Цилиндрическая линейная электрическая машина

 

Изобретение относится к области электротехники , а именно к цилиндрическим линейным электрическим машинам. Цель - повышение надежности за счет исключения шеточно-коллекторного узла. Цилиндрическая линейная электрическая машина состоит из индуктора и якоря II с секционированной обмоткой. Индуктор выполнен из внутренних частей 6, 7, расположенных на валу 8. Части 6, 7 представляют собой постоянные магниты с чередуюш,ейся в аксиальном и радиальном направлениях полярностью полюсов. Внешняя часть 2 индуктора является сердечником с т-фазной обмоткой 3. В зазоре между внешней 2 9 7S // fS fS и внутренними 6, 7 частями индуктора расположен якорь 11. Якорь 11 составлен из изолированных чередуюшихся вдоль машины ферромагнитных 18 и неферромагнитных 15 колец с пазами. Пазы на внутренней поверхности кольца 15 и пазы на внешней его поверхности расположены смежно. Оси каждой пары таких пазов смещены относительно одна другой на л D/mp, где D - внутренний диаметр расточки якоря II; р - число нар полюсов; m - число фаз. Кольцл 18 имеет аналогичные смежные пары пазов, расположенных на его внутренней поверхности . Пазы кольца 18 расположены по отношению к пазам кольца 15 так, чтобы паз на внешней поверхности кольца 15 совпада/ с пазом на внутренней noBi pxHOCTH кольца 18. Секционированная т-фазная обмотка 3 якоря 11 выполнена из короткозамкнутых секций, составленных из электропроводных колец и стержней. Шаг т-фазной обмотки 3 по оси машины равен |3т.„, где т„ - полюсное деление внутренних частей 6, 7 индуктора по длине машины; Р - относительное удлинение шага. 4 ил. % (Л 00 со О5 N3 оо -1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1396213

А1 (51)4 Н02К41 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3566337/24-07 (22) 24.03.83 (46) 15.05.88. Бюл. № 18 (71) Кировский политехнический институт (72) В. Т. Караваев (53) 621.313.333 (088.8) (56) Свечарник Д. В. Линейный электропривод. М.: Энергия, 1979, с. 50, рис. 3 — 2б. (54) ЦИЛИНДРИЧЕСКАЯ ЛИНЕЙНАЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА (57) Изобретение относится к области электротехники, а именно к цилиндрическим линейным электрическим машинам. Цель — повышение надежности за счет исключения щеточно-коллекторного узла. Цилиндрическая линейная электрическая машина состоит из индуктора и якоря 11 с секционированной обмоткой. Индуктор выполнен из внутренних частей 6, 7, расположенных на валу 8. Части 6, 7 представляют собой постоянные магниты с чередующейся в аксиальном и радиальном направлениях полярностью полюсов. Внешняя часть 2 индуктора является сердечником с m-фазной обмоткой 3. В зазоре между внешней 2 и внутренними 6, 7 частями индуктора расположен якорь 11. Якорь 11 составлен из изолированных чередующихся вдоль машины ферромагнитных 18 и неферромагнитных !5 колец с пазами. Пазы на внутренней поверхности кольца 15 и пазы на внешней его поверхности расположены смежно. Оси каждой пары таких пазов смещены относительно одна другой на л D/mp, где D — внутренний диаметр расточки якоря 11; р — число пар полюсов; m — число фаз. Кольцл 18 имеет аналогичные смежные пары пазов, расположенных на его внутренней поверхности. Пазы кольца 18 расположены по отношению к пазам кольца 15 так, чтобы паз на внешней поверхности кольца 15 совпадал с пазом на внутренней пов"рхности кольца 18. Секционированная m-фазная обмотка 3 якоря 11 выполнена из короткозамкнутых секций, составленных из электропроводных колец и стержней. Шаг m-фазной обмотки 3 по оси машины равен т„, где т„ — полюсное деление внутренних частей 6, 7 индуктора по длине машины; — относительное удлинение шага. 4 ил.

13962

Изобретение относится к электротехнике, а именно к цилиндрическим линейным электрическим машинам.

Цель изобретения — повышение надежности машины за счет исключения щеточно-коллекторного узла.

На фиг. 1 показана цилиндрическая линей40

55 ная электрическая машина, продольныи разрез; на фиг. 2 — ферромагнитные и неферромагнитные элементы якоря машины; на фиг. 3 — то же, поперечное сечение, и порядок расположения элементов якоря машины друг относительно друга вдоль оси машины; на фиг. 4 — секционированная короткозамкнутая трехфазная литая обмотка якоря.

Все обозначения на фиг. 1 — 4 показаны для двигательного режима работы линейной цилиндрической машины, выполненной следующим образом. В корпусе 1 (фиг. 1) запрессовапа шихтованная внешняя часть 2 индуктора, в пазах которого уложена m-фазная обмотка 3. В подшипниковых щитках 4 и 5 установлены внутренние части 6 и 7 индуктора на валу 8 посредством подшипников 9 и 10. Цилиндрический якорь 1! расположен в зазоре между внешней 2 и внутренними 6 и 7 частями индуктора.

Шток 12 соединяет якорь 11 с внешней нагрузкой и позволяет ем у перемещаться только в аксиальном направлении при помощи подшипников 13 и 14 скольжения, расположенных соответственно на выступах подшипниковых щитов 4 и 5 (фиг. 1). ! Якорь 11 составлен из изолированных чередующихся вдоль оси машины неферромагнитных колец 15 с пазами 16 на внутренней и пазами 17 на внешней поверхностях и ферромагнитных колец 18 с пазами 19 и 20 на внутренней поверхности. Пазы 16 и 17 (либо 19 и 20) расположены смежно. Оси каждой пары смежных пазов 16 и 17 (19 и 20) смещепы друг относительно друга на — —, где й)

tlat Р (> — внутренний диаметр расточки якоря 11;

m — число фаз; р — число пар полюсов.

Секционированная обмотка якоря 11 образована путем заливки алюминием пространства между неферромагнитными 15 и ферромагнитными 18 кольцами, которые выполняются из электропроводящего материала с целью использования их в качестве дополнительного активного проводника. Покрытие их окисью алюминйя позволяет уме ьшпть воздушный зазор машины и. ответственно, снизить мощность возбуждг )я и повысить КПД. Неферромагпп III I кольца 15 выполнены трех типов (фиг. 2) и отключаются раскрытием пазов. На гну гренней поверхности колец 18 могут IIII 1 в) полнены дополнительные па :)I I для ум: пиll:). Ilèÿ потока рассеяния в линейн )Й IIi).III гд!)н ц ской машине. Для noBblllIBIlIIl! ирочност) к шс грукции якоря 11

f0 !

35!

2 на дне пазов 16 и 17 могут быть выполнены радиальные впадины.

Обмотка якоря 11 состоит из электрически независимых контуров аха x а, byb ó b, czc z c и т. д., соединенных между собой по окружности якоря I! по схеме m-стороннего многоугольника, а их зажимы ах и с х, xb и у а, су и b z соединены электрически как между собой, так и с аналогичными зажимами контуров, уложенных последовательно вдоль оси машины с шагом рт.„(фиг. 4).

Внутренние части 6 и 7 индуктора могут быть выполнены неподвижными с электромагнитным возбуждение с соединением обмоток возбуждения последовательно с обмоткой 3 внешней части 2 индуктора и с синхронным изменением создаваемых ими магнитных полей, при этом изменение напряжения движения якоря 11 осуществляется изменение полярности внутренних частей

6 и 7 индуктора.

Так как основная часть обмотки якоря 11 находится в пазах имеющих раскрытие как верхней, так и нижней его частей, индуктивное сопротивление рассеяния обмотки незначительно.

Устройство работает следующим образом.

В двигательном режиме при подведении к m-фазной обмотке 3 внешней части 2 индуктора 3-фазного напряжения, создается вращающееся магнитное поле, которое создает в m-фазной обмотке якоря 11, где

m=3, токи на участках ах, ха ; by, yb ; cz, zc (фиг. 4), взаимодействующие с вращающимся магнитным полем внешней части 2 индуктора с р числом полбсов вдоль оси машины, в результате чего на фкорь 11 действует вращающий момент, компенсируемый его опорами, которые позволяют перемещаться ему в осевом направлении.

Токи участков ах, х а, by, у b, cz, z c m-фазной обмотки якоря 11 не создают вращающегося момента, так как они направлены параллельно магнитному полю внешней части 2 индуктора, однако взаимодействуют с магнитным полем внутренних частей 6 и 7 индуктора с 2р числом полюсов по оси машины. Так как участки контуров ах и х à, by и у Ь; cz и z c, обмотки якоря 11 и, соответственно, протекающие по ним токи сдвинуты относительно друг друга на угол рт, и находятся под полюсами разной полярности внутренних частей 6 и 7 индуктора, то силы, приложенные к проводникам ах, х а, by, у b, cz, z c и, соответственно, к штоку 12, складываются и направлены в одну сторону.

Принцип действия устройства в режиме генератора заключается в следующем.

При вращении внутренних разнополюсных частей 6 и 8 индуктора и создаваемых ими полей и переМещении в осевом направлении короткозамкнутой фазной об1396213

3 мотки якоря 11 в участках ах, х а, by, у b, cz, z c создаются переменные токи в частях аха х а, byb ó b, zc z с, создающие вращающееся магнитное поле, которое индуцирует в обмотке 3 внешней части 2 индуктора ЭДС.

Формула изобретения

Цилиндрическая линейная электрическая машина, содержащая индуктор и якорь с секционированной обмоткой, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности за счет исключения щеточно-коллекторного узла, индуктор состоит из двух частей, одна из которых, внутренняя, расположена на валу и выполнена в виде постоянных магнитов с чередующейся в аксиальном и радиальном направлениях полярностью полюсов, а другая, внешняя, — в виде сердечника с m-фазной обмоткой и неподвижно закреплена на корпусе, в зазоре между внешней и внутренней частями индуктора расположен цилиндрический якорь, составленный из изолированных чередую4 щихся вдоль оси машины ферромагнитных и неферромагнитных колец с пазами, неферромагнитные кольца имеют пазы на внутренней и внешней поверхностях и расположены смежно, оси каждой пары смежных пазов смещены одна относительно другой на, где D-внутренний диаметр расточ%()

ФИP ки якоря; m число фаз; р — число пар полюсов, ферромагнитные кольца имеют аналогичные смежные пары пазов на внутренней поверхности и расположены по отношению к пазам неферромагнитных колец так, чтобы паз на внешней поверхности одного кольца совпал с пазом на внутренней поверхности другого, секционированная m-фазная обмотка якоря выполнена из короткозамкнутых секций, составленных из электропроводных колец и стержней, а шаг

m-фазной обмотки по оси машины равен рт„, где т„— полюсное деление внутренней части индуктора по длине машины; р — относительное удлинение шага.

1396213

Составитель А. Костинский

Редактор А. Orap Техред И. Верес Корректор В. Бутяга

3aказ 976/54 Тираж 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! !3035, Москва. Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4