NO169768B - Fremgangsmaate ved omdannelse av lette, alifatiske hydrocarboner til c6+-hydrocarboner under samtidig dannelse av hydrogen - Google Patents

Description

Elektrisk maskin med variabel reluktans og liten treghet.

Foreliggende oppfinnelse angår en elektrisk maskin med

variabel reluktans, hvis rotor omkring sin akse har en vesentlig redusert treghet.

Det er kjent å fremstille maskiner med variabel reluktans

med hov ytelse ved å anordne disse maskiner slik at rotorens tenner har en midlere jerninduksjon i et sterkt felt som er svakere enn metningsinduksjonen for andre partier av maskinens magnetiske kret-

ser. Ved hjelp av denne anordning som forer til metning av bare tennene uten at noen andre partier av maskinen blir mettet, kan man i virkeligheten lokalisere de sterke felter på steder hvor de er mer effektive og man kan sikre en styring av fluksvariasjonene som gjor det mulig å bibeholde summen av modulerte flukser i maskinen konstant. I slike maskiner som er beskrevet i fransk patent 1.258.3G6,

i tilleggspatent 82.402 og i svensk utlegningsskrift nr. 315.94 3 og

Østerriksk patent nr. 263.919 , utgjør tennene en del av maskinens rotor som blant annet omfatter et parti son er av mer eller mindre betydning for den magnetiske krets. Dette bevegelige parti av den magnetiske krets, hvis masse er vanligvis noe mellom 10 og lOO ganger stbrre enn tennes masse, har en betydelig treghet som kan være hindrende for hurtige variasjoner av vinkelhastigheten.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å muliggjbre frem-stillingen av maskiner med variabel reluktans med mettede tenner i samsvar med de ovennevnte generelle anordninger, men hvor rotoren om sin akse har meget liten treghet»

Ifolge oppfinnelsen er maskinens rotoraksel mekanisk festet bare til tenner bestående av magnetiske plater parallelle med denne aksel og adskilt ved ikke-magnetiske mellomrom for å bli mettet med utelukkelse av ethvert annet parti av den magnetiske krets, idet denne magnetiske krets som omfatter alle anvendelige ferromagnetiske materialer, forblir uforanderlig med unntakelse av tennene og det sammen med viklingene og stativet danner maskinens stator.

I samsvar med en spesiell utforelsesform av oppfinnelsen omfatter en elektrisk maskin: For det fbrste en rotor bestående av en aksel, et bestemt antall tenner sammensatt av lameller parallelle med akselen, fortrinnsvis av ferromagnetisk materiale, med konstant jerninduksjon (induksjon uten felt) ved kraftig felt, og av to plater som holder tennene i en radial stilling og bevirker at de «r stivt forbundet med akselen, og for det annet en stator som omfatter to parallelle og symmetriske ringer som hver bærer segmenter av ferromagnetisk materiale i lamellform rett overfor hverandre og forsynt med passende spoler og et stativ som slutter den magnetiske krets gjennom maskinens omgivelser og som sikrer rotorakselens anbringelse ved hjelp av egnede lagre.

De radialt anordnede tenner beveger seg i luftspaltene dannet ved hjelp av segmentenes ender på de to ringer som ligger rett overfor hverandre og overforer således til rotoren det moment som skyldes de magnetiske felter som hersker i luftspaltene og byr bare en liten treghet mot variasjoner i vinkelhastigheten.

Tennene består av lameller av ferromagnetisk materiale og av lameller av isolerende materiale og hver av disse lameller opp-viser ved sin nedre del en utvidelse som fastklemt mellom rotorens plater, ved hjelp av ansatser sikrer en forankring som meget virk-somt motsetter seg de krefter som oppstår ved sentrifugalkraften. Tennene kan være individuelle tenner som består av en stabel lameller av ferromagnetisk materiale og lameller av isolerende materiale som inneholder en stor andel glassfibre, idet hver lamell av ferromagnetisk materiale befinner seg innlagt i lagvis anordnet isolerende materiale slik at der sikres tennene et utmerket mekanisk feste og den midlere jerninduksjon ved kraftig felt minskes.

Tennene kan likeledes bestå av visse partier av en ring sammensatt av en vikling av flere vindinger av to tilstdtende bånd, hvorav det ene er av magnetblikk og det annet av et isolerende fibrbst materiale, hvilken omvikling deretter deformeres for å danne avvekslende partier forskjbvet mot ringens senter og fjernet fra sentret. De partier som er fjernet fra sentret dreier seg mellom statorens segmenter og danner de virkelige tenner og de partier som er forskjbvet inn mot sentret, dreies utenfor statozfeltet og er uten virkning.

Et annet karakteristisk trekk ved oppfinnelsen er at sta-torsegmentene enkeltvis er dannet ved sammenfoyning av de to armer av to U-formede platepakker, fortrinnsvis av blikk med orienterte krystaller, idet blikkpakkens halvsirkelformede parti under maskinens arbeide sikrer blandingen av den modulerte fluks med en konstant fluks.

Oppfinnelsen vil bedre forstås ut fra folgende beskrivelse under henvisning til tegningene, hvor fig. 1 er et riss av et halvt aksialsnitt av en trefaset synkronrootor i samsvar med oppfinnelsen, hvor rotorens tenner er fremstilt ved hjelp av en ring av blikk og isolerende folier passende deformert, og fig. 2 er et delvis snitt av maskinen på fig. 1 etter linjen V-V på samme figur.

Den på tegningene som rent eksempel viste motor er kon-struert etter de allerede nevnte prinsipper for elektriske maskiner med variabel reluktans og mettede tenner. Denne motor som i for-lengelsen av hver tann omfatter tre luftgap mellom statorsegmenter, er en trefaset synkronmotor beregnet på arbeide som industrimotor ved 50 perioder og rotorens treghetsmoment må stå i et slikt forhold til de på tennene påtrykte krefter, at rotoren oppnår den synkrone hastighet i det minste i lbpet av et hundredels sekund, slik at den kan starte uten ytre mekanisk påvirkning.

Statoren 2 består av magnetiske segmenter 20 og 21 med trapesformet tverrsnitt og anbrakt i form av to ringer som hver har 24 segmenter, og av hovedspoler 22 i et antall av 48, montert på hvert segment, idet tre suksessive hovedspoler mates med trefase-strom fra et trefasenett, av magnetiseringsspoler 23, i et antall av 2, i form av sirkulære ringer som omgir alle hovedspolene og mates med likestrom, samt av to skiver 24 og 25 som er hovedsake-lig symmetriske og er av ekstra blott stål, hvilke skiver bærer segmentene og sikrer at den magnetiske krets blir sluttet utenom magnetiseringsspolene.

Segmentene 20 og 21 er av silisiumstål-blikk med orienterte krystaller, idet orienteringen i segmentene er parallell med maskinens akse. Blikkene er lagt på hverandre for å danne en U-formet krets ved vikling av et sammenhengende bånd og overskjæring i to symmetriske seksjoner. Hvert segment 20, 21 består av to forbundne armer av to U-formede kretser 26 og 27 eller 28 og 29.

De to ringer med segmenter er anbrakt symmetrisk i forhold til rotorens plan og danner 24 luftgap, hvori rotorens tenner beve-ges. Når motoren arbeider, danner magnetiseringsspolenes amperevinninger (eller eventuelt virkningen av en permanent magnet) i luftgapene et magnetfelt parallelt med maskinens aksel, hvilket forsterkes eller svekkes ved hovedspolenes amperevinninger. Under virkningen av disse forandringer av det magnetiske felt drives de mettede tenner og over rotorens skiver påtrykkes akselen et dreiemoment som sikrer rotasjonen.

Rotoren 1 består av en aksel 10 av ikke magnetisk materiale montert i lagre 11 og 12 og av to metalliske skiver 13 og 14 stivt festet på akselen, samt av tenner 35 i et antall 8, som holdes av skivene. Rotorens 1 tenner 35 som består av blikk av ferromagnetisk materiale, fortrinnsvis av rent jern, er adskilt fra hverandre ved hjelp av folier av ikke magnetisk og isolerende materiale bestående av glassfibre innlagt i et varmeherdbart materiale. Utstyret av rotortenner er fremstilt ut fra ett eneste bånd 31 av ferromagnetisk materiale, idet dette bånd forst vikles omkring et sylinder samtidig med et bånd 32 av glassvevnad for å danne en ring, hvis ytre dia-meter er 5 til 20% stbrre enn ytterdiameteren av den ferdige rotor.

Den således fremstilte ring deformeres deretter uten å nå elastisitetsgrensen for metallbandet for å danne rotorens tenner. Til dette formål boyes de partier av ringen som befinner seg mellom to på hverandre fblgende tenner, inn mot ringens senter slik at de når maskinen er montert, befinner seg utenfor statorens luftspalter.

Når formgivningen under virkningen av et egnet verkttiy, er avsluttet, injiseres et varmeherdbart materiale i glassvevnaden, deretter blir hele ringutstyret mens det holdes i sin sluttform formet ved hby temperatur for å danne et ikke deformerbart element.

To sirkelformede spor 33, 34 forarbeides deretter på hver

side av dette element for opptak av skivene 13, 14 på rotoren som på sin side er fast forbundet med maskinens aksel 10.

Den vesentligste fordel ved denne anordning er besparelsen

ved fremstilling av rotoren, idet fremstilling og anbringelse av adskilte tenner således er eliminert.

Den kraft som utoves ved hjelp av den samlede forreste overflate av tannen uttrykkes ved produktet av den midlere jerninduksjon (eller egeninduksjonen) ved kraftig tannfelt, og den differanse i feltstyrke som foreligger mellom luftspalten hvor tannen trenger inn og luftspalten hvor tannen går ut. I forelig-

gende maskin er verdien av den midlere jerninduksjon 1,2 5 tesla,

den effektive midlere differanse i feltstyrken går opp til 400.000 A/m, kraften pr. flateenhet av tannen er da 1,25 x 400.000 = 500.000 Newtons/m • Denne kraft påfores en masse av tannen, hvis verdi er lik den midlere tetthet av tannen multiplisert med dens midlere lengde langs en omkrets om maskinens akse. I foreliggende tilfelle er tannens midlere tetthet 5.550 kg/m q og lengden 0,03 m.

Den tannmasse på hvilken kraften påfores er da 5.550 x 0,03 = 167 kg. Hvis tannens treghet okes med 50% for å ta hensyn til massen av

skivene og rotorakselen, vil denne masse bli 167 + 83 = 250 kg. Den akselerasjon som påfores rotortannen er da ca. 5°^^°- = 2.000 m.sec.""".

Hvis tennenes midlere omkretshastighet ved drift med 50 perioders strora er ca. 3 m/sec, vil rotoren få denne hastighet i lbpet av 2 3 = 0,0015 sekund, hvilket sikrer selvstendig igang-setting av synkronmotoren uten spesielle innretninger (bare med det eneste forbehold at den byeblikkelige treghet av de masser som drives utenfor maskinen, ikke skal være for stor).

Den ovenfor beskrevne anordning tillater således fremstil-lingen av elektriske maskiner, motorer eller vekselstr<5mmaskiner,

hvor avhengigheten mellom det nyttige dreiemoment over rotorens treghet er meget mindre enn i maskiner av vanlig konstruksjon. Derav folger tekniske og bkonomiske fordeler, idet sterke variasjoner i vinkelhastigheten forbedrer driften for et stort antall mekaniske maskiner.

Claims (1)

1. Elektrisk maskin med variabel reluktans og liten treghet, hvor statoren er dannet av to polringer adskilt ved et mellomrom loddrett på maskinens aksel og rotoren er laget av to umagnetiske plater forbundet med denne aksel og som ■•Hom seg stivt holder tenner som enkeltvis er dannet av lameller av magnetisk materiale adskilt av umagnetisk materiale, karakterisert ved at nevnte tenner har bblgeform sett i maskinens aksielle retning, dannet ved at en sammenhengende ring av minst ett magnetisk bånd og et umagnetisk isolerende bånd nærmest det magnetiske bånd er boyd i bblgeform.