Электрическая машина постоянного тока

 

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащая якорь с обмоткой и индуктор с полюсами, часть которых выполнена из постоянных магнитов, а часть - электромагнитными, отличающаяся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования потока и снижения трудоемкости монтажа и транспортировки, Полюса электромагнитов выполнены П-образной формы и снабжены полюсными накоЛечниками , на ярмах полюсов установлены катушки обмотки возбуждения, а между электромагнитами установлены постоянные магниты, причем прилегаюш.ие друг к другу полюса электромагнитов и постоянных магнитов имеют одинаковую полярность .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„5U„„1119129 А зс511 Н 02 К 23/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3487414/24-07 (22) 07.09.82 (46) 15.10.84. Бюл. № 38 (72) Ю. И. Чучман и В. Д. Завгородний (71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола (53) 621.313.2 (088.8) (56) 1. Моментные двигатели постоянного . тока. Каталог фирмы «Jnland motors corporation», США, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР № 205126, кл. Н 02 К 23/04, 1963.

3. Паластин А. М. Электрические машины автономных источников питания. М., «Энергия», 1972, с. 45 — 46, 91. (54) (57) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА

ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащая якорь с обмоткой и индуктор с полюсами, часть которых выполнена из постоянных магнитов, а часть — электромагнитными, отличаюи аяся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования потока и снижения трудоемкости монтажа и транспортировки, полюса электромагнитов выполнены П-образной формы и снабжены полюсными накомечниками, на ярмах полюсов установлены катушки обмотки возбуждения, а между электромагнитами установлены постоянные магниты, причем прилегающие друг к другу полюса электромагнитов и постоянных магнитов имеют одинаковую полярность.

11!9!29

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использова.но в исполнительных и моментных двигателях постоянного тока, Известны исполнительные и моментные двигатели постоянного тока, содержащие индуктор, состоящий из 2р полюсов из магнитомягкого материала и установленных тангенциально между .ними источников магнитного потока чередующейся полярности в виде постоянных магнитов и якоря; с закрепленной на нем обмоткой (I).

Недостатками этих двигателей являются невозможность регулирования частоты вращения и формирования требуемых механи ческих характеристик путем управления магнитным потоком машины, применение специальных магнитных шунтов, обычно выполняемых в виде ферромагнитных плит или колец при монтаже, демонтаже и транспортировке машины в случае использования встраиваемой безвальной конструкции во избежание размагничивания постоянных магнитов, возможность- попадания в активную зону машины посторонних ферромагнитных предметов во время ее монтажа, необходимость применения для сборки и разборки машины специального немагнитного инструмента, Известна также и электрическая машина постоянного тока, содержащая якорь с обмоткой и индуктор из 2р плюсов чередующейся полярности, часть из которых выполнена магнитоэлектрическими из постоянных магнитов, а часть — электромагнитными в виде магнитомягких сердечников, охваченных обмоткой возбуждения (2!.

Недостатками такой электрической машины являются незначительная ширина диапазона регулирования магнитного поюка, равная отношению числа магнитоэлектрических полюсов к общему числу полюсов (обычно не превышает 1:3), что определяет диапазон регулирдвания частоты вращения якоря машины путем управления магнитным потоком и ограничивает возможности формирования механических харак-.. теристик, выполнение . машины только с волновой обмоткой, что объясняется различием величин магнитных потоков полюсов при отклонении тока возбуждения от номинальной величины; смещение физических нейтралей потоков относительно геометрических нейтралей системы возбуждения, при токах возбуждения, существенно отличающихся от номинальной величины, что приводит r. значительному ухудшению процесса коммутации и вследствие этого к повышенному электроэрозионному износу щеток и коллектора; необходимость установки массивных ферромагнитных шунтов, предназначенных для защиты машины от размагничивания и попадания посторонних ферромагнитных предметов в активную зону мацкины при ее монтаже и транспортировке, что увеличивает трудоемкость монтажа и транспортировки, а также приводит к излишним затратам стали на изготовление машины.

5 Наиболее близкой к предлагаемой является электрическая машина постоянного тока, содержащая якорь с обмоткой и индуктор с полюсами, часть которых выполнена из постоянных магнитов, а часть электромагнитными (3).

Недостатками этой электрической машины являются незначительная ширина диапазона регулмрования магнитного потока, обычно не кревышающая Отношения 1:2, что объясняется значительными техническими трудностями создания в приемлемых габаритах электромагнитов с магнитными характеристиками, лучшими или приближающимися к характеристикам современных постоянных магнитов, и насыщением магнитомягких полюсов, необходимость установки массивных ферромагнитных шунтов, - предназначенных для защиты индуктора от размагничивания постоянных магнитов и попадания посторонних ферромагнитных предметов в активную зону машины при ее монтаже и транспортировке, а также высокая трудоемкость монтажа и транспортировки, обусловленная наличием этих шунтов, или практически полная невозможность качественного монтажа безвальных

S0-машин при отсутствии шунтов из-за сильных односторонних магнитных притяжений индуктора к якорю.

Цель изобретения — расширение диапазона регулирования магнитного потока в

35 машине и снижение трудоемкости ее монтажа и транспортировки.

Поставленная цель достигается тем, что в электрической машине постоянного тока, содержащий якорь с обмоткой и индуктор с

40 полюсами, часть которых выполнена из постоянных магнитов, а часть — электромагнитными, полюса электромагнитов выполнены П-образной формы и снабжены полюсными наконечниками, на ярмах полюсов установлены катушки обмотки возбуждения, а между электромагнитами установлены постоянные магниты, причем прилегающие друг к другу полюса электромагнитов и постоянных магнитов имеют одинаковую поля ность.

so На фиг. 1 показана схема предлагаемой машины; на фиг. 2 — пути прохождения магнитного потока постоянных магнитов при обесточенных катушках обмотки возбуждения; на фиг. 3 — то же, прн токе возбуждения, отличающемся от номинального; иа фиг. 4 — то же, при номинальном токе

55 возбуждения.

Электрическая машина содержит индуктор с 2р полюсами чередующейся полярIII 9129 фиг. 5 ности; р постоянных магнитов !--4, П-образные сердечники электромагни 08 5 — 8, на ярмах которых установлены катушки обмотки возбуждения 9- — !2. Каждый из сердечников 5 — 8 снабжен двумя полюсными наконечниками 13 — -20. Внутри нндуктора размещен якорь 21 с закрепленной на нем обмоткой 22. Постоянные магниты I — 4 установлены таким образом, что направления их намагничивания при обходе по окружности индуктора совпадают. Катушки возбуждения могут быть соединены между собой последовательно-согласно или параллельно-согласно и подключены к постороннему регулируемому источнику тока. Каждая иэ катушек может быть подсоединена к отдельному автономно управляемому источнику. Каждая катушка может быть разделена на две, одна из которых подключается к постороннему источнику тока, а вторая — соединяется последовательно с якорной обмоткой.

Магнитные потоки, создаваемые постоянными магнитами 1 — 4, при отсутствии тока в катушках возбуждения 9 — 12 замыкаются по окружности индуктора, проходя по цепи, образованной магнитами — 4 и сердечниками электромагнитов 5 — 8 (фиг. 2). Для этого случая величина магнитного потока в рабочем воздушном зазоре, образованном наконечниками 13 — 20. и телом якоря 21, практически равна нулю. При подключении катушек возбуждения к источнику тока

OHH создают магнитные потоки, направленные встречно потокам постоянных магнитов

1 — 4. В случае, когда ток возбуждения меньше номинального тока, часть ма гнитного потока, создаваемого постоянными магнитами, как и в предыдущем случае, замыкается в магнитной цепи, образованной постоянными магнитами 1 — 4 н сердечниками электромагнитов 5 — 8, а часть потоков (фиг. 3) проходит по цепям, состоящим иэ постоянного магнита 1, 2, 3 или 4, сердечника 8, 5, 6 йли 7, полюсного наконечника 20, 14, 16 или 18, воздушного зазора, обмотки якоря 22, тела якоря 21, обмотки якоря 22, воздушного зазора, полюсного наконечника 13, 15, 17 илн 19. сердечника

5, 6, 7 или 8 и сердечника 5, 6, 7 или 8, полюсного наконечника 14, 16, 18 или 20, воздушного зазора, обмотки якоря 22, тела якоря 21, обмотки якоря 22, воздушного зазора, полюсного наконечника !3, 15, !7

2l или 19. При питании обмоток возбуждения номинальным током все потоки проходят по путям, описанным выше (фиг. 4), а величина магнитного потока, проходящего через каждый из полюсных наконечников, приблизительно равна сумме магнитных потоков, создаваемых постоянным магни-. том и электромагнитом.

Применение изобретения позволяет расширить диапазон регулирования магннт30 ного потока в зазоре машины.

1119129

Составитель С. Шутова

Редактор Л. Веселовская Техред И. Верес Корректор Л. Пилипенко

Заказ 7469/42 Тираж 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4