RU1829091C - Электрическа машина посто нного тока конструкции Спир кова - Google Patents

Abstract

Использование: в электротехнике. Сущность изобретени : полюсные наконечники электромагнита расположены по торцам посто нного магнита или электромагнита со- осно, а посто нный магнит намагничен в осевом направлении. Один из полюсов примыкает без зазора по внутреннему диаметру к наружной поверхности магнитопровода. Ротор, имеющий аксиальные прорези, установлен в зазоре между кольцевым полюсом и кольцевым магнито- проводом и скреплен через электрический диск с торцом вала. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в отрасл х промышленности зан тых производством электродвигателей и генераторов посто нного тока.

С целью упрощени  конструкции, повышени  надежности и снижени  потерь полюсные наконечники расположены по торцам посто нного магнита или электромагнита соосно, посто нный магнит намагничен в осевом направлении, при этом один из полюсов примыкает без зазора по внутреннему диаметру к наружной поверхности магнитопровода, ротор имеет аксиальные прорези и установлен в цилиндрическом зазоре между вторым кольцевым полюсом и кольцевым магнитопроводом и скреплен через диэлектрический диск с торцом вала, размещенного с равномерным зазором относительно центрального отверсти  кольцевого магнитопровода.

При этом упрощение конструкции по отношению к прототипу достигаетс  за счет того, что если в прототипе применен массивный стальной ротор сложной формы, то в предложенной конструкции ротор выполнен в виде полого цилиндра из немагнитного материала. Если в прототипе используютс  две катушки электромагнита, то предложенной конструкции можно вообще обойтись без электромагнита и катушек, использу  дл  создани  внешнего магнитного пол  посто нный магнит, намагниченный в осевом направлении.

Повышение надежности достигаетс  за счет того, что в отличии от прототипа, ротор имеетаксиальные прорези, что улучшает его охлаждение в процессе работы, ротор выполнен цилиндрическим полым, что допускает большие линейные скорости вращени . В прототипе ротор стальной и массивный, что преп тствует повышению эффективности элмашины посредством повышени  частоты вращени  ротора из-за больших центробежных сил, Далее в отличии от прототипа в предложенной конструкции элмашины посто нного тока уменьшены потери энергии силового привода за счет того, что во-первых, уменьшен размер магнитопровода, что устран ет потери на перемагничивание, ротор выполнен из хорошего проводника: медь, алюминий и пр. что снижает потери на нагрев рогора. Магнитна  система устройства выполнена с

СО

с

00

ю

ю о ю

минимальными зазорами, что исключает потери энергии на магнитное сопротивление магнитопровода.

На чертеже изображен в разрезе вдоль осевой линии вариант электрической машины посто нного тока, выполненной на посто нном магните.

Электрическа  машина посто  иного тока состоит из посто нного магнита 1, выполненного на основе редкоземельных металлов и намагниченного в осевом направлении . Посто нный магнит выполнен в виде кольца. Возможно применение вместо посто нного магнита электромагнита. К торцам посто нного магнита 1 прикреплены полюсные наконечники 2 и 4. Причем полюсный наконечник 4 выполнен в виде кольца. Полюсные наконечники 2,4 креп тс  к посто нному магниту 1 путем кле  или иным способом. Полюсные наконечники 2,4 выполнены из ферромагнитного материала с высокой магнитной проницаемостью. Полюсный наконечник 2 соединен с кольцевым магнитопроводом 3, который размещен с зазором концентрично кольцевому наконечнику 4. Внутри кольцевого магнитопровода 3 выполнено цилиндрическое отверстие 5, в котором с возможностью вращени  размещен вал 6 силового привода. Торец вала 6 снабжён фланцем 7. В теле кольцевого магнитопровода 3 размещены щетки 8 токосъемного устройства, которое включает также диск из хорошего проводника 11, электрически соединенный с ротором, в центре которого выполнено углубление, в котором размещен металлический шарик 14, частично размещенный в гнезде 15, которое закреплено на диэлектрической стойке 13 и оборудовано клеммой 16. Возможно иное выполнение токосъемного устройства. В качестве второй клеммы 17 используетс  масса магнитопровода 3 и полюсного наконечника 2. В зазоре между полюсным наконечником 4 и кольцевым магнитопроводом 3 размещен ротор 12, выполненный в виде полого цилиндра с аксиальными прорез ми из немагнитного металла, например сплава меди, алюмини  и пр. Ротор 12 через диэлектрический диск 10 и втулку 9 посредством кле  или иным способом крепитс  к торцу вала 6.

Устройство работает следующим образом .

При вращении вала 6 от силового привода приходит во вращение и ротор 12. При этом он пересекает под углом в 90° магнитные силовые линии посто нного магнита.

Согласно закону Ампера в роторе 12 происходит разделение внутренних зар дов: электроны движутс  в одном направлении, положительные зар ды ионы в силу их за- крепленности в кристаллической решетке, остаютс  на месте. При этом на клемме 16 образуетс  избыток электронов и она зар жаетс  отрицательно. На клемме 17 по вл етс  нескомпенсированный

положительный зар д. При подключении к клеммам 16,17 внешней замкнутой электрической цепи с нагрузкой по ней пойдет посто нный ток, по частоте не отличающийс  от выработанного химическими источниками посто нного тока.

Устройство обратимо, т.е. может работать и в качестве электрического мотора. С этой целью к клеммам 16,17 подвод т выводы от источника посто нного тока не высокого напр жени , но достаточно мощного. При этом ток, проход  вдоль ротора 12 взаимодействует посредством своего магнитного пол  с полем посто нного магнита 1 вызывает т жение этого пол , в результате

чего ротор 12 приходите посто нное вращение вокруг оси. Энергию этого вращени  можно сн ть дл  привода устройств и машин посредством вала 6 и фланца 7. Частота вращени  ротора 12 обусловлена силой тока , реактивностью нагрузки и может достигать больших величин.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Электрическа  машина посто нного тока , содержаща  статор, включающий кольцевойпосто нный магнит или

   электромагнит со своими полюсными наконечниками , выполненными в виде кольца, цилиндрический магнитопровод с центральным отверстием, в котором установлен вал,

   полый немагнитный ротор и токосъемное устройство, отличающа с  тем, что, с целью упрощени  конструкции, повышени  надежности и снижени  потерь, полюсные наконечники расположены по торцам посто нного магнита или электромагнита со- осно, а посто нный магнит намагничен в осевом направлении, при этом один из полюсов примыкает без зазора по внутреннему диаметру к наружной поверхности

   магнитопровода, ротор имеет аксиальные прорези и установлен в цилиндрическом зазоре между вторым кольцевым полюсом и кольцевым магнитопроводом и скреплен через электрический диск с торцом вала, размещенного с равномерным зазором относительно центрального отверсти  кольцевого магнитопровода.

   ft /Ј