PL169537B1 - Maszyna elektryczna o obniżonej reluktancji obwodu magnetycznego - Google Patents

Abstract

Maszyna elektryczna o obniżonej reluktancji obwodu magnetycznego, wirująca ze szczeliną magnetyczną utworzoną przez powierzchnie stojana i wirnika, znamienna tym, że wirnik i stojan posiadają kształty brył obrotowych lub ich fragmentów, o tworzących pofałdowanych obrotowo, przy czym wysokość (h) przynajmniej dwóch fałdek (4) jest większa od sumy arytmetycznej minimalnych grubości (dt i d2) szczelin magnetycznych po obu stronach fałdki (4) dla wirnika i stojana i/lub łączna powierzchnia przekroju fałdek stanowi mniej niż 50% całkowitej powierzchni przekroju osiowego wirnika bądź stojana

Description

Przedmiotem wynalazku jest maszyna elektryczna wirująca i liniowa o obniżonej reluktancji obwodu magnetycznego, przeznaczona do ekonomicznej pracy w zakresie niskich prędkości.

W dotychczas istniejących konstrukcjach maszyn wirujących wirnik jest walcowy, zaś szczelina magnetyczna posiada kształt cylindryczny lub kształt płaski, natomiast w maszynach liniowych szczelina posiada kształt płaski lub cylindryczny. Powierzchnia takich szczelin jest na tyle niewielka, że w większości dotychczasowych rozwiązań reluktancja szczeliny stanowi dominujący składnik reluktancji obwodu magnetycznego maszyny. Obniża to sprawność maszyny w zakresie niskich prędkości.

Celem wynalazku jest konstrukcja maszyny elektrycznej o rozszerzonym od strony niskich prędkości zakresie pracy ekonomicznej. Osiągnięto to poprzez obniżenie reluktancji obwodu magnetycznego maszyny elektrycznej, w szczególności jego dominującego składnika - reluktancji szczeliny magnetycznej. Uzyskano to poprzez znaczące powiększenie powierzchni szczeliny przy zachowaniu pozostałych gabarytów maszyny bez większych zmian.

Istotą maszyny elektrycznej wirującej o obniżonej reluktancji obwodu magnetycznego ze szczeliną magnetyczną utworzoną przez powierzchnie stojana i wirnika jest to, że wirnik i stojan posiadają kształty brył obrotowych lub ich fragmentów, o tworzących pofałdowanych obrotowo, przy czym wysokość przynajmniej dwóch fałdek jest większa od sumy arytmetycznej minimalnych grubości szczelin magnetycznych po obu stronach fałdki dla wirnika i stojana i/lub łączna powierzchnia przekroju fałdek stanowi mniej niż 50% całkowitej powierzchni przekroju osiowego wirnika bądź stojana.

Istotą maszyny elektrycznej liniowej o obniżonej reluktancji obwodu magnetycznego ze szczeliną magnetyczną utworzoną przez powierzchnie stojana i suwaka jest to, że suwak i stojan posiadają kształty brył lub ich fragmentów otrzymanych przez przesunięcie zgodne z kierunkiem ruchu roboczego figury płaskiej z brzegami pofałdowanymi w części współtworzącej szczelinę magnetyczną, przy czym wysokość przynajmniej dwóch fałdek jest większa od sumy arytmetycznej minimalnych grubości szczelin magnetycznych po obu stronach fałdki dla suwaka i stojana

169 537 i/lub łączna powierzchnia przekroju fałdek stanowi mniej niż 50% całkowitej powierzchni przekroju w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku ruchu roboczego suwaka względem stojana.

Korzystnym skutkiem wynalazku jest to, że pozwala na poprawę parametrów pracy maszyny przy niskich obrotach, rozszerzając istotnie zakres pracy tej maszyny.

Ponadto wynalazek ten jest szczególnie korzystny w maszynach reluktancyjnych, pozwalając na wielokrotne zwiększenie sił (momentu obrotowego) przy niezmienionych gabarytach maszyny.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia przekrój osiowy przez maszynę wirującą, fig. 2 - przekrój przez fałdkę części maszyny, fig. 3 - przekrój przez maszynę wirującą typu tarczowego (umożliwiając jej łatwy montaż), a fig. 4 - fragment suwaka lub stojana maszyny liniowej.

Maszyna elektryczna wirująca o obniżonej reluktancji obwodu magnetycznego posiada szczelinę magnetyczną 1 utworzoną przez powierzchnie stojana 2 i wirnika 3, które posiadają kształty brył obrotowych lub ich fragmentów, o tworzących pofałdowanych obrotowo. Wysokość h przynajmniej dwóch fałdek 4 jest większa od sumy arytmetycznej minimalnych grubości di i d2 szczelin magnetycznych po obu stronach fałdki 4 dla wirnika i stojana i/lub łączna powierzchnia przekroju fałdek stanowi mniej niż 50% całkowitej powierzchni przekroju osiowego wirnika bądź stojana.

Maszyna elektryczna liniowa o obniżonej reluktancji obwodu magnetycznego posiada szczelinę magnetyczną utworzoną przez powierzchnie stojana i suwaka, które posiadają kształty brył lub ich fragmentów otrzymanych przez przesunięcie zgodne z kierunkiem ruchu roboczego figury płaskiej z brzegami pofałdowanymi w części współtworzącej szczelinę magnetyczną, przy czym wysokość h przynajmniej dwóch fałdek jest większa od sumy arytmetycznej minimalnych grubości di i d2 szczelin magnetycznych po obu stronach fałdki 4 dla suwaka i stojana i/lub łączna powierzchnia przekroju fałdek stanowi mniej niż 50% całkowitej powierzchni przekroju w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku ruchu roboczego suwaka względem stojana.

Z punktu widzenia idei wynalazku - nie jest istotny ani kształt fałdek, ani kształt ich obwiedni (czyli kształt wirnika - dla maszyny wirującej bądź kształt suwaka - dla maszyny liniowej). Oczywiście kształty te mają wpływ na lepsze lub gorsze własności magnetyczne, mechaniczne i technologiczne maszyny, ale ich rozważanie wykracza poza ramy niniejszego wynalazku. Wydaje się, że najłatwiej zrealizować to korzystając z wykrojów z blachy transformatorowej o różnych średnicach (do zestawienia maszyny prostokątnej wystarczą dwa zestawy średnic blach stojana i wirnika). Inny, niż w tradycyjnej maszynie jest montaż takiej maszyny - korzystnie jest wykonać dzielony osiowo stojan (tak, jak korpusy turbin energetycznych ), mocując jedną z jego połówek na zawiasach. Ma to tę zaletę, że dla wielu czynności serwisowych takiej maszyny można dokonać bezkłopotliwego montażu i demontażu łożysk. Innym możliwym rozwiązaniem jest równoczesne składanie wirnika i niedzielonego stojana; wirnik może mieć uzwojenie klatkowe (dające się zamontować z zewnątrz) bądź być typu reluktancyjnego. Maszyna taka jest wprawdzie nierozbieralna, ale w bardzo wielu zastosowaniach nie stanowi to wady, gdyż mikrosilniki elektryczne lub podzespoły, w których są zamontowane, traktowane są jako nienaprawialne moduły.

169 537

Fig. 3

Fig. 4

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Maszyna elektryczna o obniżonej reluktancji obwodu magnetycznego, wirująca ze szczeliną magnetyczną utworzoną przez powierzchnie stojana i wirnika, znamienna tym, że wirnik i stojan posiadają kształty brył obrotowych lub ich fragmentów, o tworzących pofałdowanych obrotowo, przy czym wysokość (h) przynajmniej dwóch fałdek (4) jest większa od sumy arytmetycznej minimalnych grubości (d1 i d 2) szczelin magnetycznych po obu stronach fałdki (4) dla wirnika i stojana i/lub łączna powierzchnia przekroju fałdek stanowi mniej niż 50% całkowitej powierzchni przekroju osiowego wirnika bądź stojana.
2. 2. Maszyna elektryczna o obniżonej reluktancji obwodu magnetycznego liniowa ze szczeliną magnetyczną utworzoną przez powierzchnie stojana i suwaka, znamienna tym, że suwak i stojan posiadają kształty brył lub ich fragmentów otrzymanych przez przesunięcie zgodne z kierunkiem ruchu roboczego figury płaskiej z brzegami pofałdowanymi w części współtworzącej szczelinę magnetyczną, przy czym wysokość (h) przynajmniej dwóch fałdek jest większa od sumy arytmetycznej minimalnych grubości (df i d2) szczelin magnetycznych po obu stronach fałdki (4) dla suwaka i stojana i/lub łączna powierzchnia przekroju fałdek stanowi mniej niż 50% całkowitej powierzchni przekroju w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku ruchu roboczego suwaka względem stojana.