Электрическая машина Советский патент 1988 года по МПК H02K5/24 

(Л

со

О5

со

о

9иг.1

модуля 16 Формирования пг;; в.:1я;;)1пегс сиг нала и усилителя мощности -7. : ;i t;-4: i-: разделительных элементов, оплядг; О1 их знч- чрггельяым пеоепал.оу лсс К{ :- - -:;Я :;:) П;) ч- ной и по1 еречнь ; :::.:ям. i o:ino. i нег

ск-у:пест - ить раздепе -е си;м )вого взаимо;К -ЙС ;;ИЯ меж и Konr vrny i и vc 3HO3O4 -f,iv 5c, evri TO :ч ;1читя- л€ииям рабочих

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - улучшение виброакустических характеристик. Электрическая машина содержит корпус 1 с ротором 2 и статором 3, установочный элемент 4 с лапами 5. Последовательно с каждым виброизолятором 6 установлены разделительный элемент 7, силоизмерительный датчик 8 и возбудитель колебаний 9. Между датчиком 8 и рабочими обмотками 13 возбудителя колебаний включен блок управления 14, состояший из последовательно соединенных согласуюш,его усилителя 15,

Изобретение относится к э/ ектрическич мгнпинам и бьп ь i- ci о,.;ьз;1качс г;;) -: повышенных требопаииях к )оакуст р;С(:- КИМ характеристикам s ieKTp -it ecKifx vaiiiH,

Де, -Ь изобретения -- v;ii ;i:i;e-iM з-6 U)

акустических характеристик )1 че( маЕнины.

На фиг. 1 изображен;;; когкг; ; укгив1;-;:: схема электрической машкн;. и з.;скгэсм н- нитным возбудителм колобзипй; ;;г фиг. 2 конструктивная схелда 3, :eKTp i4ecv:oft vai ii:- чы с пьезокерамическим з() ; о е- баний.

Электрическая y.aij-Hfia (йиг. ) содер жит корпус с разме1ценны 1И в i-ev; р-ото- ром 2 и статором 3, установочный э. мент 4 с лапами 5, взаимодействующий с корпусо.м 1 через вибооизоляторы 6.. юсле- довате.льно с каждым из KOTODW.V уст;|нов- лен разделите.HbHhiiH зле лр;---- 7. иьггюлксн- в виде кольцевого мс ..алластикозого э л е м е н т а, с и л о и 3 м е о и т е л ь н ы и л а т ч и к 8 и з о.з - будитель 9 колебани Ч. в чаче - -/; которогс применен электромаг ичтнглй преобразователь с уве; иче и- ОЙ (но с; о а нн ни ю- с продольной жесткостью вибооизо.ляторя 6} хест- костью упруги.х элементов iO. скоеиля1-он1их рабочий ооган - якооный -/ ток зозбу- дитсля 9 колебаний с его Koniivcow 12. Меж ду силоизмерительиым датчихол : 8 и рабочими обмотками 13 возбудителя 9 колебаний включен б.лок 14 управ;1е.-:ия, содер кан1ий последовательно соединенные согласующий усилитель 15, модуль 16 (эо )-ирования уи- рав:1яюн.его си|-цала и усилитель 17 мопи осТИ. Обмотки 18 ИОДМаГНИЧИ ;я:| ИЯ ИОДКЛЮЧС:

к источнику ностоян1 О1 О тока 1„.

Установочный элемент 4 ( фиг. 1) зы- нолпен в виде двух колец. снабжег | Ы.х лапами 5 и охватывающих коопус 1 электрической ман.1ины. В завйсимост- от УСЛОВИЙ эксплуатации и коенления э. ;ектои ;ес- кой ч опорным конструкниям установочный элемент может быть выполнен, например, в виде пилиндоа. нолуцилин/па или рамЬ)1.

Электричеекая магчина оаботает щим образом.

При вращении ротора 2 1|роисходит вибрационное возбуждение г.:оон. са 1 силами

.1еха -:ической неурйпночешенности ротора 2 чгпе;; HKCi UvC (lie псжазаны) и гилал -: з. ;ек У;Ог/:;: ::- : ного ззеимодйетзия г. Ч М ду oo-cpov; 2 i- cva ; о:)о; Л 3. В результате си.ло;;ого возбуждеп:-л корпус i электри- чСч кой пргобрет;у.т ipiK-трэнстБен- гые ко.лебануя чрегм Ц ес / вен)) с -йстотой

С

0

чия кopv: c; . К:,,алл ся дефор янией виброизо;;я Орс.18 R - :, зызьжает силовое зозбуждечио ус эг:е15(:ччого 3. ;:iv;e;iTa -. ко- тсркй ГО1- -o тяхжг совез;;1йет прсстрги- сткенчь е кп;уб 1;кч. R гзйзи с . ТГ гюсле ОЗа гаЛЬНО с .аЬ М ВИбрОИЗОЛЯТОрОМ 6

.лен разг:е.л -е;:ькый з,ге ,-онт 7 (коль- метзллас икочый элемент), деформа- ния вибооизолятора 6. зызывгемая проетран- стзе-гными ко.лебаниями чорпуса 1, оказы- ;;ается одногаипа11ле иой. т. е. гюоиеходит .1естзен1;о к оопольной , ;-,;итой соужины. обеспечивается тем. чтс коэф- сЬиниенты жес -чостм oaзлeлитe, упругих элементов 7 .-.ч-ппгкь; ткк. -уто суммарная попетеччая жесткость зсех элеуен- I OB (виброизоляторя 6, разделительного элемента 7 и з.лектэомагнит -юго возбудителя 9 колебания), ус ановленкч х между коппуеом i электоичеекоч и ее установочным элементом л мчогочоут о (обь цно из порядок и более) у ензи:е кх кости по поодо.лы-ой оси. При силовое взаимодействие коопусо.м электои- ческой машины и ее установочк.н м э,.емен- том 4 осущ.ествляется преимущественно .по родольь ОЙ оси (сзиг. i ) зиброизолятэоов 5 (витых поужин). что определяет олночяпоаз- ,ленность их vnoyrHx колебаний.

Та;.им образом, поиуенение разделительных элементов, обла.сающих значительным перепадом жесткостей по поодоль -ой и пс- неречным упаутим осям, :0зволяе осуш,ест- вить оазде.ление силового взаимодействия между корпусов i (совеог;аюгиим лростран- стве1;:чь;е колебания) и установочнь: . элементом 4 ло направлениям рабочих дрсей возбудителей 9 колебаний. Необходимость такого разделе;гия обусловлена однонйпоаз- ле}1ностью известных возбуди г-е. колебаний, т. е. их способностью созлава ь уп- ргвляемь е ::ереме :ен :я pa6oL e o органа ii

только по одному направлению (по ку рабочей оси). При этом (фиг. ) в ка.ч;;,:-.:.. ;;:,. пространения колебательной энергкк от корпуса 1 электрической машины к ер xcTanoiv ; ; ному элементу 4 (последователь,чо vcTHiinH- ленные возбудитель 9 колебаний, нкорны -: шток 11, виброизолятор 6, разде,1иту. элемент 7 и силоизмерительный д.зтчик 8) обеспечиваются условия для 1 ог«1:снсиЦ; и упругой деформации виброизолятора б к раз делительного эле.мента 7 путем пр 1нудите, 1. ного перемещения внешнего от устаноно-: кого элемента 4 конца витой пруж.пмя б помошью возбудителя 9 колебаний. Рхом пенсация этих дефор маций соответствует режиму отсутствия силовых воздействий i- .:- установочный эле;у ент 4 ее; стороги K0:.:;i;v- са I электрической ма:ии ы.

Благодаря применении разде.1Лте,Ь::ыл элементов 7 поперечная жести;сто зпбро- изолируюшего крепления корпуса -л к-кгри- ческой машины к ее установочно.г- чл : --е1 - ту 4 многократно снижается (по срнБнслшо с известным), что при радиальном ycTi-:- OD- ке виброизоляторов 6 сопрсвождаетгя существенным снижением величины дейст1; 10 ;;мх на установочный элемент 4 поперечных , обусловленных крутильными ко;|е6. и;| я 1и корпуса.

При включенных каналах управления (последовательно включенные с-1ЛО :-;мер ь тельный датчик 8, блок 14 управленкя и возбудитель 9 колебаний) выходной сигнал каждого из силоиз.мерительны.х датчиков 8 после усиления согласующим VCH,I;IT:MC : ;5 и коррекции в .модуле 16 фор.мирОБЗ ;ия i}- равляюшего сигнала преобразуется уси.жителем 17 .мопдности в управляющий ток. рый подается в рабочие обмотк;-: 13 возбудителя колебаний, рабочий оргя : iavrc,- рого (фиг. 1) скреплен с от vcra- новочного элемента 4 концом витой ны 6. При этом фаза управляюпюго сигиа ла на отдельных частотах вибраи.:;:; ifi3- бирательный режим) или в некоторо ; полосе частот (широкополосный режим) выбрана так, что при значительном усилении ъто Ч) сигнала деформация витой пружины 6 и металластикового элемента 10, создаваемая возбудителями колебаний, оказывается б. лот- кой по величине и антифазной деформацим этих элементов, вызванной кoлeбaн Я vil; корпуса 1 электрической . С мм;;р- ная (остаточная) деформация виброизо::я го- ра 6 и разделительного эле.меи-гл 0 iipn этом етре.мится к нулю, что сопровождается существенным снижением уровня с{-;ло- вого возбуждения установочного . 4. амплитуда которого на каждой из частот ииб- рации определяется произведенисл а:-:;:.-1;гг -- ды остаточной деформации виброи1о, ;нтора или разделительного элемента НУ их ripo.io,ii,- ную жееткость.

В случаях, когда . ;ь И; сроп ;иро;- ;ь ния управляющего -сигнала с(;д;; ;;;кит и;;;:н

0

1ЛИ чесКО.МЬ;;;,; ::ОООС В ; X фи.1ЬТрОВ, Па.vri;;e4;i:. .;;, --L;..;,. , , О ; i-r:Vr. i: i O б. Щжа;ч ис- : ap:ii;) ,С ннонка чос.педова- :... х ;. - : ,- : :;. - ГО1 зо. 1Яторов 6

гк -:дoл;;тt;, . - / {/юизмеритель- :iOi o т ггчп ;:; : озб Д;1те.1я 9 колебаний, свя. йниыч .; ..:;:/.-. N -:гачления, обес- iii q. c iiix. ... .:..iOi;oro возбуждения

VCTOiiO ROiiriO: -/ Мч -л-;. 4 -iO ГрОДОЛЬНЫМ

оси41 виопои.о.1н1-оро1 6 oo.;iee чем в десять D;J3. При су .и: ст; .смь;ой 1 ест;:би. 1ьности (более ) скогос- п впа;чения ротора 1 .1е Л Рнчсско - ; с |Осовые фильтры 16 fpo:i;,;iipoi:3H iH втравляющего сигнала выпонЯ Отсч следящими.

П , ;-:о: :К) пео сеося снизить виб- пации в iJiHDOr-x;; ::0,Км;е , мо.дуль 16 i; 0p:лиpo :i,м;i; ; г-ог ,:я;о :и-; сигналов со- дерхсит i l fOKL-r; ;) ociiboi усил 1тс/;ь, по. юса .: ;)по: :.;,г: v:i;- j(::.i;i;ic цровьпнает диа- i:;i.4)i; част: ; :: :,:rc o. расположены под- .. ;-:;:г ;- его-0 3.-;);:о:аис вибрации.

L. кач; -. п- . :о ;:.::::.-- ; ко,тебаний ohiii-. ппо .-;- :: :: т, ;е;-.т:: О -а: пит ЬП1 преоб- рззг- атсл;. : ;ч::-:о:| озО д 1тг.ь в диффе- р;- и: и а .: ь i о ; и v-: i;: . ке i; i-: и. От.ч и ч ител ьн ы м ciiijonaho:.; :7ТО:-о ;;озпудитсля колеба1 1- Й яв- лястсн Бе. ;; чс1П1а;1 продольная жесткость пруг;;х улемогггоз И), скрепляющих ei O ра- 6оч;о-; орглг - я:-:олиый щток I 1 с ко{)пу- гом ;:;. их ,о.|;-;ая жесткост обычно вь;бирается 6o. ib:iie соответств ющей жест- виброи..;, ;ятора 6. Такое соотношение жсстчостем нооохс:Л11 :с1 из-Зс: Т0 о, что воз- охдкгель ко.:;опннй станонле| последоваTC.ibi-lO : . / : 1-ОрОМ (-. П ЛОТОМ) ВОС :ПИ}:и;м;;0 F-;c,;oio-о 1К гр зк . Kpove того, при jKC i/;ya : ;5 i;;.i :: одлагас ;ои ч. юктричес- кой MaiuMHbi ;i гр ЛАПС ртмьгх слов ;ях ве. 1и- ..г liCCOBo;: ::::гр -зкп чз из возбуд-гтелеч 9 лолг13а ий изменяется, что со- провож;и;ется iKvqeHOH-ieN; величины статической доФоо лЛ; ; чтругих э.пемсгггов 10 возбуд огеля fx4;;;coaiin J i. как следствие, изх енением его рабочих зазоров.

Поперечная жсс кост:-, .;етал.ластиковых ч.тементов .гг: е. 1Я колебани (фиг. 1) ме;;;-: о :;1одолы;ой. Это оказывается KS, iecoo6p;;:-. з , когда 3 -:лг: Тричсс 01-: нр|; ;ене::ы вибро- ИНО.1ЯТОПЫ с почижснкол; мчссткостью. при чтом эти упрхчч-е элемс11ты облегчают реали- за;изо iieo6xo.;uiMoro :1ревьииения 1родо,ть- iioii л есткос:ч1 чюпоизолир чо ; С1-о креп- .leiiH ; (ттало::С ;ко;-о :;ло чС ;та к ко1 )Г1)) чад его поперсчмои жсстчсч- чло. Такая воз- можмос гь об чч1:-и;;ас 1 с;; чос.чсд они тельным нк,1гОче1Л Ом :-ioevie:i го- К TC.iH 40, ic6a;i:i.; i; 11аз..,с..11 }|О1 о элемента ,

В хачсстз. .:i;: ;; р колебаний ;.;с , M;vi ;Ci:c : iiaoop носле- c-i: U o:-a uiv. пьезо- , ь.ч-. 4i. 1. осипеиных на .: ; -: . . i. о Ч -,с - и тавЛС11ИЯ

вместо усилителя 17 мощности применен высоковольтный усилитель напряжения, иагру; - кой которого является набор пьезопластин.. Работа сигналов автоматической компенсации упругих колебаний (дефоог-лации) виброизолятора б в этом варианте устройства аналогична рассмотренной с той .ли нь разницей, что требующееся для их качественной работы соотношение продольной ч поперечной жесткостей виброизолируюц;,его коепления установочного элемента 4 к Kopnycv 1 выполняется «автоматически, т. е. продольные жесткости набора ньезопластин и стержня обычно более чем па два порядка превьича- ют соответствую1дую жесткость витой пружины. На вход пьезокерамического возбудителя колебаний нодается управляющее нагфя- жение (обычно несколько десятков или сотен вольт). Разделительные элементы в этой электрической маишне вынолнены в виде круглых стержней, обладающих ма.лой (по сравнению с виброизоляторами) поперечнок жесткостью и большей продатьной жесткостью. Выбором толщины стержней обеспечивается необходимое (для качественной работы каналов автоматической компенсации вибродеформации витых пружин) соотнон:ение продольной и поперечной жест- костей виброизолирующего крепления. При- .меиение пьезокерамических возбудителей колебаний целесообразно при малом уровне колебаний корпуса, а также при необходимости снижения njyMHOCTH э; ектрической машины в диапазоне вьпне нескс1льких сот Герц (например, подн1ипниковой вибрации).

0

5

0

Формула, изобретения

, - X C -- -: V, - xSc .; ч-.-- - /.