SU845238A1 - Электрическа машина - Google Patents

Description

(54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА

I

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к электрическим машинам.

Известна электрическа  машина двойного движени , у которой ротор (роторы) совершает (совершают) быстрое движение в одной плоскости, а статор - медленное движение в перпендикул рной плоскости 1

Известна также электрическа  машина, содержаша  роторы и статор, на рабочих поверхност х которых выполнены винтовые .нарезки, размеш.енную на статоре в кольцевых пазах, ось которых совпадает с осью вращени  статора, многофазную обмотку, обш,ую дл  всех роторов 2j.

Электрические машины имеют определенные ограничени  по пределу передаточного числа - оно не может превышать отношени  длины окружности по наружному диаметру ротора к шагу нарезки на его поверхность у машины 1 или отношени  длины окружности по среднему диаметру кольцевого тороидального статора машины к шагу нарезг ки на поверхности ротора - у машины 2.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей.

Дл  этого электрической машине, содержашей роторы и статор, на рабочих поверхност х которых выполнены винтовые нарезки , наружна  поверхность упом нутого статора выполнена цилиндрической с винтовой нарезкой на ней, а вокруг статора с зазором размещен подвижно сопр женный с направл юшими элементами, например стержн ми, внешний магнитопровод, на внутренней поверхности которого выполнена аналогична  нарезка, а каждый из роторов состоит из двух полюсных сердечников, разделенных

10 скошенной немагнитной прокладкой, причем между роторами размещены закрепленные на неподвижных стойках магнитопроводы с кольцевой обмоткой возбуждени .

У предлагаемой машины три взаимодействующие части св заны одним магнитным

S потоком - ротор, статор и внешний магнитопровод перемещаютс  в трех взаимно перпендикул рных плоскост х; рассматриваема  электрическа  машина «тройного движени  использует при создании эффективного безредукторного привода все три ко20 ординаты трехмерного пространства. В качестве базовых модулей могут использоватьс  все известные типы обычных электрических машин - асинхронные, синхронные, в том числе автосинхронные (посто нного тока ).

На фиг. 1 изображен схематично общий вид машины (разрез, вариант поступательного движени  ее выходного элемента); на фиг. 2 - общий вид (вид сверху) машины без верхней части статора и элементов еге креплени  на оси.

Электрическа  мащина содержит роторы 1 и статор, состо щий из верхней 2 и нижней 3 кольцевых частей. В кольцевых пазах статора размещена многофазна  обмотка 4, ось которой совпадает с осью вращени  статора.

Каждый из роторов 1 состоит из двух полюсных сердечников 5 и б, сид щих на валу 7. Сердечники 5 и 6 ротора разделены немагнитной прокладкой 8. Между роторами размещены закрепленные на неподвижных стойках 9 магнитопроводы 10 с кольцевой обмоткой 11 возбуждени . Неподвижный вал 7 роторов крепитс  на спицах 12.

Кольцевой статор соединен спицами 13 с валом 14 кольцевого .статора. Наружна  поверхность статора выполнена цилиндрической с винтовой нарезкой 15 на ней.

Вокруг статора с зазором размещен подвижно сопр женный с направл ющими элементами 16 внешний магнитопровод 17, на внутренней поверхности которого выполнена нарезка 18.

Машина работает следующим образом.

При подаче напр жени  на обмотку 11 возникает магнитный поток, замыкаемый по пути: сердечник 10, зазор между левойторцевой поверхностью магнитопровода 10 и торцевой поверхностью сердечника 5 ротора 1, зазор (по дуге поверхности) между сердечником 5 и внутренней поверхностью частей кольцевого статора - пересека  винтовые нарезки на наружной поверхности полюса и внутренней поверхности пакета статора и взаимодейству  с токами обмотки 4 кольцевого статора (в случае работы в режиме двигател  - создава  при этом момент, привод щий во вращение роторы; при работе в режиме генератора - навод  ЭДС в этих обмотках), зубцы и спинка пакета статора, зазор между наружной- цилиндрической поверхностью нижней 3 части статора и вну.тренней поверхностью магнитопровода 17, пересека  нарезки 15 и 18, затем дуга спинки магнитопровода 17, снова зазор между внутренней поверхностью магнитопровода 17 и наружной поверхностью нижней 3 части статора, пересека  нарезки 18 и 15, спинку и зубцы пакета статора, зазор между внутренней поверхностью статора и наружной поверхностью ротора (снова пересека  винтовые нарезки на этих поверхност х ), сердечник 6 соседнего ротора 1; зазор между его торцевой поверхностью и

правой торцевой поверхностью магнитопровода 10, замыка сь в этом магнитопроводе. При прохождении магнитного потока между ротором и статором вращение ротора 1 вызывает благодар  наличию винтовой

iiape3KH на обеих поверхност х вращение кольцевого статора совместно со св занным с ним с помощью креплени  19, спиц 13, соединенных со ступицей 20, насаженной на вал 14, вращающийс  в опорно-осевых подщипниках 21, закрепленных в опорной стойке 22, с которой св заны и спицы 12 неподвижного кольца (или многоугольника ), на котором укреплены стойки 9 с подщипниками 23 дл  валов 7 роторов 1. Углова  скорость этого вращени  ниже угло5 вой скорости в отношении

щага нарезки

кольцевого статора а момент соответственно больше.

0. При прохождении магнитного потока из наружной цилиндрической поверхности нижней 3 (внешней) части кольцевого статора во внутреннюю поверхность магнитопровода 17 благодар  наличию на этих поверхност х винтовой нарезки с щагом hi (со верщенно необ зательно выполн ть h-i hi) возникает усилие, заставл ющее магнитопровод 17 вместе с рабочим штоком 24 с еще меньшей скоростью перемещатьс  в плоскости, перпендикул рной как плоскосQ ти вращени  кольцевого статора, так и плоскости вращени  ротора. Передаточное число и здесь равно отнощенцю шага нарезки

наружного кольца внещнего магнитопровода

Таким образом, достигаетс  весьма значительное увеличение общего передаточного числа. Если на участке ротор-кольцевой статор, это число составл ет , например 100-150, то не меньшую величину можно получить и на участке кольцевой статор - внещний магнитопровод, довед  общее передаточное число до дес тков тыс ч.

Выходной элемент может, конечно, быть выполнен аналогично системе ротор-кольцевой статор и дл  вращательного движени  При этом магнитопровод 17 выполн етс  не в виде пр мого отрезка трубы (фиг. 1), а в виде трубы, согнутой в кольцо, внутри которого размещаютс  несколько статоров, крепление которых проходит- через разрез в кольцевой трубе - как это выполн етс  в элементе («модуле) ротор 1 - кольцевой статор (2, 3). При вращении ротора с частотой 3000 об/мин и выще можно создать безредукторный привод, рабочий вал которого вращаетс  с частотой в малые доли оборота в минуту. Технико-экономическа  эффективность применени  предлагаемого изобретени  заключаетс  в обеспечении возможности при создании низкоскоростного безредукторного привода использовать быстровращающиес  роторы, и благодар  этому существенно повысить его массогабаритные и энергетические показатели.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 640402, кл. Н 02 К 41/02, 1977.

2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2692371, кл. Н 02 К 41/02, 1979.