Синхронная переменнополюсная электрическая машина

Синхронная переменнополюсная электрическая машина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТЕДЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 05.09.73 (21) 1956714/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.03.78. Бюллетень ¹1 (45) Дата опубликования описания 24.02 78.

Союз Советских

Социалистических

Республик (<>) 588316 (51) М. Кл.

Н 02 К 21/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изооретений и открытий (53) УДК 621.31 3.84 (088.8) Л. М. Палаотин (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) СИНХРОННАЯ ПЕРЕМЕННОПОЛЮСНАЯ ЗЛЕКТРИЧЕСКАЯ

МАШИНА

Изобретение относится к бесконтактным регулируемым электрическим машинам с возбу ждением от постоянных магнитов.

Известны электрические машины с индуктором, содержащим радиально намагниченные магниты, закрепленные на магнитомягкой втулке и снабженные клювообразными полюсными наконечниками (1) .

Недостатком таких машин является сложность регулирования напряжения или момента на валу.

Известны также переменнополюсные электрические машины, содержащие статор с якорной и регулировочной обмотками и индуктор. снабженный радиально намагниченными магнитами одной полярности, число которых равно половине числа полюсов машины. Между магнитами расположены магнитомягкие сердечники с полюсными наконечниками, причем магниты и сердечники закреплены на магнитомягкой втулке (2).

Кроме того, известен двухпакетный вариант машины, между. пакетами статора которой расположена регулировочная обмотка. Индукторы такой машины соединены между собой аксиальной перемычкой (3). 25

Эта машина является наиболее близкой к изобретению по технической суIUHocTH и реHIQемой задаче.

Недостатком изв cTHblx машин является значительная масса, малое использование активных материалов и сложность в изготовлении.

Целью изобретения является уменьшение массы, улучшение использования активных материалов и vBpomñ..íèå технологии.

Это достигается тем, что B предлагаемом устройстве аксиальная перемычка выполнена биметаллической из полос магнитной н немагнитной стали, а магниты снабжены клювами, . iI HI HHTHоЙ cT l IH Ра cllo 10Hxcll hl напротив магнитов.

На фиг. 1 изображена индукторная перемен нополюсная машина, продольный разрез; на фиг. 2 — пакет ротора, поперечный разрез; на фиг. 3 — то же. продольный разрез; на фиг. 4— развертка ротора: на фиг. 5 показаны силовые линии потоков постоянных магнитов, замыкающихся в магнитной цепи машины: на фпг. 6-развертка втулок и аксиальной перемычки; на фнг. 7 показано направление силовых линий потоков машины при включенной обмотке регулирования; на фиг. 8 приведена модификация ротора машины; на фиг. 9 — модификация нгулки и аксиальной перемычки.

599316

Электрическая машина (см. фиг. 1 и 2) солержит лва пакета I якоря. на кажло» из которых расположена якорная обмотка 2..Между пакетами якоря расположена кольцевая неподвижная регулировочная обмотка 3.

Внутри цилиндрических расточек пакетов 1

5 якоря размещены вращающиеся полюсные системы, выполненные в виде двух индукторов.

Каждый индуктор (см. фиг. 2 и 3) представляет собой одинарную клювообразную перемен нополюсную систему смешанного возбуждения )р (СВ), причем половина клювов состоит из полюсных наконечников 4 и магнитных шунтов 5, в которых размещены радиально намагниченные регулируемые постоянные магниты 6 одной полярности. Другая половина клювов, чередующаяся с первой, состоит из полюсных наконечников 7 и магнитомягких сердечников

8, образуя явно выраженные полюсы другой полярности.

Таким образом, инлуктор с числом полюсов

2р солержит р ралиально намагниченных постоянных магнитов и р явновыражеHHblx полюсов без магнитов.

На валу ротора установлена втулка 9, на которой .закреплены обе системы указанных клювов.

Индукторы ротора жестко связаны между 25 собой посредством аксиальной перемычки, выполненной биметаллической из полос 10 магнитомягкой стали и полос 11 немагнитной стали.

Для крепления магнитов служит немагнитное кольцо 12, соединенное с полосами 11 немаг30 нитнои стали. Концы клювов индукторов скрсплены бандажными кольцами 13, предназначенными одновременно для балансировки Hf-ictgjc(pра, Клювы могут насаживаться на магнитную втулку 9 или изготавливаться вместей с ней, как одна деталь. 35

Магнитный поток каждой пары полюсов (клюва с магнитом и явно выраженного полюса) соз1ается одним регулировочным магнитом СВ.

Ширина каждого магнита 6 и шунта 5 выполнена равной полюсному делению -: или превышающей его (см. фиг. 4 и 5). В этом случае соотношение размеров ширины магнита

6 и сердечника 8 полюса, выполненного из высокопроводящего материала, выбирается таким, чтобы объем бруска магнита занимал объем, соответствующий своему полюсному делению, и часть объема смежного полюсного деления, где размещен сердечник явно выраженного полюса без бруска магнита.

Благодаря радиальной текстуре брусков ма(.- 50 нитов б потоки рассеяния между ними и ссрдечниками 8 имеют незначительную величину.

Индукторы размещены на валу, что против полюса СВ данной полярности одного пакета находится полюс противоположной полярности другого пакета. Благодаря этому обеспечиваетCR согласное действие намагничиваюшей силы регулировочной обмотки 3 с намагничивающей силой постоянных магнитов 6.

Особенности работы и регулирования выходного напряжения состоят в следующем (см р фиг. i, 4, 5).

ОСНОВ(! ыс потоки возо»жлE. n HH Ф с,, (o3.tавасмые рег lupi ñìûìè ilnlíèòà»ff 6, замыкаются в плоскостях. псрпснликулярных оси врапгения.

Постоянные магниты co3lnioT в магнитных шунтах 5 потоки рассеяния Ф,,,. Для регул((рОВаиня ВЫХОЛНОГО НаПряжЕНИя Прн» HC Hà неподвижная кольцсвая обмотка 3, создавшая униполярныс потоки: Ф, „— periëèðoâouíüfé, прохоляший черсз сталь пакстов 1. корпус, магнитные шунты 5 клювов, втулки 9 и»arfiifтомягкие полосы 10, расположенные влоль оси вала между клювами СВ инлукторов пакстов; с

Ф; — прохолящий по той же магнитной Lfcnu. за исключением магнитных шунтов. и полмагничивающий постоянные магнитьц Ф, — - проходящий между совпалаюши»и вдоль оси ва:IH явно выраженными полюсами и замыкающийся через сталь пакетов 1, корпус, сердечники 8 полюсов и немагнитные полосы 1I, расположенные вдоль оси вала между явно выраженными полюсами инлукторов пакетов;

Ф, — проходящий между явно выраженными полюсами инлукторов пакетов и за»ыка(ощийся через сталь пакетов 1, корпус, »агнитомягкис полосы 10, втулку 9 встречно потоку Ф.. пол смежными клювами 6В: Ф: — пот(и(рассеяния регулировочной обмотки.

Эффективное регулирование напряжения при одновремснном подмагничивании рсгулируемых магнитов, усилие потоков Ф, ., и Ф, и уменьшение встречных потоков, прохолягцих через явно выраженные полосы, обусловлено на личием магнитной цепи с минимальным магнитным сопротивлcíècit лля потоков Ф. и Ф- и максимальным магнитным сопротивлс-ние» для потоков Фр, H Ф, .

При работе генератора с регулятором напряжения, увеличении нагрузки и уменьшеHlilf выходного напряжения ток в рсгулировочной обмотке 3 должен увеличиться. При этом увеличиваюгциеся униполярные потоки обмотки

3 Ф вытесняют потоки рассеяния магнитов ( из шунтов в расточки, а поток Ф, несколько подмагничивая регулируемые магниты, увс IH÷èâàeò рабочие потоки в расточках машины, что восстанавливает всличину выходного напряжения.

Клювообразные инлукторы могут быть установлены на валу так, что магнитныс шунты расположатся во внутреннем об.ьеме регулировочной обмотки 3 и внутренних лобовых частях обмоток якоря (см. фиг. 7). В этом случае. сокращаются аксиальные размеры ротора, л чше используется внутрен(ч(й объем ifBL(IIIIIII между пакетами и оольц:ая часть потоков регулировочной обмотки 3 за счет увеличения ес потоков рассеяния Ф6(принимает участие в регулировании потоков рассеяния агнитов в м а гн итных ш унтах.

Инл кторы с чередующимися регулируемыми магнитами и явно выраженными полюсами могут быть выполнены в виде одинарной H;tfoвообразной системы. В этом случае (см. фиг. 8 и 9) полюсные наконечники 4 и 7 и полосы 11 немагнитной стали изготавливаются как olffo целое в виде биметаллического наружного ци599316 ли ндр». являющегося одноврс мс нно несугцим (о»н Ia hII»Iм) цилиндром индуктора пакета.

За счет того, что между радиально намагниченными магнитами, снабженными клювами и лежащими против них полюсами из маг5 нитнои стали расположены аксиальные перемычки, выполненные из биметаллических по,I()c магнитной и немагнитной стали, магнитная цепь регулировочного потока содержит значительно меньшее число магнитопроводящих промежутков. Это обеспечивает получение 1О минимальной массы и улучшение использования активных материалов и упрощение технологии.

Формула изобретения

Синхронная псременнополюсная электрическ»я машина, содержащая два пакетd статора с якорными обмотками, регулировочную обмотку, установленную между указанными пакет»ми, и два индуктора, соединенных между собой аксиальной перемычкой, каждый из hoTophlx снабжен радиально нам»гниченнымн магнитами одной полярности, между которыми рàcIIоложены магнитомягкие сердечники с полюсными наконечниками, закрепленные вместе с магнитами на магнитомягкой втулке, причем число магнитов каждого индуктора равно половине числа полюсов машины, а магниты. разных индукторов обращены к воздушному зазору разноименными полюсами, отличаюшаяея тем, что, с целью уменьшения массы, улучшения использования активных материалов и упрощения технологии, аксиальная перемычка выполнена биметаллической из полос магнитной и немагнитной стали, магниты снабжены клювами, причем полосы магнитной стали расположены напротив магнитов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство ¹ 19 738, кл. 21 d - 1, 1972.

2. Авторское свидетельство Х> 213956, кл. 21 d - 3, 1965.

3. Пугачев В. А. Аксиальные индукторньц машины с постояннь|ми магнитами в п»з». индуhT(lp». Диссертация, Рига, 196!).

Редактор Н. Хлудова

Заказ 1426!41

Составитель Л. Головченко

1 ехред О. Луговая Корректор С. 1Бекмар

Тираж Ь92 Подписное

ЦН1111ПИ Гогударсп«нного комитета Совета Министров СССР по делагн изобретений и открытий

113035, Москва. гК-,15, Раугнская нао., д. 4!5

Фи.1иал ПГ!Г1 Патон г, г. Ужгород. ул. Проектная, 4