PL235272B1 - Maszyna elektryczna wielotarczowa bezrdzeniowa - Google Patents

Abstract

Wielotarczowa bezrdzeniowa maszyna elektryczna składająca się ze statora wykonanego przez zalanie cewek uzwojenia kompozytem chemoutwardzalnym i rotora z magnesami stałymi charakteryzuje się tym, że dyski rotora składają się z krążków z blachy aluminiowej, (2) pomiędzy którymi osadzone są magnesy stałe (3) rozdzielone paskami.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest maszyna elektryczna wielotarczowa bezrdzeniowa.

W maszynach elektrycznych, w których SEM wytwarzana przez siłę Lorentza wg wzoru E=Bvl, obowiązuje zasada odwracalności pracy to znaczy, że maszyna elektryczna może pracować, jako silnik lub jako prądnica. Celem osiągnięcia optymalnych parametrów technicznych, maszyny te są projektowane do konkretnych zastosowań głównie, jako wolnoobrotowe gdzie wymagany jest duży moment obrotowy.

Znane są tarczowe bezrdzeniowe maszyny na przykład ze zgłoszenia wynalazku P.401178. W opisie ujawniono generator wielotarczowy posiadający co najmniej dwie tarcze wirnika na których z obu stron umieszczone są magnesy trwałe oraz co najmniej dwa segmenty z cewkami stanowiącymi stojan.

Rozwój materiałów magnetycznych neodymowych, samarowo-kobaltowych i elementów półprzewodnikowych mocy (MOSFET, IGBT) wpływa na wielką różnorodność konstrukcji wytwarzanych obecnie maszyn elektrycznych z magnesami trwałymi.

W dotychczasowych rozwiązaniach maszyn elektrycznych, szczególnie niskoobrotowych, stojan silnika składa się z licznych cewek miedzianych, a w rotorze magnesy stałe tworzą pary biegunów. Są to dotychczas najsprawniejsze maszyny do przetwarzania energii elektrycznej na mechaniczną i odwrotnie. Wolnoobrotowe maszyny charakteryzuje niska częstotliwość, co przy pracy prądnicowej impuls prądu ładującego kondensatory elektrolityczne może przekraczać ponad pięciokrotnie wartość prądu znamionowego, a w pracy silnikowej przy współpracy z falownikami drgania skrętne mogą przekraczać do 50% moment znamionowy. Skutkuje to wzmocnieniem rezonansowych drgań konstrukcji i wzrostem hałasu przy udziale wyższych harmonicznych.

Celem wynalazku jest wolnoobrotowa maszyna elektryczna o konstrukcji trwałej przystosowanej do seryjnej produkcji, wysokiej sprawności i cichej pracy przy niskich obrotach do zastosowań o ograniczonym poziomie drgań, hałasu i uzyskaniu napięcia o wyższej częstotliwości, co skutkuje uzyskaniem napięcia stałego za prostownikiem o niskim poziomie tętnień.

Istotą wynalazku jest wielotarczowa bezrdzeniowa maszyna elektryczna składająca się ze statora w postaci dysków obróconych w osi, wykonanego przez zalanie cewek uzwojenia kompozytem chemoutwardzalnym i rotora z magnesami stałymi charakteryzująca się tym, że dyski rotora składają się z krążków z blachy aluminiowej, pomiędzy którymi osadzone są magnesy stałe rozdzielone pozycjonującymi paskami.

Korzystnym jest, gdy paski pozycjonujące magnesy stałe stanowią połączenie krążków.

Korzystnie, gdy dysk rotora zespolony jest kompozytem chemoutwardzalnym, a dyski statora wykonane są w formie przez zalanie kompozytem chemoutwardzalnym uzwojeń o takiej samej ilości cewek jak magnesów w rotorze, korzystnie o parzystej ilości.

W korzystnej postaci dyski statora osadzone są poprzez tuleje dystansowe i kryzy na rurze stanowiącej część masztu.

Każdy z dysków statora zawiera taką samą ilość cewek, co dysk rotora magnesów, przy czym ilość dysków rotora jest większa o jeden od ilości dysków statora.

Rozwiązanie według wynalazku umożliwia uzyskanie bezpiecznej i niezawodnej maszyny elektrycznej charakteryzującej się wysokim stosunkiem mocy do masy, wysoką częstotliwością w stosunku do obrotów, wysoką sprawnością, małym momentem bezwładności rotora, małą awaryjnością i dobrym rozpraszaniem ciepła, brakiem momentu zaczepowego, brakiem tętnień strumienia, cichą pracą, niskim kosztem produkcji i małą rezystancją wewnętrzną.

Przedmiot według wynalazku odtworzony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia maszynę elektryczną wielotarczową bezrdzeniową w przekroju, fig. 2 przedstawia w przekroju rotor i stator wielotarczowej bezrdzeniowej maszyny, fig. 3 przedstawia obudowę rotora utworzoną przez aluminiowe krążki, fig. 4 przedstawia dysk rotora w przekroju, a fig. 5 przedstawia dysk statora w przekroju.

Maszyna elektryczna wielotarczowa bezrdzeniowa zbudowana jest z dysków rotora 1 i dysków statora 5. Dysk rotora 1 przedstawiony na fig. 4 składa się z obudowy uwidocznionej na fig. 3 utworzonej przez aluminiowe krążki 2, pomiędzy którymi osadzone są magnesy stałe 3 pozycjonowane paskami 4 stanowiącymi zarazem połączenie krążków 2. Dysk rotora 1 zespolony jest kompozytem chemoutwardzalnym 8. Dyski statora 5 przedstawione na fig. 5 wykonane są w formie przez zalanie kompozytem chemoutwardzalnym 8 uzwojeń 6 o takiej samej ilości cewek jak magnesów 3 w rotorze 1 korzystnie

PL 235 272 B1 o parzystej ilości. Dyski statora 5 osadzone są poprzez tuleje dystansowe 7 i kryzy 9 na rurze 10 stanowiącej część masztu, jak pokazano na fig. 1. Ilość dysków rotora 1 jest większa o jeden od ilości dysków statora 5.

Wysokie parametry maszyn wykonanych według wynalazku pozwalają na powszechne ich zastosowanie tam, gdzie przemawiają aspekty związane z podwyższoną efektywnością energetyczną. Mogą być jako bez przekładniowe generatory turbin wiatrowych montowane na budynkach mieszkalnych i użyteczności publicznej. Stosowane mogą być jako silniki momentowe do zabudowy bez mechanicznych elementów transmisyjnych takich jak sprzęgła czy przekładnie oraz przy bezpośredniej integracji z maszyną, gdzie wymagana jest cisza i brak wibracji.

Claims (3)

1. Wielotarczowa bezrdzeniowa maszyna elektryczna składająca się ze statora wykonanego przez zalanie cewek uzwojenia kompozytem chemoutwardzalnym i rotora z magnesami stałymi, znamienna tym, że dyski rotora (1) składają się z aluminiowych krążków (2), pomiędzy którymi znajdują się paski (4) rozdzielające osadzenie magnesów stałych (3).

2. Wielotarczowa bezrdzeniowa maszyna elektryczna według zastrz. 1, znamienna tym, że dyski statora (5) zawierające uzwojenia (6) osadzone są poprzez kryzy (9) na rurze (10) stanowiącej część masztu.

3. Wielotarczowa bezrdzeniowa maszyna elektryczna według zastrz. 1, znamienna tym, że ilość dysków rotora (1) jest nieparzysta i większa o jeden od ilości dysków statora (5).