Бесконтактная электрическая машина постоянного тока Советский патент 1990 года по МПК H02K29/06 

Изобретение относится к электрическим машинам и может быть использовано при создании бесконтактных реверсивных тахогенераторов с малой величиной пульсаций выходного напряжения или управляемых бесконтактных двигателей с высокой равномерностью частоты вращения.

Цель изобретения - повышение точности при работе тахогенератором и равномерности вращения при работе электродвигателем.

На фиг.1 представлен пример конструкции бесконтактной электрической машины постоянного тока с трапецеидальной формой ЭДС в фазах, используемой в качестве тахогенератора; на фиг.2а,б,в - соответственно развертка цилиндрической изоляционной гильзы с

петлевой обмоткой ср 2ит-4 (р - число пар полюсов, и - число фаз), проекции лобовых участков одной фазы обмотки с одной (фиг.2б) и другой (фиг,2в) стороны каркаса на плоскость Х-Х, проходящую через активные части проводников; на фиг.З - аналогичная развертка для волновой обмотки; на фиг,4 - пример другой формы лобовых участков обмотки с р 2 и m 4.

Бесконтактная электрическая машина содержит магнитоэлектрический индуктор 1 и беззубцовый якорь 2, Индуктор состоит из постоянных магнитов 3 в виде призм, намагниченных в тангенциальном направлении и расположенных между магнитомягкими полюсами 4. Полюса и магниты скреплены между собой

Q1

с помощью немагнитных шайб 5. Якорь 2 содержит диктованный магнитопровод 6, насаженный на немагнитный каркас 7, в пазах юторого размещены якорная 8 и корректирующие 9 обмотки Лобовые участки оэмотки 8 имеют вылет 1 и находятся в зоне действия торцовых полей рассеяния индуктора /у . В представленном на фиг.2 примере двухслойная якорная обмотка 8 содержит четыре фазы (т 4; р 2), размещенные в пазах каркаса 7. Каждая из фаз содержит четыре секции (секции намотаны двойным проводом,, принадлежащим раз- ным фазам, сдвинутым на 180 эл.град). В пределах межкоммутационного интервала, составляющего ±1Г/рп от оси каждой секции, лобовые участки их расположены таким образом, что, если на их средних линиях 10 взять любые точки, сдвинутые на полюсное деление, то сумма расстояний этих точек для каждой фазы от оси вращения есть величина постоянная. Например, для по- казанной на фиг.2б,в незаштрихованной фазы это R,e + R,, + R4B + R4B + R

MH

3

+ RiH + R-)H + R(.H const. Аналогично сумма расстояний этих точек от плоскости Х-Х, проходящей через активные , участки пр сводников перпендикулярно оси враще -ия также есть величина постоянная. Для той же фазы на фиг,2а это a j + г + а (. b 4 + b 4 + Ь-} + Ъ$ const.

На фиг.З представтен аналогичный пример для случая волновой обмотки (проекции на плоскость Х-Х не показаны, так как они аналогичны фиг.26,в),

В приведенных примерах формирова- ние лобовьх участков обмотки идет за счет некоторого увеличения аксиального размера каркаса. Возможен другой случай, когда при узком и более глубоком пазе формирование лобовых участков происходит за счет некоторого увеличения радиального размера, при этом осевой размер минимален (фиг.4).

Для придания секциям указанной формы и положения в пространстве они предварительно формуются, а на кар- 1 касе 7 имеются углубления и выступы, позволяющие расположить лобовые участки указанным образом. После укладки секций лобовые участки закрепляют в

5

заданном положении с помощью бандажа

и пропитывают компаундом.

В режиме тахогенератора при вращении индуктора в фазах якорной обмотки

JQj$ 2025

35

,0

.

55

8 наводится ЭДС несинусоидальной формы (близкая к трапеции). Полупроводниковый коммутатор по сигналам с датчика положения ротора подключает к выходу ту фазу, ЭДС которой в данный момент максимальна, образуя пульсирующую знакопостоянную ЭДС. Последовательно с фазами якорной обмотки включены фазы корректирующих обмоток 9, ЭДС которых складывается с основной ЭДС якорной обмотки. Число витков и полюсность корректирующих обмоток выбраны таким образом, чтобы результирующая ЭДС имела минимальные пульсации в пределах межкоммутационного интервала.

При вращении индуктора в лобовых участках обмотки наводится ЭДС от радиальной и аксиальной составляющих торцовых потоков рассеяния. При этом форма ЭДС, наведенной в каждом лобовом участке отдельно от каждой составляющей в значительной степени повторяет форму проекции лобового участка на расточку и на плоскость, перпендикулярную оси машины.

При постоянстве сумм расстояний любых сдвинутых на полюсное деление точек, взятых на средних линиях всех лобовых участков данной фазы в пре (Г

делах угла +- от оси вращения и от pin

произвольной плоскости, проходящей через активные участки проводников перпендикулярно оси вращения, суммарные ЭДС, наведенные во всех лобовых участках данной фазы от радиальной и аксиальной составляющих потоков рассеяния, являются величинами постоянными. Поэтому лобовые участки практически не вносят искажений в форму результирующей ЭДС. Это позволяет в 2-3 раза снизить величину пульсаций выпрямленного напряжения тахогенератора по сравнению с образцами, в которых секции обмотки уложены традиционным способом.

Формула изобретения

Бесконтактная электрическая машина постоянного тока по авт.св. В 1274081, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности при работе тахогенератором и равномерности вращения при работе электродвигателем, секции якорной обмотки расположены так, что для любых точе к, лежащих на

51561164

средних линиях всех лобовых участков ций и сдвинутых на полюсное деление

друг относительно друга, СУММЫ рлг- стояннй их от оси вращения машины и

секций данной фазы в пределах угла

4 -

oiii ГДе Р число паР полюсов, т - число фаз, отсчитанного от осей сек- 6

фл .

-8

от плоскости, проходящей через актив ные участки проводников перпендикуЛЯРНО ЭТОЙ ОСИ, ВЫПОЛНеНЫ ПОСТОЯННЫМ

от плоскости, проходящей через активные участки проводников перпендикуЛЯРНО ЭТОЙ ОСИ, ВЫПОЛНеНЫ ПОСТОЯННЫМИ

Фиг. f

Изобретение относится к электрическим машинам. Целью изобретения является повышение точности при работе тахогенератором и равномерности вращения при работе электродвигателем. Секции якорной обмотки расположены таким образом, чтобы для любых точек, лежащих на средних линиях всех лобовых участков секций данной фазы в пределах угла ±φ/PM, где P - число пар полюсов

M - число фаз, от секций и сдвинутых на полюсное деление друг относительно друга, суммы расстояний этих точек от оси вращения машины и от любой плоскости, проходящей через активные участки проводников обмотки перпендикулярно этой оси, являлись величинами постоянными. 4 ил.

яа

Фиг.З

ФиеА