Бесконтактная синхронная электрическая машина

 

22034I

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 08.Н1.1966 (№ 1089894/24-7) Кл. 21(1- 1

21d-, 6, 01 с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 28. т"1.1968. Бюллетень ¹ 20

Дата опубликования описания З.Х.1968

МПК Н 02k

Н 021

УДК 621.313 392.072.2 (088.8) Комитет по делаю изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

Б. Н. Гомберг, Л. М. Чумак и В. А. Стрижак

Заявитель

БЕСКОНТАКТНАЯ СИНХРОННАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА

Известны бесконтактные электрические машичы с двумя магнитно изолированными пакетами статора и двумя согласно включенными полюсными системами на роторе, одна из которых содержит кольцевой постоянный магнит, а другая — кольцевую обмотку возбуждения, размещенную на дополнительном магнитопроводе.

Конструктивно предложенная машина отличается тем, что пакет статора и соответствуюшая ему полюсная система ротора, содержащая постоянный магнит, имеют меньшее сечение магнитопровода, чем у пакета статора и полюсной системы с обмоткой возбуждения, а дополнительный магнитопровод, несущий эту обмотку, выполнен в виде обхватывающей ее обоймы из двух разъемных частей.

Это позволяет снизить регулировочную мощность.

На чертеже представлен конструктивный вариант машины, продольный разрез.

Ротор имеет кольцевой постоянный магниг

1, намагниченный в осевом направлении, к торцовым сторонам которого примыкают полюсные шайбы 2 и 8 с когтеобразными выступами. Полюсная система с постоянным магнитом расположена в расточке пакета 4 статора. Полюсная шайба 8 и постоянный магнит 1 отделены от вала 5 немагнитной втулкой 6, которая выполняется, например, заливкой выточки вала алюминиевым сплавом или другим немагнитным материалом. Полюсная шайба 2 укреплена непосредственно на валу 5 из магнитной стали.

Одна из групп когтеобразных выступов шайбы 3 направлена в сторону постоянного магнита 1, а другая — в противоположную сторону. Число выступов в обеих группах одинаково и определяется необходимым числом полюсов машины, Оси выступов обеих групп совпадают. Сечение и рабочая поверхность (поверхность в расточке статора) выступов группы, обращенной к магниту 1, меньше, чем у выступов другой группы. Это объясняется тем, что магнитный поток, проходящий через каждую группу выступов, неодинаков, и разница в величине тем больше, чем больше необходимая глубина регулирования потока возбуждения.

2о На выступах, направленных в сторону, противоположную магтшту I, укреплена группа аксиально расположенных выступов 7 при помощи немагнитного материала, например, путем приварки немагнитной сталью. Конфигурация и сечение выступов 7 соответствуют размерам когтеобразных выступов полюсной шайбы 8.

Выступы 7 заканчиваются кольцевой частью. Между валом 5 и кольцевой часть.о

30 расположена обойма, состоящая из двух эле220341 ментов 8 и 9. Внутри обоймы размещена об. мотка возбуждения 10. Обойма выполнена из магнитной стали и отделена от выступов 7 и вала 5 концентричными воздушными зазорами.

Статор машины состоит из двух пакетов 4 и 11, набранных из листов электротехнической стали и разделенных немагнитной прокладкой 12. Прокладка расположена против полюсной шайбы 8. В статоре уложена единая якорная обмотка 18.

Для увеличения глубины регулирования потока возбуждения необходимо, чтобы магнитный поток,,проходящий по регулируемому магнитопроводу, расположенному в расточке пакета 11 статора был больше, чем магнитный поток магнитопровода в расточке пакета

4. При выбранном значении магнитного потека Ф„„от постоянного магнита, замыкающегося в пакете 4, магнитопровод (пакет 4— полюсный наконечник и когтеобразные выступы полюсной шайбы 8, обращенные к постоянному магниту 1) находится вблизи точки насыщения, а магнитопровод с потоком Ф,„, протекающим через пакет 11, — не насыщен.

Соотношение размеров магнитопроводов зависит от заданной глубины регулирования потока возбуждения, оптимальная величина которой для данной машины находится в диапазоне 1,6: 2,2. Так как обе полюсные системы включены параллельно, то магнитные потоки Ф„ „и Ф,"„создают в обмотке I18 статора э.д.с. одного знака.

Когда обмотка возбуждения 10 обесточена, а постоянный магнит намагничен, имеются следующие основные магнитные потоки:

Ф„ „— полезный нерегулируемый магнитный поток, создаваемый постоянным магнитом 1 и проходящий в пакете

4 статора;

Ф„"„— полезный регулируемый магнитный поток, создаваемый магнитом 1 и проходящий в пакете 11 статора.

Таким образом, в предложенной электрической машине магнитный поток постоянного магнита разделяется на два потока: регулируемый и нерегулируемый. Дополнительный регулируемый магнитопровод, создающий путь для магнитного потока Ф „, составляется из выступов полюсной шайбы 8, пакета 11 статора, выступов 7, обоймы с элементами 8 и 9 и вала 5. В него также входят воздушные зазоры между обоймой и валом 5 с одной стороны и между обоймой и группой выступов

7 — с другой.

Когда обмотка возбуждения 10 обтекается постоянным током, то по элементам 8 и 9 обоймы протекает магнитный поток Ф, . При этом величина магнитного потока Ф„,„ начинает уменьшаться, так как магнитное сопротивление элементов 8 и 9 обоймы из-за их насыщения увеличивается. При некоторой величине н. с. обмотки возбуждения 10 магнитное сопротивление обоймы возрастет настолько, что магнитный поток Ф„„ станет практически равным нулю. Магнитный поток Ф„„ при этом изменится незначительно, так как магнитопровод, по которому он протекал, насыщен.

Следовательно, если при обесточенной обмотке возбуждения 10 полный поток возбуждения машины равен сумме магнитных потоков Ф„, и Ф„,„, то при максимальной н. с. обмотке возбуждения он равен только Ф, „.

20 Таким путем достигается регулирование потока возбуждения машины.

Благодаря предлагаемой конструкции при полной нагрузке машины необходима минимальная н, с. обмотки возбуждения, т. е. машина имеет к. и. д., практически равный к. п. д. машины с чисто магнитным возбуждением. Максимальная н. с. обмотки возбуждения необходима при малой нагрузке или холостом ходе машины, следовательно, при этом к. и. д. не уменьшается.

Магнитный поток Ф, протекает в основном по стали, так как магнитным сопротивлением стыков элементов 8 и 9 можно пренебречь, 35 а других воздушных зазоров на пути магнитного потока Ф, нет. Длина средней силовой линии магнитного потока Ф, весьма незначительна. При этом величина н. с. обмотки возбуждения 10, а следовательно, ее вес и по40 требляемая мощность невелики.

Предмет изобретения

Бесконтактная синхронная электрическая

45 машина с двумя магнитно изолированными пакетами статора и двумя согласно включенными полюсными системами на роторе, одна из которых содержит постоянный магнит, а другая — кольцевую обмотку возбуждения, 50 размещенную на дополнительном магнитопроводе, отличающаяся тем, что, с целью сниже. ния регулировочной мощности, пакет статора и соответствующая ему полюсная система ротора, содержащая постоянный магнит, имеют

55 меньшее сечение магнитопровода по сравнению с магнитопроводом другого пакета ста1ора и полюсной системы, содержащей обмотку возбуждения, и дополнительный магнитопровод, несущий эту обмотку, выполнен и

60 виде обхватывающей ее обоймы, состоящей из двух разъемных частей.

22034!

4 фмп

Составитель В. Ратайко

Редактор Н. Герник

Корректор А. П. Васильева

Техред Л. Я. Левина

Типография, пр. Сапунова 2

Заказ 2559/4 Тираж 530 Подписное

ЦНЕИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Бесконтактная синхронная электрическая машина Бесконтактная синхронная электрическая машина Бесконтактная синхронная электрическая машина 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электромеханики и предназначено для применения в системах бесконтактного возбуждения синхронных электрических машин - турбогенераторов, синхронных компенсаторов - с вращающимся управляемым полупроводниковым выпрямителем
Наверх