Электрическая машина постоянного тока Советский патент 1991 года по МПК H02K23/04 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам постоянного тока с дисковым якорем и постоянными магнитами.

Цель изобретения - расширение области применения и диапазона регулирования момента.

На фиг. 1 изображена электрическая машина, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2,

Электрическая машина содержит два шага 1, которые объединены в единую конструкцию с помощью корпуса 2. В щитах 1 на всю их длину сделаны радиальные пазы 3, в которых размещены ползуны 4, на которых укреплены постоянные магниты 5. Ползуны А фиксируются в пазах 3 с помощью винтов 6 на определенном (одинаковом для всех ползунов) расстоянии от продольной оси электрической машины. Электрическая машина содержит две пары щеткодержателей 7, вал 8, дисковый якорь 9. Кроме того, позициями обозначены: 10-диаметр дискового якоря 9:11- внутренний диаметр щитов 1; 12 - диаметр постоянных магнитов 5. При этом диаметр 10 дискового якоря выполнен меньше внутреннего диаметра 11 щитов 1 на величину не менее двух диаметров 12 постоянных магнитов 5.

Электрическая машина в качестве электродвигателя работает следующим образом.

Постоянные магниты 5 могут находиться в любом положении, кроме максимально удаленного от вала 8. На щетки, установленные в щеткодержателях 7, с помощью электрических проводов (не показаны) подается постоянное напряжение, величина которого может изменяться от нуля до номинального значения. Со щеток электрический ток передается на дисковый якорь 9, через который проходят магнитные линии от постоянных магнитов 5. Вал 8 электрической машины начинает вращаться. Электрическая машина работает в двигательном режиме. При этом зависимость rj f(P), где ij - КПД машины; Р - полезная мощность, может изменяться практически от 0% до максимума (83-84% в данном случае); f - частота вращения.

В зависимости от расположения постоянных магнитов 5 относительно дискового якоря 9 возможна оптимизация (максимизация) КПД электродвигателя при заданном моменте на валу.

При работе электрической машины в качестве генератора, например, в нагрузочном стенде вал 8 электрической машины механически состыкован с валом испытуемой машины, работающей в режиме электродвигателя. Выходные обмотки электрогенератора подключены на некоторое регулируемое сопротивление. В зависимости от параметров и требуемой величины нагрузки испытуемого электродвигателя постоянные магниты 5 электрической машины, работающей в генераторном режиме в качестве нагрузки, устанавливают в некотором среднем положении, которое подбирается экспериментально, В этом случае с помощью электрической машины, имеющей

наибольшую номинальную мощность 550 Вт в ряду двигателей постоянного тока с дисковым ротором (ДПДР), можно испытывать все шесть типоисполнений электродвигателей - мощностью 90, 120, 180, 250, 370 и 550 Вт.

Установка постоянных магнитов 5 на ползунах 4 с возможностью радиального перемещения магнитов 5, а также то, что диаметр 10 дискового якоря 9 меньше внутреннего диаметра 11 щитов 1 на величину

двух диаметров 12 магнитов 5, позволяет изменять конструктивный коэффициент машины, что в свою очередь приводит к оптимизации КПД и расширению диапазона регулирования электромагнитного момента

электрической машины от нуля до максимума.

Кроме того, предлагаемая конструкция электрической машины позволяет сократить число типоисполнений в серии (ряду)

электродвигателей (например, в ряду ДПДР с шести типоисполнений до трех).

Формула изобретения Электрическая машина постоянно го тока, содержащая дисковый якорь, укрепленный на валу, постоянные магниты в виде цилиндров, ориентированные в осевом направлении и расположенные равномерно по окружности щитов, щеточный узел и цилиндрический корпус, установленный между щитами, отличающаяся тем, что, с целью расширения области применения и диапазона регулирования момента, снабжена ползунами, установленными с возможностью радиального перемещения в пазах, которые выполнены в теле соответствующих щитов на всю радиальную длину щитов, при этом каждый из постоянных магнитов закреплен на своем ползуне, а диаметр дискового якоря выполнен меньше внутреннего диаметра корпуса на величину не менее двух диаметров постоянных магнитов.

5-6