Радиально-упорный мотор-подшипник Советский патент 1993 года по МПК H02K5/16 H02K7/09 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим машинам, и может быть использовано в качестве электроприводной части крутильных механизмов и шпинделей текстильных машин, металлообрабатывающих шпинделей, турбокомпрессоров, центробежных распылителей.

Целью изобретения является повышение КПД путем устранения торцовых полей рассеяния.

На чертеже приведен общий вид электрической машины Радиально-упорный мотор-подшипник.

Радиально-упорный мотор-подшипник содержит выполненный в виде усеченного конуса ферромагнитный ротор 1, шихтованную часть 2 магнитопровода статора с цилиндрической расточкой и уложенной в ее пазах m-фазной распределенной обмоткой

3, являющуюся частью магнитопровода статора запрессованную в цилиндрическую расточку шихтованной части 2 магнитопровода втулку 4, выполненную из магнитомягкого материала и имеющую внутреннюю поверхность в виде конуса, на которую нанесен слой 5 немагнитного антифрикционного материала, причем длина втулки 4 равна суммарной длине шихтованной части

2 магнитопровода статора, в пазах которого уложена обмотка, и лобовых частей обмотки статора, а длина ротора 1 равна длине втулки 4. На наружной поверхности втулки 4 выполнены пазы 6, совпадающие по направлению и длине с пазами 7, в которые уложена m-фэзная распределенная обмотка

3 статора; электрическая машина размещена в корпусе 8, выполненном из магнитомягкого материала, причем внутренний

ч

о

00

00

ел ю

диаметр корпуса 8 больше наружного диаметра магнитопровода статора на величину, обеспечивающую отсутствие магнитного сцепления; корпус снабжен боковыми крышками 9 и 10, выполненными из магни- томягкого материала и прилегающими к торцовым поверхностям магнитопроводэ статора и корпуса. В одну из боковых крышек вмонтирован штуцер 11 подачи сжатого газа. В корпусе втулки 4 выполнены расположенные rib окружности радиальные каналы 12 подачи сжатого газа в рабочий зазор между статором и ротором, причем каждый такой канал аксиальным каналом 13, выполненным в корпусе втулки 4, соединен с камерой 14, образованной корпусом 8, боковыми крышками 9 и наружной поверхностью магнитопровода статора и выполняющей функцию распределительной камеры.

Радиально-упорный мотор-подшипник работает следующим образом.

При подаче сжатого газа через штуцер 11, распределительную камеру 14, аксиальные 13 и радиальные 12 каналы в рабочий зазор между статором и ротором 1 последний всплывает в слое газовой смазки. При подключении гп-фазной распределенной обмотки 3 к гп-фазному источнику питания регулируемой частоты обмотка 3 возбуждает в шихтованной части 2 магнитопровода статора вращающееся электромагнитное поле, воздействующее через втулку 4, являющуюся частью магнитопровода статора, на ферромагнитный ротор 1 и заставляющее последний вращаться с частотой, совпадающей с частотой сети. Одновременно рабочее электромагнитное поле статора втягивает ротор 1 в конусную расточку втулки 4. На ротор 1 действуют подъемная сила слоя газовой смазки и сила электромагнитного притяжения ротора 1 к статору, причем взаимодействие этих сил создает бесконтактный газомагнитный подвес ротора 1. Устойчивость газомагнитного подвеса обеспечивается разделением по величине газового и магнитного зазоров, обеспечиваемым слоем 5 немагнитного антифрикционного материала, причем величи- на магнитного зазора равна сумме величины газового зазора и толщины немагнитного слоя 5. Совпадение по длине и направлению пазов 6 в корпусе втулки 4 и пазов 7 в шихтованной части магнитопрово- да создает единые пазы магнитопроводэ, закрытые со стороны рабочей поверхности последнего, что исключает зубцовые гармоники и обеспечивает равномерность враще- . ния ротора. Торцовые попя магнитопровода статора шунтируются выполненными из магнитомягкого материала боковыми крышками 9 и 10 и корпусом 8. причем корпус 8 и боковые крышки 9 и 10 образуют внешний контур магнитопровода, через который замыкаются (шунтируются) торцовые поля,

чем устраняется рассеяние магнитного потока торцовыми поверхностями магнитопровода статора и обеспечивается повышение КПД и снижение энергоемкости при эксплуатации.

Таким образом, введение выполненного из магнитомягкого материала корпуса, внутренний диаметр которого превышает наружный диаметр магнитопровода на величину, исключающую магнитное сцепление, и выполненных из магнитомягкого материала боковых крышек, примыкающих к торцовым поверхностям магнитопровода статора и корпуса, обеспечивает шунтирование и устранение торцовых полей рассеяния и повышение КПД электрической машины, чем достигается цель изобретения и обеспечивается его положительный эффект.

Поскольку предлагаемая электрическая

машина работоспособна как при радиальной, так и при осевой нагрузке на ротор, а также обеспечивает совмещение функций электрической машины и бесконтактный газомагнитной опоры ротора, она может быть

названа Радиально-упорный мотор-подшипник.

Формул а изо бретени я Радиально-упорный мотор-подшипник,

содержащий выполненный в виде усеченного конуса ферромагнитный ротор, магнито- провод статора, состоящий из шихтованной части с цилиндрической расточкой и уложенной в ее пазы распределенной обмоткой

с лобовыми частями, магнитомягкой втулки с длиной не менее суммарной длины шихтованной части магнитопровода и лобовых частей обмотки, имеющей коническую расточку и пазы на внешней поверхности,

совпадающие с пазами шихтованной части магнитопровода, причем на конической расточке закреплен слой немагнитного антифрикционного материала, а во втулке выполнены каналы для подачи сжатого газа

в зазор между статором и ротором, корпус и боковые крышки, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД путем снижения потерь от торцевых полей рассеяния, корпус и боковые крышки выполнены

из магнитомягкого материала, корпус установлен с зазором по отношению к магнито- проводу статора, а боковые крышки выполнены прилегающими к торцам магнитопровода статора и к торцевым поверхностям корпуса.

Использование: для электропривода крутильных механизмов и шпинделей текстильных машин, шпинделей металлообрабатывающих станков и т. п. Сущность изобретения: радиально-упорный мотор- подшипник содерх ит ферромагнитный ротор, выполненный в виде усеченного конуса, шихтованную часть магнитопровода статора с обмоткой и магнитомягкую втулку с конической расточкой, на которой закреплен слой антифрикционного материала. Во втулке выполнены каналы для подачи сжатого газа в зазор между ротором и статором. Корпус и боковые крышки выполнены из магнитомягкого материала. Корпус установлен с зазором по отношению к мэгнитопро- воду. Боковые крышки выполнены прилегающими к торцам магнитопровода статора и к торцовым поверхностям корпуса. Изобретение повышает КПД путем уменьшения потерь от торцовых полей рассеяния. 1 ил.