CS202698B1 - Magnetický obvod elektrického stroje - Google Patents

Description

Vynález se týká magnetického obvodu elektrického stroje, složeného nejméně z jedné sekce.

V magnetiokýoh obvodech elektrických strojů vznikají vedle hysterezníoh ztrát působením střídavého přemagnetovávání vířivé ztráty v železe. Jedná-li se o základní raagnetioký tok elektrického stroje, hovoří se o základních ztrátách v železe. Vznikájí-li pulzaoe magnetického toku vlivem vyšších harmonických vln elektrického stroje, hovoří se o ztrátách v železe od vyššíoh harmonických, neboli o přídavných ztrátách. Tyto ztráty vznikají v elektrickém stroji jak při chodu naprázdno, tak při zatížení.

Ke snížení těchto ztrát se magnetické obvody elektrických strojů skládají z tenkých, vzájemně izolovaných plechů tlouštky 0,35 až 0,7 mm. Vířivé ztráty jsou pak přímo úměrný tloušťce plechu a čtverci indukce a kmitočtu.

Vlivem reakce vířivých proudů dochází k vytlačení magnetického toku ke krajům jednotlivých plechů, kde vzniká největší část vířivých ztrát. I u tohoto řešení jsou však ztráty dosti veliké, dosahují u asynchronních strojů hodnoty 1 až 5 % jmenovitého výkonu a jsou srovnatelné se ztrátami ve vinutích statoru i rotoru.

Ztráty v železe jsou ještě více sníženy u magnetického obvodu podle vynálezu tím, že alespoň jedna krajní část každé sekce má vůči střední části odlišné magnetické a/nebo

202 898 elektrické vlastnosti.

Vynálezem doeahuje se snížení ztrát, a to nejen u Ustáných magnetických obvodů, ale i u magnetickýoh obvodů z plného materiálu, čímž se dosahuje vyšší využitelnosti aktivních materiálů a tím zvýšení výkonů elektrickýoh strojů při stejných rozměrech. Vynález umožňuje dosažení požadovaného výkonu zejména u vysokootáčkových strojů, kde uvedené ztráty způsobují nadměrné oteplení především rotorů a limitují tak výkon stroje.

přiložených výkresů, na nichž na obr. 1 je sohematioky znázorněn plech magnetického obvodu a na obr. 2 je znázorněna závislost velikosti vířivýoh ztrát na míře nehomogennosti magnetického obvodu. Plech χ na obr. 1, znázorněný v příčném řezu ve zvětšeném měřítku, vykazuje v levé krajní části 2 měrnou elektrickou vodivost ·,» permeabilitu ₁ a má tloušťku Δ y^, která sahá e& k čárkované čáře.

Střední Část 2 plechu χ o tloušťceΔ y₂» sahající až k další čárkované čáře, vykazuje základní elektrickou vodivost <£ ₂ ^a základní permeabilitu /U, g. Pravá krajní část X plechu X o tloušťceΔ y^ vykazuje měrnou elektrickou vodivost a permeabilitu Tloušťka Δ y1 levé krajní části 2 a tloušťka Δ y-j pravé krajní části X jsou stejné a byla pro výpočet volena podle zkušeností ve výši 0,8 b, přičemž tloušťka oelého plechu X je rovna 2 b. Poměr (?.,/ ,^2 ^steí^aý Jako poměrj/ ^2 a označíme jej o. Poměr ₁/_z4₂ 3® stejný jako poměry3//1/2 ^{a oana}6íme jej D.

Výpočtem vířivých ztrát u takového pleohu X lze dojit k závislostem, které jsou znázorněny na obr. 2 pro případ, kdy magnetický obvod je buzen kmitočtem f 1 200 Hz a indukce vyšší harmonické vlny je rovna B_r = 0,5 T. Při poměru o 1 a D » 1 dostaneme poměry, které jsou v normálním pleohu se stejnými vlastnostmi ve směru jeho tloušťky.

Z obr. 2 je patrné, že v technicky realizovatelných poměrech může dojít k poklesu vířivých ztrát až asi na 50 %. Ke snížení ztrát doohází jak při zhoršováni, tak také při zlepšování elektrických a magnetických vlastností levé krajní části 2 a pravé krajní části X, jen v určité úzké oblasti dochází ke zvýšení ztrát a proto je nutno parametry levé krajní části 2 a pravé krajní části X volit tak, abyohom se zvýšení ztrát vyvarovali, což z praktického hlediska není obtížné.

Vlastnosti levé krajní části 2 a pravé krajní části X je možno vůči střední části 2 změnit již při výrobě pleohu X, nebo je možné pleohy X střídat s fóliemi o jiných elektrickýoh a/nebo magnetickýoh vlastnoateoh, než mají plechy X, které mají elektrloké spojení vždy jen s jedním plechem χ.

U elektrického stroje, kde se dosud používalo magnetickýoh obvodů z plného materiálu, zejména u rotorů, rozdělí se magnetický obvod na silnější sekce, upravené podle vynálezu.

Snížení plnění železa ve stroji lze částečně kompenzovat využitím levé krajní Části 2, a/nebo pravé krajní části χ jako částečné izolace, u fólií vkládaných mezi

202 osa plechy χ, provedených z hliníku nebo mědi, lze použít jednostranné izolace kysličníkem.

Claims (4)

1. Magnetický obvod elektrického stroje, složený nejméně z jedné sekce, vyznačující se tím, že alespoň jedna krajní část (2,4) každé sekce má vůči střední části (3) odlišné magnetické a/nebo elektrické vlastnosti.

2. Magnetický obvod podle bodu 1, vyznačující se tím, že sekce jsou tvořeny plechy (1) ne homogenní ohmagne ti okých a/nebo elektrických vlastností ve směru tlouštky plechu (1).

3. Magnetický obvod podle bodu 2, vyznačující se tím, že krajní části (2,4) plechů (1) mají magnetické a/nebo elektrické vlastnosti odlišné od vlastností střední části (3) plechů (1).

4. Magnetický obvod podle bodu 1, vyznačující se tím, že sekce jsou tvořeny plechy (1), mezi něž jsou vloženy fólie odlišných magnetických a/nebo elektrických vlastností, mající elektrické spojení vždy jen β jedním plechem (1) a od druhého plechu (1) odizolované.