Устройство для приведения в движение машин-орудий Советский патент 1942 года по МПК H02K41/02 H02K1/06 

В основном авт. св. № 42629, выданном на имя того же автора описано устройство для приведения во вращение машин-орудий путем воздействия на вращающийся орган машины магнитного поля, источником которого являетсясегментообразный электрический статор, приставляемый к вращающейся части машины, используемой в качестве ротора.

В авт. св. № 48765, № 48767 и № 51915, выданных на имя того же автора, изложена лрирода особых потерь энергии, возникших в роторных элементах в момент входа их из воздушной среды в магнитное поле сегментного статора.

В авт. св. № 48767 автором даны впервые формулы для расчета этих особых концевых энергии.

В указанных трех последних авторских свидетельствах изложены три метода снижения указанных потерь.

По методу авт. св. N° 48765 на концах сегментного статора размешаются компенсационные катушки, которые снижают концевые потери за счет расширения полюсного деления и ослабления индукции на концах статора, выравнивая одновременно с этим фазные токи, а также доводя скольжение до нормальных значений.

По методу, описанному в авт. св. № 48767, в роторной зоне машины осуществлены замкнутые на себя контуры, ограничивающие при входе под статор возникающие в них роторные токи короткого замыКЙНИЯ.

По методу, описанному в авт. св. № 51915, снижение концевых потерь достигается косыми пазами в роторной зоне, при которых вхождение каждого Проводника беличьей клетки в магнитное поле сегментного статора происходит не сразу по всей длине этого проводника, а начинается с нулевого значения этой длины / и кончается значением равным единице. Таким образом, на участке статора, где имеет место в роторной зоне концевые потери короткого замыкания.

JVb 62196-2среднее значение величины / меньше единицы, а отсюда получается еще меньше единицы квадрат этой величины /, входящ:ий в уравнение для концевых .потерь.

По новому методу, составляюш:ему предмет настоящего изобретения, снижение концевых потерь наиболее велико и достигается оно посредством особой формы выполнения магнитопровода статора.

На фиг. 1 и 2 схематически представлены эти особые формы выполнения магнитопровода статора.

Согласно фиг. I ззбцы Z пакета статора на его конце срезаются так, что зазор б между роторной зоной R и активной поверхностью статора 5 равномерно увеличивается по направлению к концу 1пакета статора, цричем это равномерное увеличение зазора начинается от зубца, отстоящего от конца статора не менее, чем на полюсное деление.

Согласно фиг. 2 зубцы Z на концах пакета срезаются таким же образом, как и по фиг. 1, но с одним отличием, а именно: на зубцах сохраняются заплечики для клиньев обмотки вместо обработки заново таких заплечиков на остающихся частях срезаемых зубцов, как показано на фиг. .1.

Нил4е дается физическое обоснование резкого снижения концевых потерь, достигаемого указанными двумя особыми формами выполнения магнитопровода статора.

При последовательном соединении концевых катушек обмотки сегментного статора с остальными катущками и при одинаковых по числу витков катущках, -магнитодвижущая сила „, полюсного деления на конце статора равна магнитодвижущей силе полюсного деления на любом другом участке статора.

Если и магнитное сопротивление /.„ цепи на конце статора равно магнитному сопротивлению цели на любом другочм участке статора, то в таком случае и магнитные потоки полюсных делений, а также индукции на указанных резных участках статора будут также равны между собой, что вытекает из известного закона магнитной цепи

ф.(1)

I Более элементарно, для однородной среды одного сечения имеем:

,.,(2)

откуда

и .Q.

При прохождении магнитного поля через зазор переменного абсолютного значения, получим

(4)

Применительно к фиг. 1, где бх постепенно возрастает по направлению к концу статора, выражение (4) означает постепенное, убывание индукции в том же направлении, как условно показано на чертеже отрезками разрежающихся магнитных линий

Таким образом, равномерным существенным увеличением зазора к концу статора мы можем достигнуть равномерного и столь же существенного снижения индукций в том же направлении.

Так, например, если номинальное значение зазора машины равно 1,5 мм, а равномерное увеличение зазора, начинаясь от какого-то зубца Zn, доводит зазор в конце пакета статора до 7,5 мм, то, начиная от того же зубца Zn, мы получим равномерное снижение индук-. НИИ в зазоре по направлению к концу статора, яричем на самом конце статора, где зазор равен 7,5 мм, индукция снизится, ичриблизительно, впятеро, если пренебречь магнитным сопротивлением ферромагнитных частей магнитной цепи. Но концевые потери выражаются уравнением (см. авт. св. № 48767, стр. 4):

P, f..10- ,(5)

т. е. эти потери пропорциональны квадрату индукции на участке короткого замыкания. Вследствие этого, почти пятикратное снижение индукций на этом участке означает снижение концевых потерь в двадцать пять раз, что практически доводит эти концевые потери до 1% от номинальной мощности машины и даже менее.

Необходимо отметить при этом, что приращение ампервитков намагн ичивания сегментного статора в связи с указанными местными увеличениями зазора весьма мало по следующим двум причинам:

1)произведение из значений индукции и зазора, входящих в выражение для ампер-витков намагничивания зазора, остается неизменным в нашем случае под каждым из срезанных зубцов;

2)увеличение индукции, даваемое на всей остальной части статора местным увеличением зазора на концах, мало.

Предмет изобретения

1.Форма выполнения устройства по авт. св. N° 42629, отличающаяся тем, что, с целью снижения концевых потерь, зубцы и впадины на концах магнитопровода сегментного статора выполнены уменьшающимися по высоте таким образОМ, чтобы рабочий воздушный зазор равномерно увеличивался по направлению к концам указанного магнитолровода.

2.Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что уменьшение высоты зубцов выполнено, начиная от зубца, отстоящего от конца магнитапровода статора, не менее, чем на полюсное деление.

3.Форма выполнения устройства по пп. 1 « 2, отличающаяся тем, что на зубцах с уменьшенной высотой оставлены заплечики, имеющие полную высоту зубца и служащие для помещеьА я клиньев для закрепления, как обычно, катушек об-мотки статора.

3-NO 62196

5 L;M/a.

22

Фиг 1

Фиг2