SU1530105A3 - Вращающа с электрическа машина с посто нными магнитами - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электрическим машинам с посто нными магнитами. Целью изобретени   вл етс  улучшение скоростных характеристик машины при малых нагрузках и увеличение стопорного момента. Машина содержит статор 1 с цилиндрическим магнитопровод щим  рмом 2. На  рме 2 установлены полюса 3 из посто нных магнитов. Ротор 4 установлен на валу 5. Между внешней поверхностью ротора 4 и полюсами 3 существует воздушный зазор. В пазах ротора 4 размещена обмотка 6. Полюса 3 выполнены из материала с относительно большой коэрцитивной силой и малой остаточной намагниченностью, например из феррита. С сильным краем каждого полюса 3 взаимодействует магнитный шунт 7, выполненный в виде @ - образной детали. Шунты 7 выполнены из материала с большой индукцией насыщени . Каждый шунт содержит первую часть, утопленную в поверхности полюса 3, вторую часть 9, прилегающую к  рму 2. Части 8 и 9 соедин ютс  радиально направленной частью. Назначение шунта 7 при малых токах  кор  в создании пути дл  пропускани  магнитного потока напр мую между воздушным зазором и  рмом. При большом токе  кор  увеличенна  магнитна  индукци  у сильного кра  полюса дополнительно усиливаетс  шунтом, в результате чего возрастает вращающийс  момент. При малой нагрузке шунт отводит часть магнитного потока непосредственно на  рмо, что приводит к увеличению скорости  кор . Даны варианты выполнени  шунта. 13 з.п.ф-лы, 22 ил.

Description

Фег.1

сл

со

см

3

н  рмом. При большом токе  кор  увеличенна  магнитна  индукци  у сильного кра  полюса дололнительно усиливаетс  шунтом, в результате чего возрастает вращаюпщйс  момент. При

малой fiarpysKe шунт отводит часть магнитного потока непосредственно на  рмо, что приводит к увеличению скорости  кор . Даны варианты выполнени  шунта. 13 ч.п.ф-лы, 22 ил.

Изобретение относитс  к электрическим машинам с посто нными магнитами .

Цель изобретени  - улучшение скоростных характеристик машины при малых нагрузках и увеличение стопорно- го момента.

На фиг. 1 изображена машина, об- 1щий вид; на фиг. 2-22 - шунты и экраны предлагаемой машины, примеры исполнени .

Машина содержит статор 1 с цилиндрическим магнитопровод 1цим  рмом 2. На  рме 2 установлены полюса 3 из посто нных магнитов. Ротор 4 установлен на валу 5. Между внешней поверхностью ротора 4 и полюсами 3 существует воздушный зазор. В пазах ротора 4 размещена обмотка 6. Полюса 3 выполнены из материала с относительно большой коэрцитивной силой и малой остаточной намагниченностью, например из феррита. По форме каждый полюс  вл етс  сегментом- цилиндра. Если прин ть показанное на фиг. 1 стрелкой А направление вращени  рото ра 4 (против часовой стрелки), то расположенную по окружности по часовой стрелке половину каждого полюса 3 можно рассматривать как набегающую часть, тогда как другую часть, расположенную против часовой стрелки, можно рассматривать как сбегающую часть. В двигательном режиме при протекании тока по обмотке 6 возникает реакци   кор  и под ее вли - нием магнитна  индукци  концентрируетс  у набегающего кра  каждого полюса, тогда как у сбегающего кра  полюса магнитна  индукци  уменьшаетс . На фиг. 1 расположенна  по часо- вой стрелке торцова  область каждого полюса  вл етс  сильным краем, а расположенна  против часовой стрелки слабым краем. С сильным краем каждог полюса 3 взаимодействует магнитный шунт 7, выполненный в виде 3-образ ной детали. Шунты 7 выполнены из материала с большой шдукцией насъш;е- ни . Каждый шунт проходит по всей

аксиальной длине полюса и содержит первую часть 8, утопленную в поверхности Г1олю1:л 3, и вторую часть 9, прилегающую к  рму 2. Части 8 и 9 соедин ютс  радиально направленной частью. При малых токах  кор  шунт 7 создает путь дл  пропускани  магнитного потока напр мую между воздушным зазором и  рмом. При большом токе  кор  увеличенна  магнитна  индукци  у сипьногс) кра  полюса дополнительно усиливаетс  шунтом, в результате чег возрастает вршдающнйс  момент. При малой иагрупке шунт отводит часть магнитного потока непосродс-.твеуно на  рмо, что приводит к упетшченню скорости . Ведение шунтов 7 мен ет рабочие характеристики двигател  при останове и малой нагрузке. Обычно шу)1ты 7 креп тс  к  рму 2. Шунты 7 испольчуют н качестве средства дл  закрепле1П1  полросов 3 (фиг. 2). Каждый шунт 7 при выполиешп согласно фиг. 2 составл ет часть зажима дл  прикрепленп  к  рму 2 смежнЕох полюсов 3. Шунт 7 снабжен экраном 10 со стороны слабого кра  полюса. Необходимо , чтобы экран 10 слабого кра  не образовывал шунта, чтобы не пропускать магнитньй поток напр мую из воздушного зазора у торца слабого кра  полюса 3 к  рму 2. Поэтому в радиальной ветви экрана 10 имеетс  большое отверстие 11, благодар  нему внутри между  рмом 2 и экраном 10 имеетс  малое количество магнитопро- вод щего материала. Экраны 10 желательно также врезать в поверхность полюса 3. Каждый экран и каждый шунт могут быть вьтолнены по отдельности из малоуглеродистой стали и отдельно крепитьс  с помощью заклепок к  рму 2. -Согласно фиг. 3-5 экраны 10 и шунты 7 образуют часть кольца из малоуглеродистой стали. Соединение части 8 шунта 7 с экраном 10 этого же полюса вьшолн етс  с помощь фигурных фланцев 12, вход щих в соединение с противоположными аксиальными кра ми полюса 3. На фиг. 4 пока51

зано отверстие 13, сквозь которое выступает полюс 3. На фиг. 5 представлена секци  заготовки дл  получени  кольца. На фитч 6 и 7 показаны варианты конструкции кольца. Плоскую полоску стали подвергают штамповке дл  получени  отверстий 13 и 14. Согласно фиг. 8 -10 конструкци  также имеет форму кольца, однако с компонентами , полученными за счет прессовани  кольцо 15 из стали образует такую конструкцию. Материал кольца сравнительно тонок, поэтому карманы образуют выступы 16 внутри кольца. Из фиг. 10 видно, что экран 10 магнитно отделен от остав11ге11с  части кольца 15 отверсти ми 11, имеетс  лишь соедин11тель}1ый материал. На фиг. 12 показан вариант выполнени  кольца 15. Полоса 17 из стали, длина которой равна внутренней окружности  рма 2, пробиваетс  в местах, соот- ветствую цих размегцению полюсов, при этом образуютс  отверсти  18, а также щитки 19 и 20, отгибаемые от полосы дл  образовани  шунта и экрана. В щитке 19, образующем экран 10, выполн ютс  отверсти  21 дл  удалени  металла, шунтируюгцего магнитный поток . В конструкции по фиг. 13 и 14 и шунты, и экраны выполнены из полосы стали. Шунты и экраны удерживаютс  друг относительно друга с помощью двух колец 7.7. из немагнитного материла . На фиг. 15-18 представлены варианты , обеспечивающие получение широкой дуги охвата при сохранении достоинств малой дуги: По фиг. 15 дугова  длина каждого полюса 3 уменьшена примерно на 20%. К шунту дополнительно присоединен полюсный наконечник Г-образной формы с част ми 23 и 2.4, скрепленными с радиальной частью шунта, часть 25 наконечника направ- (лена копланарно с частью 8 шунта и в противоположную сторону. Из фиг. 16 видно, что части 8 и 9 и радиальна  часть шунта проход т по всей длине полюса, с которым они взаимодействуют . Часть 23 наконечника короче и ; равна по аксиальной длине сердечнику ротора 4 машины. Согласно фиг.,18 полюсный наконечник вьшолнен S-об- разной формы и содержит часть 26, наход щ тос  в зацеплении с частью 9 шунта. Часть 27 наконечника расположена параллельно и на рассто нии от радиальной части шунта. Имеетс  также часть 28 наконечника, направлен

5

01056

на   к части 8 шунта, но не касак1р(а - с  шунта. Между частью 8 шунта и частью 28 наконечника имеетс  возду|ч- ный зазор 29. На фиг. 19-22 показан полюс 3, вьшолненньш с отверстием, направленным от поверхности, обращенной к воздушному зазору, к  рму 2. Отверстие 30 выполнено в виде аксиалт Q но удлиненной п;ели. Ради-альна  часть 31 шунта имеет в поперечном сечении Т-образную форму, причем часть 32  вл етс  ножкой Т, а поперечина т проходит по всей аксиальной длине

.с полюса 3 и утоплена в его поверхности . Из фиг. 19 видно, что часть 33 не доходит до кра  полюса 3. На фиг. 21 и 22 изображена модификаци  конструкции по фиг. 19 и 20, в кото20 рой радиальна  часть 32, проход ща  сквозь полюс 3, не используетс . В этом случае шунт имеет форму радиаль- но направленной полосы 34, в которой имеетс  центральньп участок 35. По

25 концам полосы имеютс  радиально направленные участки 36, проход 1 р1е вдоль аксиальных торцовых поверхностей полюсов и отогнутые по концам нагужу дл  образовани  участков 37,

2Q вход щих в зацепление с внутренней поверхностью  рма 2.

Применение магнитного шунта у сильного кра  может быть использовано в генераторах посто нного тока. Возможно применение шунтов и в генераторах переменного тока, при этом шунт обеспечивает дополнительное возбуждение с увеличением тока, тпрда как при малых токах происходит уменьшение магнитного потока и сокращаютс  потери стали. Применение шунта обеспечивает также зага1тный эффект дл  посто нного магнита полюса и уменьшает размагничивание полюса от тока  кор .

35

40

45

Claims (14)

1. Вращающа с  электрическа  машина с посто нными магнитами, содержаща  систему возбуждени , выполненную в виде полюсов из посто нных магнитов , укрепленных на магнитопровод - щем  рме,  корь с обмоткой и магнитные шунты, отличающа  с  тем, что, с целью улучшени  скоростных характеристик машины при малых нагрузках и увеличени  стопорного момента, шунты выполнены из материала с большой индукцией насыщени  и

размещены на набегающей стороне каждого полюса, причем одна часть шунта примыка-ет к  рму, втора  часть - к боковой гао-В врхности полюса, а треть  к поверхности полюса, обращенной к зазору машины

2.Машина по п. 1, отличающа с  тем, что магнитные шунты укреплены на  рме.

3.Машина по п. 2, отличающа с  тем, что магнитные шунты снабже-ны средством кр еплени  к  рму.

4.Маши на по пп. 1-3, о т л и- чающа с  тем, что каждый полюс со сбегающей стороны снабжен экра-ном, ввшо  Н ен-ным по форме шунта с отверсти ми в нем,

5.Машина по пп. 1-3, о т л и- чающа с  тем, что шунты соединены ме)ед.у собой и образуют единый кольцевой элемент из материала с большой индукцией насьш;ени .

6.Маши.н-а по п п. 1-3, о т л и- чающа с  тем, что каждый шунт соединен с экраном и вместе они образуют единый кольцевой элемент, причем число шунтов равно числу экранов .

7.Машина по пп. 1-6, отличающа с  тем, что на поверхности полюса, обращенной к зазору машины, вьшолнены выемки, в которых размещена часть шунта, причем глубина выемок равна ширине устанавливаемой части шунта.

8.Машина по пп. 1-7, о т л и- чающа с  тем,что длина по-

5

0

5

0

5

верхности гтолюс .а, обращенной к тазо- которой установлен шунт, составл ет не более 50% и не менее 10% длины поверхности всего полюса.

9.Машина по пп. 1-7, отличающа с  тем, что длина поверхности полюса, обращенной к зазору , на которой установлен шунт, составл ет не более 40% и не менее 20% длины поверхности всего полюса.

10.Машина по пп. 1-3, о т л и- чающа с  тем, что каждый шунт снабжен полюсным наконечником, одна часть которого примыкает к средней части шунта, а друга  - к зазору и обращена в сторону, противоположную полюсу, к которому шунт примыкает .

11.Машина по п. 10, о т л и - чающа с  тем, что часть наконечника , обращенна  к зазору, выполнена на одном уровне с частью шунта, примыкающего к зазору.

12.Машина по п. 10, отличающа с  тем, что наконечник установлен с зазором относительно шунта, расположенного на полюсе.

13.Машина по пп. 1-3, отличающа с  тем, что шунт вьтол- нен по всей аксиальной длине полюса.

14.Машина по п. 12, отличающа с  тем, что наконечник выполнен 5-образным, а его участок, обращенный к шунту, расположен относительно пунта с зазором.

(

W

Тё7

Фиг.З

ФигЛ

Фие.5

фиг.В

Фиг. 10

Фиг.9

фиг. 11

П

10

21

фиг. 11

22

фиг.13 .

Фиг.П

фие. Ю

Редактор А.Огар

Составитель С,Шутова Техред Л.Сердюкова

30

Фиг. 20

Фие.21

36

Фиг. 21

Корректор М.Пожо