягкого материала - когтеобразной форсл мы с общим основанием по наружному диаметру ротора и обращены меньшими основаниями к валу. О9 СП ю Фиг1