Цилиндрическая линейная электрическая машина Советский патент 1988 года по МПК H02K41/02 

фиг.1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к цилиндрическим линейным электрическим машинам.

Цель изобретения - повышение надежности машины за счет исключения ще- точно-коллекторного узла.

На фиг. 1 показана цилиндрическая линейная электрическая машина, продольный разрез; на фиг. 2 - ферромагнитные и неферроОбмотка якоря 11 состоит из электрически независимых контуров аха х а, byb y b, czc z c и т. д., соединенных между собой по окружности якоря 11 по схеме т-сто- роннего многоугольника, а их зажимы ах и с х , хЬ и у а , су и b z соединены электрически как между собой, так и с аналогичными зажимами контуров, уложенных последовательно вдоль оси машины с шамагнитные элементы якоря машины; на

фиг. 3 - то же, поперечное сечение, и поря- 10 гом бГ7сЬиГ4 )

док расположения элементов якоря машины ™ части 6

друг относительно друга вдоль оси машины;

на фиг. 4 - секционированная короткозамкнутая трехфазная литая обмотка якоря.

и 7 индуктора

могут быть выполнены неподвижными с электромагнитным возбуждение с соединением

Все обозначения на фиг. 1-4 показаны ,, обмоток возбуждения последовательно с об- , п« гятрпк„пгп прж1я пяйптм яинРЙ- 15 МОТКОЙ 3 внешнеи части 2 индуктора и с

синхронным изменением создаваемых ими

для двигательного режима работы линей ной цилиндрической машины, выполненной следующим образом. В корпусе 1 (фиг. 1) магнитных полей, при этом изменение на- запрессована шихтованная внешняя часть 2 пряжения движения якоря 11 осуществляет - индуктора, в пазах которого уложена т-фаз- изменение полярности внутренних частей ная обмотка 3. В подшипниковых щитках 4 -jn -г 5 установлены внутренние части 6 и 7 Так как основная часть обмотки якоря 11 индуктора на валу 8 посредством подшипников 9 и 10. Цилиндрический якорь И расположен в зазоре между внешней 2 и внутренними 6 и 7 частями индуктора. Шток 12 соединяет якорь 11 с внешней 25 нагрузкой и позволяет ему перемещаться

находится в пазах имеющих раскрытие как верхней, так и нижней его частей, индуктивное сопротивление рассеяния обмотки незначительно.

Устройство работает следующим образом. В двигательном режиме при подведении к ш-фазной обмотке 3 внешней части 2 индуктора 3-фазного напряжения, создается вращающееся магнитное поле, которое соз- 30 дает в т-фазной обмотке якоря 11, где , токи на участках ах , ха by , уЬ ; cz , zc (фиг. 4), взаимодействующие с вращающимся магнитным полем внешней части 2 индуктора с р числом полбсов вдоль оси машины, в результате чего на фкорь 11

только в аксиальном направлении при помощи подшипников 13 и 14 скольжения, расположенных соответственно на выступах ПОД1НИПНИКОВЫХ щитов 4 и 5 (фиг. 1).

Якорь 11 составлен из изолированных чередуюшихся вдоль оси машины неферромагнитных колец 15 с пазами 16 на внутренней и пазами 17 на внешней поверхностях и ферромагнитных колец 18 с паУстройство работает следующим образом. В двигательном режиме при подведении к ш-фазной обмотке 3 внешней части 2 индуктора 3-фазного напряжения, создается вращающееся магнитное поле, которое соз- 30 дает в т-фазной обмотке якоря 11, где , токи на участках ах , ха by , уЬ ; cz , zc (фиг. 4), взаимодействующие с вращающимся магнитным полем внешней части 2 индуктора с р числом полбсов вдоль оси машины, в результате чего на фкорь 11

зами 19 и 20 на внутренней поверх- 35 действует врапдающий момент, компенсируе- ности. Пазы 16 и 17 {либо 19 и 20) ьт его опорами, которые позволяют перерасположены смежно. Оси каждой пары

смежных пазов 16 и 17 (19 и 20). смемещаться ему в осевом направлении.

щень друг относительно друга на - , где

D - внутренний диаметр расточки якоря 11; m - число фаз; р - число пар полюсов. Секционированная обмотка якоря I образована путем заливки алюминием прост40

Токи участков ах, х а ; by, y b cz, z c m-фазной обмотки якоря 11 не создают вращающегося момента, так как они направлены параллельно магнитному полю внещней части 2 индуктора, однако взаимодействуют с магнитным полем внутренних частей 6 и 7 индуктора с 2р чисранства между неферромагнитными 15 и 45 лом полюсов по оси машины. Так как участки ферромагнитными 18 кольцами, которые вы- контуров ах и х а ; by и у Ь ; cz и z c , полняются из электропроводящего мате- обмотки якоря 11 и, со ответственно, проте- риала с целью использования их в ка- кающие по ним токи сдвинуты относитель- честве дополнительного активного проводни- но друг друга на угол РТ„ и находятся ка. Покрытие их окисью алюминия поз- под полюсами разной полярности внутрен- воляет уме, воздущный зазор ма- 50 них частей 6 и 7 индуктора, то силы, шины п. (Ответственно, снизить мощность приложенные к проводникам ах, х а ; by,

у Ь ; CZ, z c и, соответственно, к штоку 12, складываются и направлены в одну сторону. Принцип действия устройства в режиме генератора заключается в следующем.

При вращении внутренних разнополюсных частей 6 и 8 индуктора и создаваемых ими полей и перемещении в осевом направлении короткозамкнутой фазной обвозбуж.ч( ( ия и повысить КПД. Неферро- магн1гг111ле кольца 15 выполнены трех типов (фпг. 2) и отключаются раскрытием пазов. Па .нутренней поверхности колец 18 могут бьг I ш.чюлнены дополнительные па- 55 зы для y ;flЫlliMlия потока рассеяния в линейной ци.)нчсск()й машине. Для но- вып,1е1Н1; прочное к.)нструкции якоря 11

на дне пазов 16 и 17 могут быть выполнены радиальные впадины.

Обмотка якоря 11 состоит из электрически независимых контуров аха х а, byb y b, czc z c и т. д., соединенных между собой по окружности якоря 11 по схеме т-сто- роннего многоугольника, а их зажимы ах и с х , хЬ и у а , су и b z соединены электрически как между собой, так и с аналогичными зажимами контуров, уложенных последовательно вдоль оси машины с шагом бГ7сЬиГ4 )

Так как основная часть обмотки якоря 11

находится в пазах имеющих раскрытие как верхней, так и нижней его частей, индуктивное сопротивление рассеяния обмотки незначительно.

Так как основная часть обмотки якоря 11

Устройство работает следующим образом. В двигательном режиме при подведении к ш-фазной обмотке 3 внешней части 2 индуктора 3-фазного напряжения, создается вращающееся магнитное поле, которое соз- дает в т-фазной обмотке якоря 11, где , токи на участках ах , ха by , уЬ ; cz , zc (фиг. 4), взаимодействующие с вращающимся магнитным полем внешней части 2 индуктора с р числом полбсов вдоль оси машины, в результате чего на фкорь 11

действует врапдающий момент, компенсируе- ьт его опорами, которые позволяют передействует врапдающий момент, компен ьт его опорами, которые позволяют

мещаться ему в осевом направлении.

мотки якоря 11 в участках ах, х а ; by, y b ; cz, z c создаются переменные токи в частях axaVa, byb y b, zc z c , создающие вращающееся магнитное поле, которое индуцирует в обмотке 3 внешней части 2 индуктора ЭДС.

Формула изобретения

Цилиндрическая линейная электрическая мащина, содержащая индуктор и якорь с секционированной обмоткой, отличающаяся тем, что, с целью повыщения надежности за счет исключения щеточно-коллекторного узла, индуктор состоит из двух частей, одна из которых, внутренняя, расположена на валу и выполнена в виде постоянных магнитов с чередующейся в аксиальном и радиальном направлениях полярностью полюсов, а другая, внещняя, - в виде сердечника с т-фазной обмоткой и неподвижно закреплена на корпусе, в зазоре между внешней и внутренней частями индуктора расположен цилиндрический якорь, составленный из изолированных чередующихся вдоль оси машины ферромагнитных и неферромагнитных колец с пазами, неферромагнитные кольца имеют пазы на внутренней и внешней поверхностях и расположены смежно, оси каждой пары смежных па- зов смещены одна относительно другой

«v,

на г , где D-внутренний диаметр расточки якоря; m - число фаз; р - число пар полюсов, ферромагнитные кольца имеют аналогичные смежные пары пазов на внутренней поверхности и расположены по отношению к пазам неферромагнитных колец так, чтобы паз на внешней поверхности

одного кольца совпал с пазом на внутренней поверхности другого, секционированная гп-фазная обмотка якоря выполнена из короткозамкнутых секций, составленных из электропроводных колец и стержней, а шаг ш-фазной обмотки по оси машины равен РТ,, где Tfl - полюсное деление внутренней части индуктора по длине машины; Р - относительное удлинение шага.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к цилиндрическим линейным электрическим машинам. Цель - повышение надежности за счет исключения шеточно-коллекторного узла. Цилиндрическая линейная электрическая машина состоит из индуктора и якоря II с секционированной обмоткой. Индуктор выполнен из внутренних частей 6, 7, расположенных на валу 8. Части 6, 7 представляют собой постоянные магниты с чередуюш,ейся в аксиальном и радиальном направлениях полярностью полюсов. Внешняя часть 2 индуктора является сердечником с т-фазной обмоткой 3. В зазоре между внешней 2 9 7S // fS fS и внутренними 6, 7 частями индуктора расположен якорь 11. Якорь 11 составлен из изолированных чередуюшихся вдоль машины ферромагнитных 18 и неферромагнитных 15 колец с пазами. Пазы на внутренней поверхности кольца 15 и пазы на внешней его поверхности расположены смежно. Оси каждой пары таких пазов смещены относительно одна другой на л D/mp, где D - внутренний диаметр расточки якоря II; р - число нар полюсов; m - число фаз. Кольцл 18 имеет аналогичные смежные пары пазов, расположенных на его внутренней поверхности. Пазы кольца 18 расположены по отношению к пазам кольца 15 так, чтобы паз на внешней поверхности кольца 15 совпа- да/ с пазом на внутренней noBi pxHOCTH кольца 18. Секционированная т-фазная обмотка 3 якоря 11 выполнена из коротко- замкнутых секций, составленных из электропроводных колец и стержней. Шаг т-фазной обмотки 3 по оси машины равен |3т.„, где т„ - полюсное деление внутренних частей 6, 7 индуктора по длине машины; Р - относительное удлинение шага. 4 ил. % (Л 00 со О5 N3 оо -1

Г8

/7

в

(pus 2