CS228255B1

CS228255B1 - Synohronic toothed electric machine

Info

Publication number: CS228255B1
Application number: CS685181A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Prof Dr In Provaznik
Original assignee: Frantisek Prof Dr In Provaznik
Priority date: 1981-09-17
Filing date: 1981-09-17
Publication date: 1984-05-14

Abstract

Vynález spadá do oboru el. strojá toči- výoh a řeěí problém konstrukčního uspo řádání synobronního zubového el. stroje opatřeného kotoučovým rotorem a perma nentním magnetem tak, že praoovní magne- tioký tok buzený oívkami neprochází hmotou permanentního magnetu, přičemž buzený magnetioký tok i stejnosměrný magnetioký tok permanentního magnetu prooházejí vzduohovými mezerami mezi radiálními drážkami póíovýoh náetavoů statoru a rotoru.The invention falls into the field of rotating electric machines and solves the problem of the structural arrangement of a sine wave gear electric machine equipped with a disk rotor and a permanent magnet in such a way that the alternating magnetic flux excited by the coils does not pass through the mass of the permanent magnet, while the excited magnetic flux and the direct magnetic flux of the permanent magnet pass through the air gaps between the radial grooves of the stator and rotor pole pieces.

Description

Vynález se týká synchronního zubového elektrického stroje s rotorem, s cívkami na drážkami opatřených pólových nástavcích svazků statorových plechů a s permanentním magnetem,BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a synchronous geared electric machine with a rotor, with coils on grooves provided with stator plate bundle poles and a permanent magnet.

U synchronních zubových elektrických strojů se používá válcového rotoru s dvou nebo vícepólovým permanentním magnetem, Jejich nevýhod·»je velká setrvačná hmotnost rotorů,a tím je dán i poměrně nízký počet obrátek synchronního motoru* Kromě toho nelze používat shodné konstrukce synchronního motoru pro synchronní generátor,In synchronous gear machines, a cylindrical rotor with two or more pole permanent magnets is used. Their disadvantage is the high inertia of the rotors, which results in a relatively low number of rotations of the synchronous motor.

V technické praxi se používají sice elektrické stroje s kotoučovým rotorem, například indukční motory, stroje na stejnosměrný proud, krokové motory s magnetizací pracovním proudem apod., u nichž byl těžký rotor nahrazen lehkým kotoučovým rotorem, dosud však nebylo kotoučového rotoru u synchronních elektrických strojů použito.In technical practice, although electric disc machines are used, such as induction motors, direct current machines, stepper motors with operating current magnetization, etc., in which the heavy rotor has been replaced by a light disc rotor, the disc rotor has not yet been used in synchronous electric machines. .

Účelem vynálezu je použít méně hmotného rotoru i u synchronních zubových elektrických strojů a upravit jejich konstrukci tak, aby ji bylo možno použít jak pro synchronní motor, tak i synchronní generátor, čehož se podle podstaty vynálezu docílí tím, že na magneticky nevodivém žebru na náboji hřídele rotoru kotoučového tvaru je nasazen magnetický vodivý prstenec opatřený radiálními drážkami, umístěný mezi párem rovněž radiálními drážkami opatřených pólových nástavců vytvořených segmenty mezikruží o stejném vnitřním i vnějším průměru jako průměry prstence rotoru, upevněných na vnitřních stranách delších ramen páru svazků statorových plechů tvaru písmene L, přivráceného delšími rameny k hřídeli a kratšími rameny k sobě navzájem, přičemž mezi páry indukčních cívek nasazených na pólových nástavcích je při obvodu statoruThe purpose of the invention is to use a less massive rotor even in synchronous gear electric machines and to adapt their construction so that it can be used for both a synchronous motor and a synchronous generator, which according to the invention is achieved by providing a magnetically nonconductive rib on the rotor shaft hub a circular conductive ring provided with radial grooves is disposed between a pair of radial grooves provided with pole extensions formed by annular segments of the same inner and outer diameter as the rotor ring diameters mounted on the inner sides of the longer arms of a pair of L-shaped stator plate bundles facing longer the arms to the shaft and the shorter arms to each other, with between the pairs of induction coils mounted on the pole pieces at the periphery of the stator

- 3 228 235 upevněn radiálně magnetizovaný permanentní magnet prstencového tvaru.- 3,228,235 mounted a radially magnetized permanent magnet of annular shape.

Synchronní zubový elektrický stroj podle vynálezu může pracovat jako motor i jako generátor. V motorovém provozu může pracovat ve třech režimech, a to s konstantními, přesně nastavitelnými Otáčkami nezávisle na zatížení, s regulovatelnými otáčkami v širokém rozsahu a v krokovém chodu, v němž se převádí Číselná hodnota na polohovou veličinu. V generátorovém provozu pracuje s konstantním nebo proměnlivým kmitočtem.The synchronous electric gear machine according to the invention can operate both as a motor and as a generator. In motor operation, it can operate in three modes, with constant, precisely adjustable speed independent of load, adjustable speed over a wide range, and in a stepwise operation in which the numerical value is converted into a positional variable. In generator operation, it operates at a constant or variable frequency.

Příklad provedení podle vynálezu je dále popsán pomocí výkresů, z nichž je na obr. 1 synchronní zubový elektrický stroj v osovém řezu a na obr„ 2 jeho statorová část v řezu A-A.An exemplary embodiment of the invention is further described by means of the drawings, in which Fig. 1 shows a synchronous gear electric machine in axial section and Fig. 2 its stator part in section A-A.

Svazky 1, 2 statorových plechů tvaru písmene L jsou přivráceny delšími rameny k hřídeli 23 a kratšími rameny k sobě navzájem. Na vnitřních stranách delších ramen svazků 1, 2_ jsou pólové nástavce 3, 4 segmentového tvaru zhotovené z ferromágnetického plochého pásku navinutého do tvaru mezikruží a po vytvrzení nařezaného do potřebného počtu segmentů. Na pólových nástavcích 3» 4 jsou nasazeny indukční cívky 11, 12, mezi nimiž je při obvodu statoru zasazen permanentní radiálně polarizovaný magnet 7 tvaru mezikruží. Svazky 1, 2 statorových plechů jsou uloženy ve víkách 13, 14 spojených svorníky 31, které procházejí oky 13 a 16. Valívá ložiska 21, 22 nasazená na hřídeli 23 jsou uložena v komůrkách 17, 18 vík 13, 14»The L-shaped stator sheet bundles 1, 2 are facing the shaft 23 and the shorter arms toward each other. On the inner sides of the longer arms of the bundles 1, 2, the pole extensions 3, 4 are segment-shaped made of a ferromagnetic flat strip wound in the shape of an annulus and after curing cut into the necessary number of segments. Induction coils 11, 12 are mounted on the pole pieces 3, 4, between which a permanent radially polarized magnet 7 in the form of an annular ring is inserted at the periphery of the stator. The stator plate bundles 1, 2 are housed in lids 13, 14 connected by bolts 31 that extend through lugs 13 and 16. The roller bearings 21, 22 mounted on the shaft 23 are housed in chambers 17, 18 of lids 13, 14 »

Náboj 24 hřídele 23 je osazen magneticky nevodivým žebrem 34, na němž je rotorový prstenec 26 navinutý z ferromagnetichého plochého pásku, slepeného a vytvrzeného do tvaru mezikruží. Prstenec 26 je opatřen radiálními drážkami 27, 28 stejně jako strany pólových nástavců 3,4 přivrácené k prstenci 26, přičemž vnitřní i vnější průměry prstence 26 a segmentů pólových nástavců 2» £ 3^S0U shodné.The hub 24 of the shaft 23 is fitted with a magnetically non-conductive rib 34 on which the rotor ring 26 is wound from a ferromagnetic flat ribbon, glued and cured to form an annulus. The ring 26 is provided with radial grooves 27, 28 as well as the sides of the pole pieces 3,4 facing the ring 26, wherein the inner and outer diameters of the ring 26 and the segments of the pole pieces 28 and ^{30 are} identical.

Magnetický rok pracovního vinutí buzený indukčními cívkami 11, 12 se uzavírá ferromagnetickým obvodem vytvořeným svazky 1, 2 statorových plechů, pólovými nástavci 2» £» vzduchovouThe magnetic year of the working winding excited by the induction coils 11, 12 is closed by a ferromagnetic circuit formed by the bundles 1, 2 of the stator plates, the pole pieces 2 »£»

228 2S5 mezerou mezi statorovými a rotorovými zuby a prsténcem 26 rotoru, jak je čárkovaně naznačen. Magnetický rok permanentního radiálně polarizovaného magnetu 7 se uzavírá od jednoho pólu, například přivráceného k rotoru, přes vzduchovou mezeru, prstenec 26 kotoučového rotoru, zuby prstence 26, vzduchovou mezerou, zuby pólových nástavců 3, 4 a, svazky 1, 2 statorových plechů k opačnému pólu magnetu 7, jak je vyznačeno čerchovaně.228 2S5 the gap between the stator and rotor teeth and the rotor ring 26 as indicated by dashed lines. The magnetic year of the permanent radially polarized magnet 7 closes from one pole, for example facing the rotor, through the air gap, the disc 26 of the disc rotor, the teeth of the ring 26, the air gap, the teeth of the pole pieces 3, 4a, the stator plate bundles 1, 2 the pole 7 of the magnet 7, as shown in dotted lines.

Magnetický tok vybuzený pracovním proudem v cívkách 11, neprochází hmotou permanentního magnetu 7· Stejnosměrný magnetický tok vybuzený permanentním magnetém má svůj oběh, avšak společně procházejí statorovými svazky 1, 2, pólovými nástavci 3, 4; a vzduchovými mezerami mezi statorem a rotorem,The magnetic flux excited by the working current in the coils 11 does not pass through the mass of the permanent magnet 7 The direct magnetic flux excited by the permanent magnet has its circulation, but together they pass through the stator beams 1, 2, the pole pieces 3, 4; and air gaps between stator and rotor,

V porovnání s elektrickými stroji s válcovým rotorem je kotoučové provedení podle vynálezu 2,5 až 3 krát lehčí, rotující část nepotřebuje údržbu a hodí se tedy zejména jako automobilní alternátor a ve výstroji letadel.Compared to cylindrical rotor electric machines, the disc embodiment of the invention is 2.5 to 3 times lighter, the rotating part is maintenance-free and is therefore particularly suitable as an automobile alternator and aircraft equipment.

Claims

SCOPE OF THE INVENTION

228 2SS

A synchronous geared electric machine with a rotor, with coils on grooves provided with stator plate bundle poles and a permanent magnet, is characterized in that a magnetically conductive ring is mounted on the magnetically non-conducting rib (34) on the hub (24) of the disc-shaped rotor shaft (23). (26) provided with radial grooves (27 »28) positioned between a pair of radial grooves (5» 6) provided with pole extensions (3 »4) formed by segments of annular ring of the same inner and outer diameter as the rotor ring diameters (26) fixed on the inner sides the longer arms of the pair of L-shaped stator plate bundles (1, 2) facing the shaft (23) with the longer arms and the shorter arms to each other, wherein between the pairs of induction coils (11, 12) mounted on the pole pieces (3, 4) a radially magnetized annular permanent magnet (7) is mounted at the periphery of the stator ru »