Электрическая машина с магнитной стабилизацией ротора

Электрическая машина с магнитной стабилизацией ротора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i> 660I52

Союз Саветскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к акт. свид-рау†(22) Заявлено 10.03.77 (21) 2460958/24-07 с присоединением заяаки №вЂ” (23) 11ркоритет— (43) Опубликовано 30.04.79. Бюллетень ¹ 16 (45) Дата опубликования описания 08.06.79 (51) 41.Кл.- H 02 К 5, 00

Гасударственный комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.313.3 (088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

В. И. Галкин и И. П. Лихошвай (54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА С МАГНИТНОЙ

СТАБИЛИЗАЦИЕЙ РОТОРА

Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано в гидродвигателях, гидростабилизаторах и других устройствах.

Известна электрическая машина с магнитной стабилизацией ротора, которая осуществляется полем постоянных магнитов за счет зубчатого строения специальных активных поверхностей подвеса (1). Постоян lo ные магниты расположены,на вращающемся роторе, что создает технологические трудности и ограничивает скорость вращения ротора. Применение в электрической машине специальных магнитных опор уве- 15 личивает ее габариты и требует потребления дополнительной энергии для питания электромагнитов.

Значительное снижение массогабарит- 20 ных показателей достигается путем устранения специальных устройств магнитной стабилизации и осуществления подвеса ротора в |рабочем поле электрической машины. 25

Известна также электрическая машина с магнитной стабилизацией ротора, содержащая магнитопроводящий корпус, пакеты статора и ротора, на активных поверхностях которых выполнены зубцы, располо- З0 женные друг напротив друга и концентрично осп вращения (2).

Благодаря совмещению функции элсктродвигателя и магнитного подвеса машина имеет минимальные массогабаритные показатели. Однако в ряде случаев, при высоких радиальных нагрузках и при малых индукциях в воздушном зазоре порядка

0,15 — 0,2 Т, определяемых минимальным потреблением энергии, радиальная стабилизация ротора в рабочем поле за счет зубчатого строения активных поверхностей статора и ротора становится недостаточно надежной.

Целью изобретения является повышение надежности стабилизации за счет создания дополнительного униполярного потока в зазорее.

Для достижения этой цели в электрической машине с магнитной стабилизацией ротора в магнптопроводящем корпусе размещен постоянный магнит.

Постоянный магнит позьоляет увеличит мапштную индукцию в рабочем воздушном зазоре, а, следовательно, и центрирующук: силу.

66О152

Постоянный магнит может быть вьполнеп в виде цельного кольца пли набран пз отдельны: » сегментов. Кольцо, выполненное нз отдельных сегментов, может быть нецельным, т. с. между сегментами можег 5 быть зазор. Чтобы устранить неравномерность магнитной инд» кции мея»д» пакетом статора и постоянным маьчштом установлена ферромагнитная прокладка.

На чертеже показана электрическая маUlHHH, общ1III IIII 7,. ЭлектрнHескаll содержит два пакета 1 и 2 статора, ротор 3, с закрепленными на нем пакетами 4 и 5.

На активных поверхностях Hакетов 1 и 2 статора и 4 и 5 ротора выполнены концентрично расположен ыс относительно осн вращения и друг друга зубцы 6 — 9. Между пакетом 2 сгатора и магнитопроводяшим

l»0plI» co% 10 p2cllo70>I»c!I I oльцсобразпьiй постоянный магнит П. Между пакетом 2 .. атора и постоянным магнитом 11 установлено ферромагнитное кольцо 12. Обмотка

И статора имеет устройство И для регулирования тока, выполненное в впдс кон- 25 денсаторов, включенных последовательно 3 параллельные ветви обмотки. Опорами ротора при пусках в остановках служат кольца 15 -18, выполненные пз антифрикционного материала.

Магнитная стабилизация ротора осуществляется следующим образом.

Осевая стабилизация и стабилизация ротора 8 при перекосах относительно радиальных осей симметрии осуществляется рабочим полем обмотки 18 статора по рсзонансной схеме с помощью устройства 1 1 для регулирования тока. При смещении ротора 8 из центрального положения, напри- 4о Icp вниз магнитный поток со стороны .зерхнего пакета 1 статора будет возрастать, а

:.о стороны нижнего 2 — падать. Возш::каю.цая при этом центрирующая сила, равная разности сил прнтяя»ения к верхнему и 45 нижнему пакетам статоров, будет направлена вверх, стремясь возвратить ротор в центральнос положение, тем самым компенсируя вес и вертикальные нагрузки. Униполярный магнитный поток Ф от постоянного Go магнита 11 на стабилизацию ротора д по этим степеням свободы не оказывает существенного влияния, так как при осевом перемещении ротора 8 и при перекосах не происходит изменения интегральной магнитной 55 проводимости воздушного зазора для постоянного магнита 1.1 (при пренебреж:енпи краевыми эффектами).

Радиальная стабилизация ротора 8 осуществляется за счет смещения зубцов 7 и 8 60 пакетов 4 и 5 ротора относительно зубцов

5 и 9 пакетов 1 и 2 статора в результирую;цем магнитном поле воздушного зазора.

Возникающая при этом центрирующая сила стремится совместить оси зубцов стато- 6в ря и ротора, тем самым компенсируя радиальные нагрузки. Результирующее магнитное поле складывается пз рабочего магнитного потока обмотки статора и потока

I1I постоянного магнита 11, который, замыкаясь по магпитопроводу, образованному ферромагнитными корпусом 10, пакетами 1 и 2 статора и ротором д, проходит через рабочий воздушный зазор машины в одном направлении. Ферромагнитное кольцо 12 уменьшает неравномерность магнитной индукции по кольцсво vl) воздушному зазору.

Центрпрующая сила, возникающая прп радиальном смещении ротора за счет изменения магнитной проводимости возд».шного зазора, пропорциональна квадрату магнитной индукции результирующего поля воздушного зазора. Увеличение магнитной индукции в воздушном зазоре за счет». становкп постоянного магнита 11, например от

0,2 Т до 0,4 Т, приведет к увеличению центрирующей силы, а следовательно, и радиальной жесткости магнитной стабилизации примерно в 3 раза.

Как показывают расчеты, потребление электроэнергии при этом уменьшится примерно в 2 — 3 раза по сравнению с прототипом при равной жесткости радиальной магнитной стабилизации.

Таким образом, применение описанного устройства позволяет повысить надежность магнитной стабилизации ротора.

Формула изобретения

1. Электрическая машина с магнитной стабилизацией ротора, содержащая маги:Iтопроводящий корпус, пакеты статора:I ротора, на активных поверхностях которых выполнены зубцы, расположенные друг напротив друга и концентрично оси вращения, отличающаяся тем, что с целью повышения надежности стабилизации путем создания дополнительного униполярного потока B зазоре, в магнитопроводящем корпусе размещен постоянный магнит.

2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что постоянный магнит выполнен в вн(е кольца.

3, Машина по и. 1, отличающаяся тем, что постоянный магнит выполнен из огдельных сегментов.

4. Машина по пп. 1 и 3, отличающ а я с я тем, то между сегментами постоянного магнита имеется зазор.

5. Машина по пи. 1, 2, 3 и 4, о т л и ч а ющ а я с я тем, что ме кду пакетом статора и постоянным магнитом установлена ферромагнитная прокладка. (Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США № 3865442, кл. 308-10, 1975

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 454639, кл. Н 02 К 5/00, 1974.

660152

5 r

Составитель О. Клочков

Корректор И. Симкин»

Техред Л. Котова

Редактор Б. Герцен

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 313/512 Изд. № 290 Тираж 865 .Подписи:>е

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5