Бесконтактная электрическая машина Советский патент 1979 года по МПК H02K21/14 

Изобретение относится к электрическим ма шинам, а именно к бесконтактным машинам с ротором типа секснн. Ij3BecTHbi бесконтактные электрические машины, содержащие статор с обмоткой, ротор с постоянным магнитом и обмотку возбуждения для обеспечения комбинированного возбуж дения Ш. Недостатком такой конструкции является то, что постоянный магнит, находящийся на роторе, имеет пониженную механическую прочность. Известны также бесконтактные электрические машины, содержащие корпус, статор с обмоткой, ротор с кольцевым магнйтопроводом, в окнах которого установлены радиальные полюса, обмотки возбуждения, установленные на йыступах торцовых магнитопроводов статоpal2l. Данное техническое решение наиболее близко к йзобретешпо по технической сушностн и достагаемому эффекту. Недостатком этой конструкции является наличие вращавшегося магшгга, что снижает на дежность машины, а также знашггельная мощность возбуждения. Целью изобретения является повышение надежности н снижение мощности -возбуждения. Указанная цель достигается тем, что на торцовых поверхностях гдагнитонровода установлены встречно намагн1Р1еш1ые постоянные магниты, образующие воздушные зазоры с кольцевым магнйтопроводом ротора, а корпус выполнен из магнитопроводящего материала и соединен с торцовыми магнитощюводами. На фиг.1 представлена предлагаемая электрическая маш{ша, продольный разрез; на фиг.2 - участок развертки полюсной системы. В бесконтактной машине обмотанный пакет статора 1 установлен во внешнем магнитопроводе 2. К. нему с обеих сторон примыкают боковые магнитопроводы 3 и 4, на которых установлены встречно намагниченные постоянные магниты 5 и 6 и встречно включенные кольцевые катуппси 7 н 8 обмотки возбуждения. Полюсная система ротора содержит, подобно машинам типа сексин, радиальные полюса 9, укреш1ешше на внутреннем осевом магнитопроводе 10, и полюса 11. Полюса 9 и 11 отделены от пакета статора 1 рабочим воздушным зазором 12. Магниты 5 и 6. намапгачены встречно и отделены от венцов полюсов 11 дополнительными зазорами 13 и 14, Магнитопроводы 3 и 4 отделены от магнитопровода 10 дополнительными зазорами 15 и 16. Полюса 9 и 11 отделены друг от друга немагнитными участками 17 образованными, например, немаг.нитными сварными швами.

Машина работает след}то1цим образом. Когда катушки 7 и 8 отключены, потоки магнитов 5 и 6 через зазоры 13 и 14 замь каются по полюсамГ1, зазору 12, статору 1 и Магнитопроводам 2-4, а в зазоре 12 под полюсами 9 поток минимален. ЭДС наводится только в тех проводниках статора 1, которые в каждьА текзпцйй момент расположены против полюсов П. При включении катушек 7 и 8 согласно с магнитами 5 и 6 (см. фиг.1) создашшй ими йоток замыкается по магнитопроводам 2-4, 10, статору 1, полюсам 9 и зазорам 12, 15 и 16. В итоге под полюсами 9 возникают магнитные потрки, величина которых определяется намагничивающей силой к;атушек 7 и 8. Благодаря этому обеспечивается регулирование машины по напряжению.

Оптимальная загрузка магнитной цепи якоря и полюсной системы достигается при равенстве потоков полюсов 9 и 11. режим условно можно принять за номиналыпый.

ВзтоМ режиме весь мапштный поток замы ; kiaeTcA по контурам: магнит (5 или 6) - полюса 11 - пакет статора 1 - радиалыаые полюса 9внутренний магнитопровод 10 - внутренний учас ток бокового магнитопровода (3 или 4). В магшггопроводе 2 н-внешних участках магнитопроводов 3 и 4 поток отсутствует. Намагничи: вающая сила катушки 7 согласно закону полного тока определяется суммой падений намагничивающей силы по контуру магнитной цепи 3-2-1-12-9-10-15 и аналогично катушки 8- по контуру 4-2-1-12-9-10-16. Следовательно, каждая катушка 7 и 8 рассчитывается на намагничивающую силу одного рабочего и одного дополнительного воздушных зазоров (т.е. примерно вдвое меньшую, чем в известных машинах). Таким образом, при прочих равных условиях мощность возбуж,цения снижается в четыре раза (либо в четыре раза можно уменьшить сечейиё катушек 7 и 8).

.Таким образом, бесконтактная электрическая машина позволяет снизить мощность возбуждения и повысить йадежность за счет того, что на роторе отсутствуют постоянные магниты и частота вращения машины может быть повышена

Формула изобретения

Бесконтактная злектрическая машина, содержащая корпус, статор с обмоткой, ротор с кольцевым магннтопроводом, в окнах которого установлены радиальные полюса, обмоткц возбзгждегшя, установленные на выступах торцбвых магшггопроводов статора, отличающ а я с я тем, что, с целью повышения надежности и снижения мощности возбуждения, на торцовых поверхностях магнитопровода установлень встречно намагниченные постоянные магниты, образующие воздущные зазоры с кольцевым магнит-опроводом ротора, а корпу выполнен из магнитопроводящего материала и соединен с торцовыми магнитопроводами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Франции N 1473549, кл. Н 02 К, 1967. .

2.Авторское свидетельство СССР №402993, кл. Н 02 К 21/12, 1968.

/J

d

V/TTTTTTTTT/T. Фиг. 1