Вращающийся трансформатор

Изобретение относится к электротехнике, к вращающимся трансформаторам электрических машин, в частности для регулируемого электропривода для передачи электроэнергии от неподвижного источника переменного тока к вращающемуся электроприводу. Технический результат состоит в уменьшении магнитного сопротивления. Передача электроэнергии от неподвижного узла к вращающемуся осуществляется вращающимся трансформатором, содержащим магнитопроводы статора и ротора из кольцевых пакетов, соотносящихся по расточке статора магнитопровода через кольцевой воздушный зазор, с размещенными между смежными пакетами тороидальными обмотками переменного тока. Противоположные стороны кольцевых пакетов имеют замыкающие магнитопроводы. Для уменьшения магнитного сопротивления в переходах от кольцевого пакета к продольному и уменьшения магнитного шума кольцевые пакеты снабжены торцевыми нажимными кольцами с центрирующими кольцевыми канавками, разделены по окружности на сегментные пакеты из скрепленных между собой шихтованных листов, совмещенные с листами замыкающих пакетов, образуя Ш-образную форму, с равномерным распределением по окружности и установлены в кольцевых канавках торцевых нажимных колец. 2 ил.

 

Изобретение относится к вращающимся трансформаторам и может быть использовано в регулируемом электроприводе для передачи электроэнергии от неподвижного источника переменного тока к вращающемуся электроприводу. Известны вращающиеся трансформаторы с магнитопроводами и первичной обмоткой на статоре и с магнитопроводом и вторичной обмоткой на роторе по схеме конструкции вращающегося трансформатора на рис. 25.1 в книге Н.П. Ермолин. Электрические машины малой мощности. М.: Высшая школа, 1967, с.446, а также по авторскому свидетельству авторов Б.А. Батыгина и А.П. Дзюба, Кл. Н02К 24/00 №760323 от 28.03.78 г., №2594354, опубликованного 31.08.1980 г. Использование такой конструкции вращающегося трансформатора в качестве узла передачи электроэнергии от неподвижного источника к вращающемуся электроприводу сопряжено со значительным недостатком, так как амплитуда напряжения вторичной обмотки изменяется от угла поворота ротора. Это техническое решение принято за аналог. Техническое решение, наиболее близко относящееся к предлагаемому изобретению, описано в патенте «Асинхронная регулируемая машина», патент РФ №2380813 C1, 6 H02К 17/30 от 27.01.2010 г., принято за прототип. В прототипе передача электроэнергии от неподвижного узла к вращающемуся узлу осуществляется вращающимся трансформатором, содержащего магнитопроводы статора и ротора, выполненные из кольцевых пакетов, соотносящихся по расточке статора магнитопровода через кольцевой воздушный зазор, с размещенными между смежными пакетами тороидальными обмотками переменного тока, противоположные стороны кольцевых пакетов снабжены замыкающими магнитопроводами. Прототипу присущ недостаток: кольцевые пакеты соединяются между собой посредством продольных замыкающих пакетов, при этом в местах стыков кольцевых пакетов и замыкающих магнитопроводов образуются воздушные зазоры, что сопровождается высоким значением магнитного сопротивления в переходах от кольцевого пакета к продольному пакету и сопровождается высоким значением магнитного шума. Цель изобретения - устранение вышеприведенных недостатков конструкции вращающегося трансформатора. Указанная цель достигается тем, что кольцевые пакеты снабжены торцевыми нажимными кольцами с центрирующими кольцевыми канавками, обращенными к кольцевым пакетам, разделены по окружности на отдельные сегментные пакеты, составленные из скрепленных между собой шихтованных листов, совмещенные с шихтованными листами замыкающих пакетов, образуя Ш-образную форму, с равномерным распределением по окружности и установленные в кольцевых канавках торцевых нажимных колец. Шихтованные сегментные пакеты ротора выполнены по радиальной высоте меньше высоты тороидальных обмоток и снабжены по ширине каждого пакета дополнительными шихтованными кольцевыми пакетами из листовой электротехнической стали. Отличительными признаками предлагаемого изобретения являются: разделение кольцевых пакетов на отдельные плоские шихтованные сегменты, совмещение шихтованных листов кольцевых сегментов с шихтованными листами замыкающих пакетов, образуя Ш-образную форму; снабжение кольцевых пакетов торцевыми нажимными кольцами с внутренними центрирующими кольцевыми канавками, установка и закрепление плоских сегментов в торцевых нажимных кольцах. Предложение соответствует критерию существенные отличия, так как из известного перечня информации, установленного нормативным документом (П. 2 «Правила составления, подачи и рассмотрения заявки на выдачу патента на изобретение»), технические решения с признаками, подобными заявленным, не обнаружены. На фиг. 1 изображена конструктивная схема вращающегося трансформатора, на фиг. 2 - сечение А-А.

Вращающийся трансформатор включает магнитопровод статора 1 с тороидальными фазными обмотками 2, кольцевые пакеты 3, замыкающий магнитопровод 4, торцевые нажимные кольца 5, центрирующие кольцевые канавки 6, сегментные пакеты 7 (фиг. 2), внешний корпус 8, кольцевой воздушный зазор 9, магнитопровод ротора 10 с тороидальными фазными обмотками 11, кольцевые пакеты 12, замыкающий магнитопровод 13, дополнительные шихтованные кольцевые пакеты 14, торцевые нажимные кольца 15, центрирующие кольцевые канавки 16, сегментные пакеты 17 (фиг. 2), вал 18, подшипниковые опоры 19, входные клеммы 20, выходные клеммы 21. Устройство работает следующим образом. При подаче напряжения в тороидальные обмотки 2 током каждой фазы создается пульсирующий магнитный поток, который замыкается по магнитопроводу, образованному смежными кольцевыми пакетами магнитопровода статора 1, ротора 10 и замыкающими магнитопроводами 4, 13. Этот магнитный поток наводит эдс в каждой фазе тороидальных обмоток 11 ротора с частотой тока, равной частоте тока обмоток статора. Вращение ротора не влияет на значение частоты тока ротора, так как индукция в воздушном зазоре по окружности ротора имеет одинаковое значение и не зависит от угла поворота ротора. Вращающий момент, создаваемый взаимодействием токов обмоток статора и ротора, отсутствует (равен нулю).

Вращающийся трансформатор, содержащий магнитопроводы статора и ротора, выполненные из кольцевых шихтованных пакетов электротехнической стали, соотносящиеся по расточке статора через кольцевой воздушный зазор, с размещенными между смежными пакетами фазными тороидальными обмотками переменного тока, с входными и выходными клеммами, с плоскими шихтованными пакетами, замыкающими противоположные стороны кольцевых пакетов, отличающийся тем, что кольцевые пакеты снабжены торцевыми нажимными кольцами с центрирующими кольцевыми канавками, обращенными к кольцевым пакетам, разделены по окружности на отдельные сегментные пакеты, составленные из шихтованных листов, совмещенные с шихтованными листами замыкающих пакетов, образуя Ш-образную форму, с равномерным распределением по окружности и установлены в кольцевых канавках торцевых нажимных колец, шихтованные сегменты пакетов ротора выполнены по радиальной высоте меньше высоты тороидальных обмоток и снабжены по ширине каждого пакета дополнительными шихтованными кольцевыми пакетами из листовой электротехнической стали.