SU855869A1 - Электродвигатель - Google Patents

Description

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть применено в маховичных электродвигателях на транспорте и в навигационных устройствах.

Известен маховичный электродвигатель, в котором с целью увеличения срока службы и улучшения энергетических показателей осуществляется магнитный подвес вращающегося ротора. Ротор-маховик подвешивается в рабочем to поле двигателя по системе авторегули— рования. Поле подвеса создается полюсами электродвигателя, расположенными на ободе маховика. Регулирование центрирующей силы осуществляется путем изменения токов в обмотках статора двигателя с помощью следящей системы автоматического регулирования [1 ].

Недостатки такой конструкции сложность магнитного подвеса по системе авторегулирования, увеличе ние потребления энергии и налично двух статорных обмоток.

Известен также электродвигатель с магнитным подвесом цилиндрического ротора по оси вращения в рабочем поле, содержащий статор, ротор и стабилизирующее устройство на постоянных кольцеобразных магнитах установленных на роторе и на статоре.Стабилизирующее устройство,основанное на'эффекте отталкивания одноименных полюсов, выполнено в виде отдельного магнитного подшипника, расположенного на валу двигателя. В такой конструкции двигатель не потребляет дополнителы ной энергии для компенсации силы тяжести ротора [2 ].

Недостатком этой конструкции является увеличение габаритов двигателя из-за необходимости выполнения отдельного магнитного подшипника. Кроме того, выполнение двигателя двухпакетным, увеличивает массу и усложняет конструкцию двигателя в целом.

Цель изобретения-- уменьшение массы и габаритов двигателя и упрощение его конструкции.

Для достижения этой цели в известном электродвигателе установленные на роторе постоянные магниты стабилизирующего устройства размещены на его ободе.

При такой конструкции двигателя масса постоянных магнитов стабилизирующего устройства становится полезной, так как входит в состав массы обода ротора-маховика, участвуя в создании требуемого кинетического момента. Таким образом, магнитная компенсация силы тяжести, ротора происходит без увеличения его общей мае еы.

На чертеже -изображен маховичный электродвигатель, общий вид..

Электродвигатель содержит статор 1 с обмоткой 2 переменного тока, в которую включено регулирующее устройство 3 магнитореэонансного подвеса. Пакет статора 1 · цилиндрического типа расположен на неподвижном валу 4, укрепленном в корпусе 5. Ротор электродвигателя представляет собой маховик 6, по внутренней поверхности ступицы которого закреплен короткозамкнутый пакет 7. По торцам обода маховика 6 проточены кольцеобразные канавки, в которых установлены постоянные магниты 8 и 9.Напротив постоянных магнитов 8 и 9, с другой стороны воздушных зазоров, в корпусе 5, установлена вторая пара кольцеобразных постоянных магнитов 10 и 11. Магниты ориентированы таким образом, чтобы полярность их по отношению;к воздушному зазору была одинаковой. Кольцеобразные магниты 8-1I состоят из отдельных сегментов. Ширина кольцевых постоянных магнитов 10 и 11 больше ширины магнитов 8 'и 9 на величину трех зазоров между магнитами. На статоре установлены кольца 12 и 13 из антифрикционного материала, выполняющие роль опор в моменты пуска и остановки двигателя .· и в аварийных режимах работы. При установке магнитов стабилизирующего устройства на ободе ротора-маховика диаметрально противолежащие элементы магнитного кольца оказываются разнесенными друг от друга на значительное расстояние.

В результате стабилизирующее устройство воспринимает возмущающие моменты .компенсация которых в известном устройстве осуществлялась с помощью двух статоров.

Магнитные кольца могут составляться из отдельных сегментов, что позволяет получать кольцо большого диаметра с высокими магнитными характеристиками. Для уменьшения дестабилизирующих сил от постоянных магнитов, возникающих при смещении ротора относительно статора-в радиальном направлении, один из каждой пары противолежащих постоянных магнитов выполнен - шире, чем другой постоянный магнит этой же пары.С целью улучшения работы магнитов стабилизирующего устройства при воздействии на них центробежных сил при вращении ротора в ободе маховика выполнен кольцеобразный паз , в который устанавливаются яти магниты._

В состоянии покоя ротор касается поверхности колец 12 и 13. При подаче питания в обмотки статора, ротор под действием центрирующих сил рабочего поля двигателя поднимается над поверхностью статора 1 и вращается не касаясь его. Магнитный подвес в рабочем поле осуществляется по резонансной схеме. Стабилизация ротора в осевом направлении и при перекосах с помощью кольцевых постоянных магнитов 8-11 основана на принципе отталкивания одноименных полюсов. Под действием силы тяжести маховик смещается вниз. Сила отталкивания магнитов 8 и 10 становится больше силы отталкивания магнитов 9 и 11. Их разность создает центрирующую силу, направленную вверх, которая уравновешивает силу тяжести ротора.

Применение настоящего изобретения позволяет уменьшить общую массу и осевые габариты двигателя.При этом упрощается конструкция электродвигателя.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к электромашиностроению и может быть примене но в маховичньос электродвигател х на транспорте и в навигационных уст ройствах. Известен маховичный электродвига тель, в котором с целью увеличени  срока службы и улучшени  энергетических показателей осуществл етс  магнитный подвес вращающегос  ротор Ротор-маховик подвешиваетс  в рабоче поле двигател  по системе авторегули ровани , Поле подвеса создаетс  полю сами электродвигател , расположенныь на ободе маховика. Регулирование центрирующей силы осуществл етс  путем изменени  токов в обмотках статора двигател  с помощью след щей системы автоматического регулировани  . Недостатки такой конструкции сложность магнитного подвеса по системе авторегулировани , увеличение потреблени  энергии и наличие двух статорных обмоток. Известен также электродвигатель с магнитным подвесом цилиндрического ротора по оси вращени  в рабочем поле, содержащий статор, ротор и стабилизирующее устройство на посто нных кольцеобразных магнитах,установленных на роторе и на статоре.Стабилизирующее устройство,основанное на эффекте отталкивани  одноименных полюсов, выполнено в виде отдельного магнитного подщипника, расположенного на валу двигател . В такой конструкции двигатель не потребл ет дополнителы ной энергии дл  компенсации силы т жести ротора Z . Недостатком этой конструкции  вл етс  увеличение габаритов двигател  из-за необходимости выполнени  отдельного магнитного подшипника. Кроме того, выполнение двигател  двухпакетным, увеличивает массу и усложн ет конструкцию двигател  в целом. Цель изобретени -- уменьшение массы и габаритов двигател  и упрощение его конструкции. Дл  достижени  этой цели в извес ном электродвигателе установленные на роторе посто нные магниты стабилизирующего устройства размещены на его ободе. При такой конструкции двигател  масса посто нных магнитов стабилизи рующего устройства становитс  полез ной, так как входит-в состав массы обода ротора-Маховика5 участву  в создании требуемого кинети еского момента. Таким образом, магнитна  компенсаци  силы т жести, ротора про исходит без увеличени  его общей мае гы. На чертеже -изображен -маховичный электродвигатель-5 общий вид.. Электродвигатель содержит статор ; 1 С обмоткой 2 переменного тока, в которую включено регулирующее устройство 3 магниторезонансного подвеса . Пакет статора 1 - гщлиндрическо го типа расположен на неподвижном валу 4, укрепленном в корпусе 5. Ро тор электродвигател  представл ет собой маховик 6, по внутренней поверхности ступицы которого закреплен короткозамкнутый пакет 7, По то цам обода маховика 6 проточены кольцеобразные канавки, в которых установлены посто ннь е магниты 8 и 9.Напротив посто нных магнитов 8 и 9, с другой стороны воздушных зазор в корпусе 5, установлена -втора  пар кольцеобразных посто нных магнитов 0 и 11, Магниты ориентированы таким образом, чтобы пол рность их по отношению;к воздушному зазору была одинаковой. Кольцеобразные мапситы 8-11 состо т из отдельных сегмен тов. Ширина кольцевых посто нных магнитов 10 и 11 больше ширины маг1 тов 8 и 9 на величину трех зазоров между магнитами. На статоре установ лены кольца 12 и 13 из антифрикционного материала, вьтолн ющие роль опор в моменты пуска и остановки двигател  ; и в аварийных режимах работы. При установке магнитов ста лизирующего устройства на ободе ро ра-маховика диаметрально противоле жащие элеме нты магнитного кольца оказываютс  разнесенными друг о друга на значительное рассто ни 9 В результате стабилизирующее устройство воспринимает возмущаю цие моменты ,компенсаци  которых в известном устройстве осуществл лась с помощью двух статоров. Магнитные кольца могут составл тьс  из отдельных сегментов, что позвол ет получать кольцо большого диаметра с высокими магнит1а1ми характеристиками . Дл  уменьшени  дестабилизирующих сил от посто нных магнитов, возникающих при смещении ротора относительно статора-в ради;шьном направлении, один из каждой пары противолежащих посто нных магнитов выполнен -шире, чем другой посто нный магнит этой же пары.С 1щлью улучшени  работы магнитов стабилизирующего-устройства при воздействии на них центробежных сил при вращении ротора в ободе маховика выполнен кольцеобразный паз , в который устанавливаютс  ати магниты. В состо нии поко  ротор касаетс  ;поверхности колец 12 и 13. При подаче питани  .в обмотки статора, ротор под действием центрирующих сил рабочего пол  двигател  поднимаетс  над поверхностью статора 1 и вращаетс  не каса сь его. Магнитный подвес в рабочем поле осуществл етс  по резонансной схеме. Стабилизаци  ротора в осевом направлении и при перекосах с помощью кольцевых посто нных магнитов 8-11 основана на принципе отталкивани  одноименных полюсов. Под действием силы т жести маховик смещаетс  вниз. Сила отталкивани  магнитов 8 и 10 становитс  больше силы отталкивани  магнитов 9 и 11. Их разность создает центрирующую силу, направленную вверх, котора  уравновешивает силу т жести ротора. Применение насто щего изобретени  позвол ет уменьшить общую массу и осевые габариты двигател .При этом упрощаетс  конструкци  электродвигател . Формула изобретени  Электродвигатель, преимущественно маковичного типа, с магнитным подвесом цилиндрического ротора по оси вращени  в рабочем поле, содержащий статор, ротор и стабилизирующее устг ройство на посто нных кольцеобразных магю1тах, установленных на роторе 585 и на статоре, отличающий с   тем, что, с целью уменьшени  массы и габаритов двигател  и упрощени  его конструкции установленные на роторе посто нные магниты стабилизирующего устройства размещены на его ободе. 5869Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Патент ФРГ № 2210995, 5 кл. Н 02 К 29/00, 1974.
2. 2. Авторское свидетельство СССР 454635, кл. Н 02 К 5/00, 1972.