Торцовая электрическая машина комбинированного возбуждения Советский патент 1980 года по МПК H02K21/24 

1

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к электрическим машинам с постоянными магнитами и обмоткой возбуждения.

Известны торцовые электрические машины с последовательным комбинированным возбуждением, содержащие когтеобразную полюсную систему, кольцевую обмотку возбуждения и аксиально намагниченный постоянный магнит с магнитомягким шунтом 1 .

Недостатком такой конструкции является ее сложность, ограниченные функциональные возможности.

Известны также торцовые электрические машины с комбинированным возбуждением, содержащие два торцовых статора, обмотку возбуждения, установленные в магнитопроводе и ротор с 2р полюсами, из которых половина выполнена в виде магнитно-мягких сердечников, а другие - в виде постоянных магнитов 2}.

Данное техническое решение наиболее близко к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту.

Недостатком этой конструкции являются большие габариты и масса, что связано с

недостаточно полным использованием пакетов статора, т.е. с малой индукцией в них.

Целью данного изобретения является снижение габаритов и массы.

Указанная цель достигается тем, что постоянный магнит выполнен в виде Р-лучевой аксиально намагниченной звездочки, с торцов которой установлены шайбы звездообразной формы из магнитно-мягкого материала.

Вариантом электрической машины является конструкция, в которой внутри стато10ров, коаксиально с ними, на магнитопроводе установлены кольцевые постоянные магниты с намагниченностью, ориентированной встречно намагниченности постоянного магнита ротора.

15

Существо изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен продольный разрез машины; на фиг. 2 представлен поперечный разрез машины; на фиг. 3 представлен продольный разрез машины с кольцевыми магнитами, установленными внутри статоров.

Электрическая машина содержит два витых торцовых статора 1 и 2, установленных во внешнем магнитопроводе 3 вместе с кольцевой обмоткой возбуждения 4. На валу 5 расположен ротор 6. Его активная часть состоит из магнитно-мягких сердечников 7, число которых равно числу Р пар полюсов, и Р-лучевой звездочки 8 из магнитно-твердого материала, которая намагничена в аксиальном направлении. С обеих торцов звездочки 8 установлены магнитно-мягкие шайбы 9, 10, также имеющие форму Р-лучевых звездочек. Промежутки 11 между сердечниками 7 и звездочкой 8 заполнены немагнитным материалом.

Машина работает следующим образом. Когда обмотка 4 отключена, поток магнита 8 с помощью шайб 9, 10 концентрируется и замыкается в основном через пакеты статоров 1, 2 по магнитопроводу 3. Благодаря тому, что сечение магнита значительно большен чем сечение участков щайб 9, 10 расположенных против статоров 1, 2, индукция в воздушном зазоре существенно превышает индукцию в теле магнита, что улучшает использование магнитопровода машины.

При включении обмотки 4 ее н.с. создает поток в сердечниках 7, имеющий противоположное направление по отношению к потоку шайб 9, 10. С увеличением потока сердечников 7 растет ЭДС машины, за счет чего обеспечивается регулирование напряжения. Когда потоки сердечников и шайб по абсолютной величине сравняются, образуется нормальная переменно-полюсная магнитная сисгема. При этом магнитная индукция машины в целом будет равна магнитной индукции ее магнитоэлектрической части, т.е. более высокой, чем у известной машины.

Например, при наиболее распространенных значениях отношений.внутреннего диаметра торцового пакета к внешнему порядка 0,6-0,7 сечение магнита увеличивается в 1,8-2,4 раза и примерно в таком же отноп1ении можно увеличить магнитную индукцию (либо использовать короткие высококоэрцитивные магниты с пониженным значением индукции). При этом объем .машины может быть снижен на 13-26/о.

Внешний магнитопровод 3 может быть продолжен по направлению к оси и внутри статоров 1 и 2 против дисковых торцовых частей полюсных шайб 9 и 10, неподвижно

во внешнем магнитопроводе 3 установлены полые кольцевые магниты 12, 13, которые намагничены вдоль оси встречно намагниченности вращающегося магнита ротора 6.

Тогда не требуя для своего размещения дополнительного объема, магниты 12, 13 еще более увеличат поток полюсов и магнитную индукцию пакетов статора 1, 2 и, следовательно, улучшает использование активных материалов и объема машины.

Например, при указанном выше отношеНИИ диаметров пакетов статора общее сечение магнитов увеличится в 2,7-3,3 раза и объем машины может быть снижен на 19- 35%.

Таким образом, данное изобретение позволяет повысить индукцию в магнитопроводе и тем самым уменьшить габариты и массу электрической машины.

Формула изобретения

1.Торцовая электрическая машина комбинированного возбуждения, содержащая два торцовых статора, обмотку возбуждения, установленные в магнитопроводе, и ротор с 2р полюсами, из которых р полюсов выполиены в виде магнитно-мягких сердечников, а другие в виде постоянных магнитов, отличающаяся тем, что, с целью снижения массы и габаритов машины, постоянный магнит выполнен в виде р-лучевой аксиально намагниченной звездочки, с торцов которой установлены звездообразной формы шайбы из магнитомягкого материала.

2.Торцовая электрическая мащина по п. 1, отличающаяся тем, что внутри статоров и коаксиально с ними на магнитопроводе установлены кольцевые постоянные магниты с намагниченностью, ориентированной встречно намагниченности постоянного магнита ротора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 175115, кл. Н 05 К 21/08, 1959.

2.Авторское свидетельство СССР 265250, кл. Н 02 К 21/08, 1965.

J 9

ipuz.l