БЕСКОНТАКТНЫЙ СИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Советский патент 1968 года по МПК H02K21/38 H02K21/04 

Известны бесконтактные синхронные машины со смешанным возбуждением от постоянного магнита и магнитного шунта. Также известно использование в синхронных двигателях гистерезисного слоя для пуска и синхронизаДии под нагрузкой.

В предложенном двигателе в отличие от известных совокупно применены система смешанного возбуждения и гистерезисный слой на полюсной системе, обеспечивающие синфазное включение обмотки возбуждения с полярностью намагниченности гистерезисного слоя. Указанное техническое решение может быть использованО также в конструкции машины горцового типа.

Гистерезисный слой выполнен в виде кольца, навитого из ленты и закрепленного на поверхности полюсов посредством немагнитных бандажей.

На фиг. 1 схематически изображен описываемый двигатель в цилиндрическом исполнении; на фиг. 2 - двигатель торцового типа.

Статор 1 двигателя с якорной обмоткой 2 укреплен на внешнем магнитопроводе 3. На подшипниковых шитах размешены кольцевые катушки 6 w. 7 обмотки возбуждения, прилегаюш,ие к кольцевым или сегментным постоянным магнитам 8 и 9. Магнитопровод 3 выполняет роль магнитных шунтов, регулируемых обмоткой возбуждения. На клювообразном роторе 10 размешен гистерезисный слой 11 в виде пакета колец, закрепленного бандажами 12 и ,13 из немагнитной стали. Последние предотврашают осевое смеш.ение колец гистерезисного слоя, а также отгибание клювов ротора.

Гистерезисный слой 11 обеспечивает пуск двигателя и синхронизацию. Постоянные магниты подмагничивают гистерезисный слой в процессе пуска.

После достижения синхронизма двигатель работает как обычный двигатель с электромагнитным возбуждением. Основной магнитный поток проходит по магнитопроводу 5, ш.иту 4, через добавочный зазор, систему клювов, гистерезисный слой, рабочий зазор в статор 1, спинку 14 статора, затем обратно - через рабочий зазор, гистерезисный слой, систему клювов другой полярности, добавочный зазор и по второму щиту 5. Часть гистерезисного слоя, расположенная между клювами, создает поток междуполюсного рассеяния, величина которого в синхронном режиме имеет повышенное значение.

На фиг. 2 представлен торцовый вариант выполнения двигателя с двумя статорами 15 16 VL общим ротором 17 с клювообразными системами полюсов 18 и 19, снабженными на поверхности гистерезисными витыми кольцами 20 и 21. Возбуждение осуществлено от неподвижной кольцевой катушки 22, укрепленной на ярме 23, и кольцевого постоянного магнита 24, охваченного по .наружной поверхности магнитномягким шунтом 25. Путь замыкания магнит- 5 кого потока изображен сплошной линией. Эта конструкция целесообразна в случае необходимости увеличения мощности с минимальным весом и для. устранения усилий осевого тяжения. Описанные выше конструкции работают аналогично. В синхронном гистерезисный слой частично утрачивает функции гистерезисного двигателя, превращаясь на ширине полюсной 15 дуги в сравнительно короткую часть магнито- . провода с повышенным магнитным солротивлением для потока электромагнитного возбуждення. Часть гистереаисного кольца, расположенная между полюсами, увеличивает в син- 20 хронном поток междуполюсного рассеяния. Если намагничивающий ток двигателя не компенсируется, то под действием намагничивающей силы обмотки статора в междуполюс- 25 ной части гистерезисного кольца образуется поток, направленный встречно аналогичном) потоку рассеяния, созданному обмоткой электромагнитного возбуждения. Компенсация реактивного тока может осу- 30 ществляться различными способами. В простейшем случае обмотку электромагнитного возбуждения наглухо подключают через выпрямители к зажимам статорной обмотки. Ее параметры выбирают такими, чтобы обеспе- 35 чить пуск и синхронизацию двигателя с нагрузкой, после которых в синхронном режиме коэффициент мощности двигателя будет достаточно высоким. В зависимости от величины 10полезной мощности и требуемого к. п. д. двигатель может быть выполнен с постоянным магнитом. При необходимости получения коэффициента мощности, равного единице, либо перевозоуждения для компенсации влияния индуктивности цепи источника питания, пуск « синхронизацию двигателя производят за счет совместного действия моментов, создаваемых гнстерезисным слоем и постоянным магнитом при отключенной обмотке .возбуждения. Автоматическое устройство включения обмотки возбуждения может быть выполнено таким образом, что вначале обеспечивается форсировка возбуждения для повышения намагниченности гисгерезисного слоя и цостоянного магнита, а затем в обмотке возбуждения устанавливается величина тока, полностью компенсирующая реактивный ток двигателя, либо двигатель отдает в сеть емкостный ток. „ Пред мет изобретения 1. Бесконтактный синхронный двигатель, отличающийся тем, что в нем совокупно применены система смешанного возбуждения, выполненная в виде постоянного магнита, и магнитного шунта, и гистерезисный слой на полюсной системе, обеспечивающие синфазное включение обмотки возбуждения с полярностью намагниченности гистерезисного слоя, 2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что указанные система возбуждения и гистерезисный слой применены в конструкции торцового типа. 3. Двигатель по пи. 1 и 2, отличающийся те.м, что гистерезисный слой выполнен .в виде кольца, навитого из ленты и закрепленного на поверхности полюсов немагнитными бандажами.

иг.2