Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, а именно к конструкциям торцевых асинхронных машин с одним статором и двумя роторами. Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемого изобретения, состоит в повышении технологичности изготовления торцевой электрической машины, а также в повышении ее энергетических показателей при одновременном снижении материалоемкости. Данный технический результат достигается тем, что в торцевой электрической машине,...
Область деятельности(техники), к которой относится описываемое изобретение
Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к конструкции торцевых синхронных машин, работающих в режиме генератора или двигателя.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Известен беспазовый статор электрической машины, описанный в А.С. 278836, кл. Н 02 К 5/10, опубликованный в БИ №26, 1970 г. В нем, с целью упрощения технологии изготовления, активная часть выполнена в виде обмоточных модулей, состоящих из пакетов, набранных из чередующихся между собой проводников обмотки и отделенных слоем изоляции листовых ферромагнитных элементов, и лобовых частей. Пакеты установлены на ярме статора с помощью клиньев, выполненных заодно с ярмом, что не технологично при массовом производстве. Кроме того, снижены энергетические показатели машины, поскольку пакеты не фиксированы в радиальном направлении, что приводит к неравномерности активной длины магнитопровода.
Известна также торцевая бесконтактная электрическая машина (патент России 2076434, кл. Н 02 К 21/24, 27.03.97), содержащая два статора с обмотками, кольцевую обмотку возбуждения, установленную на неподвижном внешнем магнитопроводе, и ротор, состоящий из двух магнитоизолированных Р-полюсных систем, причем сердечники одной системы выполнены из магнитомягкой стали, сердечники другой системы выполнены из магнитомягких призматических брусков, по всем граням которых кроме граней, обращенных к статорам, прикреплены плоские постоянные магниты, а зубцы ротора, являющиеся магнитными шунтами для магнитов, размещены на боковых гранях брусков. Они расположены внутри двух магнитомягких колец, являющихся шунтами для магнитов, установленных на верхних и нижних гранях призматических брусков. Концентрация магнитного поля обеспечивает, по мнению авторов, уменьшение массы и габаритов машины.
Однако такая электрическая машина достаточно сложна конструктивно и нетехнологична при промышленном производстве. Размещение обмотки возбуждения на внешнем магнитопроводе приводит к увеличению габаритов машины и увеличенному расходу меди.
Наиболее близким к заявляемой машине является “Индукционный двигатель” (см. патент №2897387 от 28.07.59, опубликованный в United States Patent Office), (в дальнейшем - торцевая электрическая машина), содержащий торцевой статор в форме кольца и короткозамкнутый ротор в виде диска, установленный в подшипниках и обращенный рабочей поверхностью к статору, причем последний имеет множество разделенных немагнитным промежутком полюсов, обращенных рабочими поверхностями к ротору, имеющих постоянное поперечное сечение в осевом направлении, лист мягкого железа покрывает полюсы статора, выполняя одновременно и роль корпуса двигателя. Обмотка выполнена сосредоточенной и размещена в углублениях полюсов. Ротор может быть короткозамкнутым (короткозамкнутая обмотка выполнена в виде медного диска или медного покрытия на рабочей стороне ротора) или иной конструкции.
Недостатками этой торцевой машины являются низкие энергетические показатели, связанные с экранированием статорной обмотки листом мягкого железа и наличием сосредоточенной обмотки. Конструкция обмотки, требующая ее послойной укладки в углубления между полюсами, - нетехнологична в производстве. Недостаточное крепление обмотки статора в углублениях его магнитопровода снижает надежность машины.
rnrnrnrnrnrnrnrnrn
В основу изобретения положена задача создания торцевой электрической машины переменного тока технологичной в производстве с повышенными энергетическими показателями.
Поставленная задача решается тем, что в торцевой электрической машине, включающей статор с обмоткой и ротор в виде диска, установленный в подшипниках качения, согласно изобретению статор закреплен на одном из двух подшипниковых щитов машины и выполнен с залитыми компаундом автономным зубцовым слоем, распределенной обмоткой в виде обмоточных модулей и ярмом, навитым из стальной ленты, на упомянутом подшипниковом щите выполнен центрирующий поясок, на котором сцентрированы пластины обмоточных модулей, на диске ротора со стороны статора выполнены два центрирующих пояска, между которыми смонтированы постоянные магниты, закрытые полюсными наконечниками, имеющими форму пластины с уменьшающимся к краям сечением.
На фиг.1 изображена торцевая электрическая машина; на фиг.2 - обмоточный модуль.
Торцевая синхронная электрическая машина
Торцевая электрическая машина содержит статор 1, смонтированный на подшипниковом щите 2, и ротор 3, закрепленный на валу 4. Вал установлен в подшипниках 5 подшипниковых щитов 2 и 6. Статор 1 содержит ярмо 7, навитое из стальной ленты и сцентрированное на пояске 8 подшипникового щита 2 машины. Распределенная обмотка статора выполнена в виде обмоточных модулей 9, собранных из стальных пластин 10 (элементарные зубцы), разделенных слоями провода 11 (фиг.2). Слои провода 11 намотаны на пластины таким образом, что внизу пластины 10 остается свободная от обмотки ее часть, используемая для центрирования на пояске 8 подшипникового щита 2. Обмоточные модули 9 крепятся к ярму 7 и объединены в схему таким образом, что образуют распределенную трехфазную (или с иным количеством фаз) обмотку. Статор 1 в сборе залит компаундом 12. Ротор 3 (изображение А, фиг.1) содержит ярмо 13 в виде массивного диска из ферромагнитного материала. На ярме 13 ротора выполнены два пояска 14 и 15, между которыми сцентрированы магниты 16, зафиксированные полюсными наконечниками 17. Полюсные наконечники 17 имеют уменьшенное к краям полюсов сечение (фиг.3) для улучшения формы магнитного поля в зазоре машины. Ротор 3 закреплен на ступице 18, напрессованной на валу 4 машины. Вал 4 закреплен в подшипниках 5, установленных в подшипниковых щитах 2 и 6, смонтированных в корпусе 19. Использование распределенной обмотки в виде обмоточных модулей 9 уменьшает полезную массу и норму расхода активных материалов (электротехнической стали и обмоточной меди), позволяет существенно увеличить число пар полюсов машины (получить низкие частоты вращения 80-100 об/мин) и повышает надежность машины.
Для обеспечения равномерности воздушного зазора и повышения качества машины рабочие поверхности статора после установки в корпус машины подвергаются механической обработке.
Торцевая синхронная электрическая машина работает следующим образом
В режиме генератора при вращении ротора 3 с постоянными магнитами 16 в зазоре машины создается вращающееся магнитное поле, силовые линии которого, пересекая витки обмотки статора, наводят в каждой фазе статора переменную ЭДС. Форма ЭДС близка к синусоидальной за счет применения полюсных наконечников 17 с сечением, уменьшенным к краям, и распределенной обмотки статора. Постоянные магниты 16 выбраны таким образом, что при номинальной нагрузке генератора и заданном ее характере выходное напряжение равно номинальному. Фиксированная установка активных пакетов обмоточных модулей 9 и постоянных магнитов 16 ротора 3 на центрирующих поясках, соответственно 8, 14 и 15, обеспечивает концентричность всех элементов статора и ротора, заданную активную длину машины, расчетную величину ЭДС обмотки статора, а следовательно, и расчетные энергетические показатели машины (в том числе КПД, форму и величину выходного напряжения). Применение на роторе постоянных магнитов 16 вместо обмотки возбуждения упрощает конструкцию, уменьшает расход активных материалов, снижает эксплуатационные расходы. Частота выходного напряжения определяется частотой вращения ротора и количеством пар полюсов, которое практически не ограничено. Это позволяет применить прямой привод между первичным двигателем и генератором при практически любых частотах вращения приводного двигателя. Лобовые части обмотки статора и пространство между лобовыми частями и корпусом машины залиты компаундом 12 для уменьшения шумов и вибраций электромагнитного происхождения, увеличения диэлектрической прочности машины.
При работе машины в режиме двигателя ток, протекающий по обмотке статора 1, взаимодействует с магнитным потоком ротора 3 и создает вращающий момент. Фиксированное, соосное расположение активных пакетов обмоточных модулей 9 обмотки статора 1 и постоянных магнитов 16 ротора 3, гарантированное установкой их на центрирующих поясках (соответственно 8, 14 и 15), обеспечивает расчетное значение электромагнитного момента и КПД двигателя. Частота вращения ротора 3 определяется количеством пар полюсов и частотой питающего напряжения и может варьироваться в зависимости от типоразмера двигателя от 80 до 1500 об/мин.
Таким образом, технологичность машины существенно повышена за счет технологичной конструкции обмоточных модулей и упрощения сборки вследствие применения в конструкции центрирующих поясков, а энергетические показатели улучшены за счет использования распределенной обмотки, снижения радиальных и осевых погрешностей в статоре и роторе, достигаемого применением центрирующих поясков, что говорит о решении поставленной задачи.
rnrnrnrnrnrnrnrnrn
Формула изобретения
Торцевая электрическая машина, включающая статор с обмоткой, закрепленный в корпусе, обращенный рабочими поверхностями к двум дискообразным роторам, расположенным с двух сторон от статора, установленным в подшипниках качения, отличающаяся тем, что она содержит диск с штифтом и выступами, входящими в зацепление с пазами, выполненными в корпусе, статор выполнен из двух половин, в каждой из которых залит компаундом автономный зубцовый слой, распределенная обмотка в виде обмоточных модулей и ярмо, навитое из стальной ленты, установленных по разные стороны этого диска, причем с обеих сторон диска выполнены центрирующие пояски, на которых сцентрированы пластины обмоточных модулей, а на дисках двух роторов со стороны рабочих поверхностей статора выполнены по два центрирующих пояска, между которыми смонтированы постоянные магниты, полюсные наконечники которых имеют форму пластины с уменьшающимся к краям сечением.
Имя изобретателя: Встовский А.Л. (RU), Головин М.П. (RU), Головина Л.Н. (RU), Встовский С.А. (RU), Кузьмин С.С. (RU), Супей В.А. (RU) Имя патентообладателя: Красноярский государственный технический университет (КГТУ) Почтовый адрес для переписки: 660074, г.Красноярск, ул. Киренского, 26, КГТУ, Патентно-информационный отдел (ПИО) Дата начала отсчета действия патента: 24.07.2003
Разместил статью: admin
Дата публикации: 27-08-2005, 16:06
Изобретение относится к области электротехники и касается электрических машин, в частности униполярных машин (УМ) постоянного тока. Технический результат заявленного изобретения состоит в повышении долговечности УМ постоянного тока и ее рабочего напряжения без увеличения угловой скорости ротора, что, соответственно, обеспечивает возможность расширения области применения УМ постоянного тока. Данный технический результат достигается тем, что в УМ постоянного тока отсутствуют щеточные контакты, но...
Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам, и может быть использовано в электроэнергетических установках и системах электропривода. Машина содержит статор, на котором размещены распределенная якорная обмотка с лобовыми частями, закрепленная на несущем изоляционном цилиндре, наружный цилиндрический ферромагнитный экран, защищающий внешнее пространство от магнитного поля машины, боковые магнитнонепроницаемые дискообразные экраны, внешний корпус и ротор, который...
Никакого начала не было - безконечная вселенная существует изначально, априори как безконечное пространство, заполненное энергией электромагнитных волн, которые также существуют изначально и материей, которая состоит из атомов и клеток, которые состоят из вращающихся ЭМ волн.
В вашей теории есть какие-то гравитоны, которые состоят из не известно чего. Никаких гравитонов нет - есть магнитная энергия, гравитация - это магнитное притяжение.
Никакого начала не было - вселенная, заполненная энергией ЭМ волн , существует изначально.
То есть, никакой энергетической проблемы не решилось от слова совсем. Так как для производства металлического алюминия, тратится уймище энергии. Производят его из глины, оксида и гидроксида алюминия, понятно что с дико низким КПД, что бы потом его сжечь для получения энергии, с потерей ещё КПД ????
Веселенькое однако решение энергетических проблем, на такие решения никакой энергетики не хватит.
Вместо трудновыполнимых колец, я буду использовать,цилиндрические магниты, собранные в кольцевой пакет, в один, два или три ряда. На мой взгляд получиться фрактал 1 прядка. Мне кажется, что так будет эффективней, в данном случае. И в место катушек, надо попробывать бифиляры или фрактальные катушки. Думаю, хороший будет эксперимент.
Проблема в том, что человечество зомбировано религией, что бог создал всё из ничего. Но у многих не хватает ума подумать, а кто создал бога? Если бога никто не создавал - значит он существует изначально. А почему самому космосу и самой вселенной как богу-творцу - нельзя существовать изначально?
Единственным творцом материального мира, его составной субстанцией, источником движения и самой жизни является энергия космоса, носителем которой являются ЭМ волны, которыми как и полагается богу заполнено всё космическое пространство, включая атомы и клетки.
От углеводородов кормится вся мировая финансовая элита, по этому они закопают любого, кто покусится на их кормушку. Это один. Два - наличие дешевого источника энергии сделает независимым от правительств стран все население планеты. Это тоже удар по кормушке.
Вначале было то, что существует изначально и никем не создавалось. А это
- безграничное пространство космоса
- безграничное время протекания множества процессов различной длительности
- электромагнитная энергия, носителем которой являются ЭМ волны, которыми как и положено творцу (богу) материального мира, заполнено всё безграничное пространство космоса, из энергии ЭМВ состоят атомы и клетки, то есть материя.
Надо различать материю и не материю. Материя - это то, что состоит из атомов и клеток и имеет массу гравитации, не материя - это энергия ЭМ волн, из которых и состоит материя
Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, а именно к конструкциям торцевых асинхронных машин с одним статором и двумя роторами. Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемого изобретения, состоит в повышении технологичности изготовления торцевой электрической машины, а также в повышении ее энергетических показателей при одновременном снижении материалоемкости. Данный технический результат достигается тем, что в торцевой электрической машине,...
Изобретение относится к области электротехники и касается электрических машин, в частности униполярных машин (УМ) постоянного тока. Технический результат заявленного изобретения состоит в повышении долговечности УМ постоянного тока и ее рабочего напряжения без увеличения угловой скорости ротора, что, соответственно, обеспечивает возможность расширения области применения УМ постоянного тока. Данный технический результат достигается тем, что в УМ постоянного тока отсутствуют щеточные контакты, но...
Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам, и может быть использовано в электроэнергетических установках и системах электропривода. Машина содержит статор, на котором размещены распределенная якорная обмотка с лобовыми частями, закрепленная на несущем изоляционном цилиндре, наружный цилиндрический ферромагнитный экран, защищающий внешнее пространство от магнитного поля машины, боковые магнитнонепроницаемые дискообразные экраны, внешний корпус и ротор, который...
Никакого начала не было - безконечная вселенная существует изначально, априори как безконечное пространство, заполненное энергией электромагнитных волн, которые также существуют изначально и материей, которая состоит из атомов и клеток, которые состоят из вращающихся ЭМ волн.В вашей теории есть какие-то гравитоны, которые состоят из не известно чего. Никаких гравитонов нет - есть магнитная энергия, гравитация - это магнитное притяжение.
