БЕСКОНТАКТНЫЙ СЕЛЬСИН Советский патент 1940 года по МПК H02K24/00 

Предметом настоящего авторского свидетельства является бесконтактный сельсин, у которого, как и у известных сельсинов этого типа, неподвижная вторичная трехфазная обмотка размещена на обычном цилиндрическом статоре, а первичная однофазная обмотка расположена так, что она создает аксиальный магнитный поток, замыкающийся через радиальные и аксиальные воздушные зазоры между ротором и неподвижными частями магнитной цепи. Отсутствие контактов (колец и щеток) повышает надежность прибора и точность передачи.

Сущность изобретения, заключающаяся в особом конструктивном оформлении сельсина, создающем ряд преимуществ перед известными приборами, поясняется чертежом, на котором фиг. 1 изображает один из вариантов конструкции предлагаемого сельсина в продольном разрезе; фиг. 2 - вид слева (левый верхний квадрант фигуры), разрез по ВС (левый нижний квадрант) и разрез по АВ (правая половина фигуры); фиг. 3 и 4 - продольный разрез ротора и вид с торца; фиг. 5 - продольный разрез видоизмененного ротора; фиг. 6 и 7 - две проекции статора; фиг. 8 и 9 - две проекции полюсного выступа магнитопровода; фиг. 10 - схему пути протекания демпферного тока в железе ротора; фиг. 11 - продольный разрез сельсина по второму варианту; фиг. 12 - разрез по EF (левая половина фигуры) и разрез по GH (правая половина).

Статор 1 предлагаемого сельсина установлен в немагнитном корпусе 12. Ротор 2 представляет собою магнитопровод, не имеющий обмотки и состоящий из двух магнитопроводящих частей а и b, разделенных слоем 7 немагнитного материала. Ротор 2 укреплен на оси 11, выполненной также из немагнитного материала.

Многофазная (трехфазная) вторичная обмотка 4 уложена в пазах статора 1, однофазная первичная обмотка 3 - на статоре над лобовыми частями первичной обмотки 4.

При выполнении сельсина для весьма дальних передач весь статор вместе с обмотками 3 возбуждения и обмоткой 4 синхронизации может быть закрыт изоляционным кожухом (втулкой) 6. При этом пространство 9 внутри кожуха 6 заполняется маслом, что дает возможность применять для возбуждения и синхронизации высокое напряжение.

В крышках 10, изготовленных из немагнитного материала, укреплены осевые полюса 5, соединенные между собой (с одной или нескольких сторон) общим магнитопроводом 8.

Пульсирующий магнитный поток, создаваемый обмотками 3, замыкается по следующему пути (фиг. 1): полюс 5, воздушный зазор между полюсом 5 и торцем ротора 2, железо части а ротора, воздушный зазор между частью а и статором 1, железо статора 1, воздушный зазор между статором 1 и частью b ротора 2, железо части b, воздушный зазор между частью b и вторым полюсом 5, магнитопровод 8, первый полюс 5.

Ротор 2 сельсина выполняется из наборного железа. Листы железа могут иметь различную форму, например, 16 и 17 по фиг. 3 или 18 и 19 по фиг. 5. Изоляция между листами ротора снижает потери и увеличивает магнитное сопротивление для потоков отдельных зубцов и для поперечного потока, что дает возможность получить сельсин с большим коэфициентом устойчивости. Крепление железных листов ротора 2 осуществляется при помощи заклепок 20, расположенных в изоляционных втулках, предотвращающих электрическое соединение листов ротора через заклепки и возникновение в роторе токов от пульсирующего поля. Для повышения коэфициента устойчивости железные листы используются в качестве демпферной обмотки, имеющей минимальное омическое сопротивление. Для образования такой обмотки листы 16 и 17 электрически соединяются пластинками 21 из немагнитного материала малого омического сопротивления (например, медными). Путь демпферного тока показан на фиг. 10 замкнутой линией со стрелками.

Статор 1 сельсина сделан из колец 13 листового железа (фиг. 6), изолированных друг от друга, например, лаком. Для устранения или значительного уменьшения короткозамкнутых токов от пульсирующего вдоль оси магнитного потока листы 13 статора снабжены радиальными прорезами 14. Эти прорезы 14 отдельных кольцевых дисков смещены друг относительно друга на угол а так, чтобы практически магнитное сопротивление для потока было одинаковым при любом положении ротора.

Для ликвидации возможного замыкания листов 13 статора 1 корпус 12 сельсина выполняется из изоляционного материала или же из алюминия; в последнем случае корпус имеет оксидированную внутреннюю поверхность.

Неподвижные полюса 5 (фиг. 8 и 9), соединенные внешним магнитопроводом 5, выполнены так, что размер поверхности полюса вдоль железных листов больше размера в направлении, нормальном к шихтовке железа (k>h). Этим ликвидируется паразитный реактивный момент, вызываемый неодинаковостью сопротивления магнитному потоку при повороте шихтованного ротора относительно шихтованных полюсов.

Внешний магнитопровод 8 в варианте по фиг. 1, 2 выполняется призматическим для уменьшения потоков рассеяния обмотки 3 возбуждения и уничтожения паразитного потока, идущего со статора на внешний магнитопровод.

Конструкция сельсина по фиг. 1-2 затрудняет выполнение прибора в цилиндрическом габарите. Между тем в ряде случаев требуется цилиндрическое выполнение сельсина.

На фиг. 11-12 показана конструкция сельсина, выполненного, согласно изобретению, и имеющего цилиндрическую форму. В этом варианте внешний магнитопровод 8 отсутствует и магнитный поток в обоих направлениях проходит внутри расточки статора.

В этом варианте трехфазный статор 1 выполняется, как и у обычных сельсинов. Полюса 5 выполняются в виде стаканов с достаточно широкими фланцами и несут обмотки 3. Часть а ротора выполнена призматической и служит для создания магнитного пути между поверхностью статора и фланцами неподвижных полюсов 5. Часть о ротора, имеющая в сечении Т-образную форму, служит для образования магнитного пути между статором и торцами полюсов 5. Путь магнитного потока показан на фиг. 11 пунктиром со стрелками: неподвижный полюс 5, фланец полюса, воздушный зазор между фланцем и частью а ротора, часть а ротора, зазор между частью а и железом статора, далее по спинке статора, через зазор между статором и частью b ротора, по части b ротора и через зазор между частью b и полюсом 5 в полюс 5.

1. Бесконтактный сельсин с неподвижными обмотками, из которых вторичная трехфазная размещена на обычном цилиндрическом статоре, а первичная однофазная расположена так, что она создает аксиальный магнитный поток, замыкающийся через радиальные и аксиальные воздушные зазоры между ротором и неподвижными частями магнитной цепи, отличающийся тем, что цилиндрический ротор состоит из двух аксиально расположенных магнитопроводящих частей, отделенных друг от друга немагнитным материалом и образующих магнитные пути для потока между статором и расположенными по торцам неподвижными полюсными выступами магнитопровода.

2. Форма выполнения сельсина по п. 1, отличающаяся тем, что торцевые полюсные выступы соединены друг с другом одним или несколькими расположенными снаружи статора призматическими магнитопроводами.

3. Форма выполнения сельсина по п. 1, отличающаяся тем, что кольцо статора выполнено из наборного железа и диски снабжены радиальными прорезами для уменьшения или устранения короткозамкнутых токов от пульсирующего вдоль оси магнитного потока.

4. Форма выполнения сельсина по п. 3, отличающаяся тем, что прорезы отдельных дисков смещены относительно друг друга.

5. Форма выполнения сельсина но пп. 1-4, отличающаяся тем, что кольцо статора имеет корпус из изоляционного материала или алюминия, оксидированного по внутренней поверхности.

6. Форма выполнения сельсина по пп. 1-5, отличающаяся тем, что ротор выполнен из наборного железа и листы ротора расположены аксиально.

7. Форма выполнения сельсина по п. 6, отличающаяся тем, что листы ротора соединены немагнитными токопроводящими вставками для образования из этих листов демпферной обмотки.

8. Форма выполнения сельсина по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью проведения потока в аксиальном направлении внутри расточки статора, магнитопроводящие части ротора в аксиальном направлении выполнены различной длины с тем, чтобы торцевая поверхность одной части была расположена против скрепленных с кожухом прибора оснований полюсных выступов, выполненных в виде коаксиальных валу цилиндров, несущих катушки первичной обмотки, а торцевая поверхность второй части ротора находилась против торцев указанных цилиндров.