NO160134B - Fremgangsmaate for fremstilling av para-acyloksbenzensulfonater. - Google Patents

Description

Enfaset vekselstrømmaskin med variabel reluktans.

Foreliggende oppfinnelse angår elektriske maskiner med variabel reluktans i den storste del av de magnetiske kretser,

hvis fluks er konstant.

Det er kjent at det er Bnskelig å .oppnå en mest mulig konstant magnetisk fluks i den stt5rste del av de magnetiske kretser for elektriske maskiner med variabel reluktans for delvis å unngå forbruk av energi ved hvirvel-strSmmer uten behov for å anvende lamellering og Hke kretsenes dimensjoner og delvis unngå at det i magnetiseringsviklingene Induseres elektromotoriske krefter som må kompenseres fordi de i motsatt fall bevirker parasittstrBmmer.

Det finnes maskiner med variabel reluktans, hvor den magnetiske fluks som moduleres lokalt for å muliggjHre omvandling av den nyttige energi og hvis variasjoner er faseforskovet, for-

enes ved passende geometriske anordninger til en eneste fluks,

men denne fluks er i almindelighet ikke konstant, fordi variasjonene av de modulerte flukser som denne utgjor summen av, ikke er eksakt kompensert. Ved en kjent geometrisk anordning er f.eks.

statoren for en elektrisk maskin med varierende reluktans koaksialt med rotorens aksel forsynt med en magnetiseringsvikling som er omgitt av en krans av uavhengige magnetiske elementer forsynt med ankerviklinger og rotorens aksel bærer to skiver, som er forsynt mBd tenner og omgir den av elementer bestående krans på en slik måte at fluksen i elementene som moduleres ved hjelp av tennenes passering, forenes til en eneste fluks i skivene og sluttes gjennom rotorens aksel. Denne eneste fluks kan imidlerid ikke betraktes som konstant, fordi variasjonene av de modulerte flukser, for hvilke denne utgjBr summen, oppstår delvis tem folge av variasjoner i rej.uk-tansen i magnetkretsene, hvilke variasjoner forårsakes av rotorens bevegelse og av variasjonene i permeabiliteten, delvis som folge av variasjonene i antallet ampéreviklinger avhengig av de i ankerviklingene induserte elektromotoriske krefter og av maskinens belastning. Da disse forskjellige faktorer ikke er kontrollert,

kan man ikke mellom de forskjellige elementer i magnetkretsen for denne maskin få en eksakt samtidig kompensering av reluktansvaria-sjonene i de ferromagnetiske kretser uavhengig av antallet ampéreviklinger i spolene og av stromvariasjonene i ankerviklingene og uavhengig av belastningen.

Formålet med oppfinnelsen er å frembringe en maskin med varierende reluktans, hvor i den stBrete del av magnetkretsen den sammenlagte modulerte fluks danner en eneste fluks med konstant verdi uavhengig av maskinens hastighet og belastning.

I fransk patent 1 258 306 er beskrevet en anordning som muliggjBr begrensning av metningen i den del av magnetkretsen som befinner seg i det nyttige luftgap, dvs..ved rotorens tenner og hvilken anordning utmerker seg ved at rotorens tenner består av magnetisk materiale og ikke magnetisk materiale, f.eks. av blBtt-jernsplater adskilte ved luftlag eller ved lag av isolerende materiale på en slik måte at man reduserer den gjennomsnittlige met-ningsinduksjon i rotortennene til en verdi mellom 15$ og 85% av den for maskinens magnetkrets valgte maksimale induksjon. Takket være denne anordning og at verdien for de anvendte felter er valgt på en slik måte at blBttjernets midlere induksjon skal være konstant, er fluksens variasjon som fSlge av reluktansvariasjonen i hvert element noyaktig lik variasjonen av flatenes dekning på bagge sider

mellom nevnte element og en tann,

En en faaet vekselstrom-maskin med variabel reluktans og omfattendrs en rotoraksel som bærer innbyrdes adskilt to parallelle skivelignende ferromagnetiske elementer som symmetrisk på sine motstående overflater er forsynt med et antall aksialt fremspringende tenner, og en stator som koaksialt med nevnte aksel har en magnetiseringsvikling og en ring av med innbyrdes jevn avstand anordnede ferromagnetiske elementer forsynt med statorviklinger, utmerker seg i folge oppfinnelsen ved at nevnte rotortenner er laget av ferromagnetiske blikk adskilt fra hverandre ved hjelp av et ikke faLTomagnetisk medium for å bli mettet under drift, i motsetning til ovrige deler av maskinen, at antallet tenner i hvert skivelignende rotorelement er lik halvparten av antallet av nevnte ferro-macjnetiske statorelementer og hver tann permanent dekker et ferro-magnstisk statorelementområde som svarer til tverrsnittet av et ferromagnetisk statorelement, slik at variasjonene i de dekkede områder av to på hverandre folgende ferromagnetiske statorelementer er like og motsatte, og at viklingene på to på hverandre folgende ferromgnetiske statorelementer er motsatt viklet og seriekoblet, slik at deres ampére-vindinger er motsatt rettet, hvorved under drift den algebraiske sum av variasjonene i fluksen i hver tann er null og således muliggjor konstruksjon av nevnte rotoraksel og skivelignende ferromagnetiske elementer av massivt jern uten effekttap.

Ved en utforelsesform av oppfinnelsen har de nevnte tenner i en enfaset generator med variabel reluktans en konstant hoyde, andelen av det magnetiske materiale er tilnærmet mellom 0,4 og 0,3 og antallet tenner er lik halvdelen av antallet els^;r,tsr og hver enkelt dekker uansett sin stilling en overflate på elementene som er lik tverrsnittet av et element på en slik måte at variasjonene i overflatene som dekkes av to på hverandre folgende elementer, er like og motsatte og tennene er alltid mettet,>hvorved variasjonene i fluksen som f Hl ga av tennenes passering foran to på hverandre folgende elementer er uavhengig av antallet ampéreviklinger og er noyaktig kompensert. Viklingene for to på hverandre folgende elementer er seriekoblet i en slik retning 3t deres ampéreviklinger får motsatt retning, slik at fluksvariasjonene som folge av variasjonenes ampéreviklingstall er noyaktig kompensert uavhengig av belastningen under normale funksjonsvi.lkår, når magne-tiserings-ampérevindingenes antall er storre enn ampérevindingene i ankerviklingene. Dette resultereri at når de modulerte flukser i to på hverandre fBlgende elementer forenes ved foten av en tann, danner disse en nByaktig konstant fluks uavhengig av maskinens hastighet og belastning.

Et annet formål med oppfinnelsen er å oke det midlere moment for maskiner av denne art.

IfBlge et annet trekk ved maskinen med variabel reluktans ifBlge oppfinnelsen er tennene for hver rotorkrans anordnet i en hellende stilling i forhold til tilsvarende radier for kransen på

en slik måte at vaiasjonene i fluksen som- ved tennenes forskyvning bevirkes i to på hverandre fBlgende statorelementer, vil være kontinuerlige, innbyrdes like og vil ha motsatt retning.

Et annet formål med oppfinnelsen er å lette fremstillingen av rotortennene.

IfBlge ehnu et trekk ved maskinen ifolge oppfinnelsen dannes tennene som bære6 av rotorskivene, av to ferromagnetiske bånd av forskjellig beskaffenhet og med forskjellig bredde, som vikles opp- på en sylindrisk ansats på rotoren på en slik måte at det bredere bånd stikker frem utenfor det smalere bånd i retning mot statorelementet og den fremspringende del av det bredere bånd fjernes i de intervaller som skiller tennene fra hverandre.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere i det fBlgende ved hjelp av noen utfBrelseseksempler og under henvisning til tegn-ingene, hvor fig. 1a skjematisk viser en maskin ifBlge oppfinnelsen i aksialsnitt, fig. 1b viser et snitt gjennom anordningen if31ge fig. 1a etter linjen A-A sett fra venstre for å vise statoranordningen, fig. 1c viser snitt av anordningen ifBlge 1a etter linjen A - A.sett fra hByfe for å vise anbringlsen av rotortennene, fig. 1d er et skjema som i aksial projeksjon viser plasseringen av rotortennene i forhold til statorelementene i en bestemt vinkelstilling, fig. 2 er et perspektivisk oppriss og viser anbringelsen av statorelementene i eri maskin ifolge fig» 1a - c, forsynt med veksel-strBmviklinger, fig. 3 viser i perspektiv en rotorskive for en maskin ifBlge fig.'1a - c, fig. 4 viser skjematisk og delvis i aksialt snitt en utfBrelaesform av en maskin ifBlge fig. 1-3

og fig. 5 viser i perspektiv statoren for maskinen ifBlge fig. 4.

Den på fig. 1a, 1b, 1c, skjematisk viste maskin omfatter en rotor 1 med en sentral kjerne 10 som roterer om en aksel 11

og f.eks. er montert på akselens ende. Kjernen berer to skiver 12, 13 som er symetrisk i forhold til hverandre og i forhold til et plan loddrett på akselen 11 og er forsynt med tenner 120, 130 som stikker frem mot dette plan. Maskinen omfatter dessuten en

ringformet stator som holdes koaksialt med maskinen i rommet mellom den sentrale kjerne 10, skivene 12, 13 og deres tenner 120, 130

ved hjelp av en kapsel 20 som er festet på maskinens ikke viste stativ og i hvilken kapsel rotoren 1 holdes koaksialt ved hjelp av et passende kulelager 110.

Den sentrale kjerna som helt aller delvia utgjBr rotorens aksel, og skivena 12, 13 består av ferromagnetiak materiale, f.eks. blatt stål, rant jarn ellar farrokobolt. Tannene 120, 130 bastår av biatjarnalamellar som ar skilt fra hverandre vad isolerende matarialB pfi en slik måte at andelen av rent jarn i tannenes volum som stikker fram fra flatene ratt overfor skivane, skal væra mellom 0,4 og 0,8. Tannene kan oppnåes ved at man skjærer ut av den periferiske del av skivenes overfor hverandre beliggende flater en ringformet fordypning, hvis bunn befinner sag i et plan lodd-

rett på maskinens aksel 11 og at man på den sylindriske avsats 121 henholdsvis 131 som fremkommer på denne måte, vikler to bfind, hvorav det fHrste f.eks. kan være av kiselstål med en bredde som

er lik fordypningen i skiven, dvs. lengden av avsatsen 121 eller 131, og det annet av blBtjern og med storre bredde. Tennene bearbeides deretter i den del som stikker frem utenfor blotjerns-båndet, hensiktsmessig etter at de er impregnert med et isoler-

ende materiale, f.eks. araldit. Intervallene som skiller tennene og hvori den del som stikker frem utenfor blBtjersbåndet fjernes,

har en flate som er lik tennenes flate. Forsiden av hver tann er loddrett pfi skivens plan, hvorfra tannen stikker frem og tennene står skrått i forhold til den radiale retning på en slik måte at de bevirker funksjonsforhold som skal.forklares i det folgende.

Når tannene befinner seg rett'overfor elementene, er

de alltid mettet under maskinens funksjon og deres hByde som opp-tar den stBrste del av det nyttige luftgap mellom skiven qg elementet, er hensiktsmessig mellom halvdelen og femtedelen av elementets midlere bredde.

Den ringformede stator 2 omfattar an magnatiseringa-vikling 21 som er beregnet på gjennomstrBmning av an magneti-serings-likestrBm og er anordnet mellom da flater av de overfor hverandre beliggende skivar 12, 13 som ikke ar forsynt med tannar i meget liten avstnd fra den sentrale kjerne 10. Dessuten har statoren rundt viklingen.21 an krana 22 som omfatter et antall par elementer med hovedsakelig trapesform med radial akse, hvorav hver enkelt er omgitt av en vikling 23, hvis akse er parallell mad maskinens aksel og som er beregnet for vekselstrBm.

MagnetiaeringsvikLingsn 21 består av vindinger av iso« Le L-t kobbertråd. Dens tverrsnitt i et plan som qjir gjennom uk^slen for den sentrale kjarne, er i det veuen tl.iijd rektangulær. Den gjennomstrBmmes av en likestrøm som er valgt på en slik måte at antallet av ampérevindinger som dannes i de nyttigs luftgap mellom skivene og elementet, frembringer et midels stort felt, f.eks, i storrelsesorden 500 - 5000 Oersted. Fluksen som frem-bringes av denne likestrom i den sentrale kjerne, er konstant og dens hovedretning er parallell med kjernens akse.

For enkelhets skyld kalles i det folgende viklingene

2. 1 for ankerviklinger eller stromuttaksviklinger alt etter som maskinen anvendes som generator eller motor. De på hverandre folgende elementer i kransen 22 betegnes avvekslende med 221, 222, for å adskille de ulike elementer og de like elementer. De ulike eLamenter 221 på den ene side og de like elementer på den annen side har sine ankerviklinger 23 viklet i motsatt retning og viklingene 23 i hvert par elementer 221, 222 er seriekoblet i en bestemt retning. De seriekoblede viklinger for elementparene som dannes på denne måte, kan kobles i serie, parallelt eller i en hvilken som helst annen vilkårlig kombinasjon.

5tatorelementene består passende av kiselstålplater, hvis krystaller er orientert parallelt med maskinens akse, idet platene er tynnere jo hoyere frekvensen og amplituden for fluksvariasjonene er.

Ved en enfaset maskin som leverer eller mottar en sinus-formet strom er elementenes 22 1, 222 tverrsnitt i det vesentlige lik — 2 — - 1,75 ganger overflaten som skiller to på hverandre folgende elementer.

Fig. 2 viser en krans 22 med toogtredve elementer, hvis ankerviklinger 23 samtlige er seriekoblet idet de like elementer 222 er viklet i motsatt retning i forhold til de ulike elementers 221 retning på en slik måte at det bare foreligger to ytre til-koblinger 231, 232. Disse elsmantar er anbragt mellom de deler av skivene 12, 13 som er forsynt med tenner 120, 130 og i samme avstand fra akselen 11 som de sistnevnte og de har samme radiale dimensjon, idst de gjenstående luftgap mellom tennenes 120, 130 ender og elementenes to ender er så små som mulige på vanlig måte.

Som det fremgår av fig. 1c når det gjelder skiven 12

og av fig. 3 når det gjelder den med forstnevnte symetriske skive !3, er hver rotorskive forsynt med et antall tenner lik det halve antall elementer i statoren 2, dvs. antallet elementpar 221, 222.

De to frontflater for hver kam kan være rettlinjet eller boyd og deres midlere retning er hellende i forhold til den tilsvarende radiale retning med en slik vinkel at fluksvariasjonene som oppstår i to på hverandre folgende elementer ved deres forskyvning, vil være kontinuerlige, innbyrdes like og ha motsatt retning.

Med andre ord er tennenes 120 form slik at ved hver sekstendedels omdreining av rotoren kan hver enkelt av tennene, som det fremgår av 1d, helt dekke bare et eneste element, f.eks. 221, idet elementene 222 ikke er dekket i det hele tatt og fra denne vinkelstilling hver dreining av rotoren bevirker en dekning henhtjlds-vis en tilsvarende frilegging av elementene. 222 og 221 i hvert par. På denne måte passeres statorelementene av de modulerte flukser

på en slik måte at summen av disse flukser skal være konstant og lik så nær som flukstapene i den sentrale kjerne.

I virkeligheten er summen av fluksvariasjonene i ankerviklingene hovedsakelig null, hvorfor den sylindriske kjernr, 10 gjennomstrømmes bare av den konstante fluks som beror på likestrom-men som går gjennom viklingen 21 og denne fluks sluttes over skivene, tennene og elementene med meget små tap på grunn av at tennene og de to skiver er anordnet symmetrisk i forhold til elementenes midtplan. Tennene og skivenes mot disse foreliggende deler gjennomstrSmmes således av en modulert fluks, mens skivenes ovrige deler gjennomstrommes av en konstant fluks. Med hensyn til at fluksene ikke blir omkastet i noen del av maskinen, blir jerntapene meget små. Tennenes frontsider er rettlinjet, men kan også være boyd, som nevnt ovenfor, på en slik måte at fluks-variasjonen i elementene folger en bestemt lov, f.eks. en sinus-funksj on.

Fig. 4 viser et eksempel på den mekaniske montering

av en maskin av ovenfor beskrevne type beregnet på. anvendelse som

.generator. Denne maskin er montert på en stasjonær aksel 111,på hvilken bæreren 20 for statoren 2 er stivt anordnet og rotoren 1

er montert på to kulelagere 112, 113. Bæreren 20 er forsynt med en skive 201 som er fast forbundet med akselen 111 og er loddrett på dennes retning 11 og en sylindrisk del 202 som er fsstskrudd til skivens 201 omkrets og ved sin motsatte ende bærer den med elementene 22 forsynte krans med viklingene 23 og magnetiseringsviklingen 21. Et drivhjul 24 er festet på rotoren 1 på den side som er motsatt i forhold til bærerens 20 skive 201.

Fig. 5 viser statoranordningen for maskinen ifolge fig. 4 etter at skiven 201 er losnet fra bæreren 20. Man ser spesielt dan sylindriske del 202 på bæreren 20 og anordningen som dannes av magnetiseringsviklingen 21 og kransen 22, på hvis flate er vist elementenes 221, 222 endepartier.

Oppfinnelsen er i det foregående beskrevet i forbindelse med en enfaset maskin. Det er imidlertid klart at oppfinnelsen også kan tilpasses for en trefaset maskin. I dette tilfelle må antallet statorelementer multipliseres med tre, ankerviklingene for tre på hverandre folgende elementer er uavhengige og antallet tenner på hver rotorskive er lik tredjedelen av antallet elementer, idet hver tann dekker til stadighet halvparten av overflaten for tre på hverandre folgende elementer på en slik måte at fluksvariasjonene i disse er 120° faseforskjovet, den algebraiske sum av fluksvariasjonene er lik null, samt summen av strommer i ankerviklingene forblir identisk i den utstrekning belastningen på

de tre faser forblir identisk.

Claims (3)

1. Enfaset vekselstrommaskin med variabel reluktans og om-fattende en rotoraksel som bærer innbyrdes adskilt to parallelle skivelignende ferromagnetiske elementer som symmetrisk på,sine motstående overflater er forsynt med et antall aksialt fremspringende tenner, og en stator som koaksialt med nevnte aksel har en magnetiseringsvikling og en ring av med innbyrdes jevn avstand anordnede ferromagnetiske elementer forsynt med statorviklinger, karakterisert ved kombinasjonen av folgende i og for seg kjente trekk: at nevnte rotortenner er laget av ferromagnetiske blikk adskilt fra hverandre ved hjelp av et ikke ferromagnetisk medium for å bli mettet under drift, i motsetning til ovrige deler av maskinen, at antallet tenner i hvert skivelignende rotorelement er lik halvparten av antallet, av nevnte ferromagnetiske statorelementer og hver tann permanent dekker et ferromagnetisk statorelementområde som svarer til tverrsnittet av et ferromagnetisk statorelement, slik at variasjonene i de dekkede områder av to på hverandre folgende ferromagnetiske statorelementer er like og motsatte, og at viklingene på to på hverandre folgende ferromagnetiske statorelementer er motsatt viklet og seriekoblet, slik at deres ampére-vindinger er motsatt rettet, hvorved under drift den algebraiske sum av .variasjonene i fluksen i hver tann er null og således muliggjor konstruksjon av nevnte rotoraksel og skivelignende ferromag-

netiske elementer av massivt jern uten effekttap.

2. Elektrisk maskin ifHlge krav 1, karakterisert ved at tannene på da skivelignende rotorelamenter ar hallende i forhold til dan tilsvarende radius for skivena, alik at flukavaie-sjonana som ved deres forskyvning bevirka» i to pfi hverandre ful-ganda magnetiske atatorelamentar, ar kontinuerliga, innbyrdes like og motsatt rettet.

3. Elektrisk maekin ifBlge krav 1, karakterieext ved at de akivelignende rotorelementera tenner ar dannet ved opp-vikling av at par ferromagnatiake strimler ellar bfind med forskjel-liga magnetiaoringsegenskspar og bredder på en sylindrisk ansats pfi dat 8kivelignanda rotorelamant, alik at bfindet med atBrat bradda stikkar fram utanfor det smalare bfind i retning av da magnetiske statorelementer, og tennene er dannet ved utsparing av partier av den fremepringende del av det bredere bfind aller strimmel.