Индукторная машина (варианты)

 

Индукторная машина относится к области электротехники, а именно к индукторным машинам с зубчатым статором и ротором. Индукторная машина с зубчатым статором и ротором содержит зубцы магнитопровода ротора выполненные в виде ферромагнитных цилиндров радиусом R, размещенных в пазах магнитопровода ротора, с возможностью их свободного вращения. Также индукторная машина с зубчатым статором и ротором имеет зубец ротора, выполненный в виде К феромагнитных цилиндров радиусом R. Индукторная машина с зубчатым статором и ротором содержит N ферромагнитных цилиндров радиусом R, размещенных в пазах коронок зубцов магнитопровода ротора, с возможностью их свободного вращения. Для вышеперечисленных вариантов индукторная машина с зубчатым статором и зубчатым ротором содержит ферромагнитные цилиндры, соединенные между собой с торцов ободами. При этом для всех вариантов индукторная машина с зубчатым статором и ротором, пазы магнитопровода ротора которой повторяют профиль ферромагнитных цилиндров и имеют длину поверхности соприкосновения с цилиндрическим зубцом при поперечном сечении ротора L>*r. Предлагаемая индукторная машина имеет более высокий крутящий момент на единицу объема.

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к индукторным машинам с зубчатым статором и зубчатым ротором, применяемым в промышленных и бытовых установках в качестве двигателей, генераторов, а также муфт с электромагнитным редуцированием числа оборотов.

Известна индукторная машина, содержащая зубчатый статор с обмоткой возбуждения и обмоткой якоря и расположенный в нем зубчатый безобмоточный ротор. В основе принципа действия лежит модуляция магнитного потока, которая возможна благодаря неравномерности воздушного зазора. Проводимость в воздушном зазоре изменяется по гармоническому закону, достигая максимального и минимального значений в положениях «зуб-зуб» и «зуб-паз» соответственно, и может быть представлена в первом приближении следующим выражением:

=0+2cos2(-),

где - угловая координата (в электрических градусах), отсчитываемая от неподвижной оси фазы А.

Энергетические показатели, в частности момент, индукторной машины напрямую связаны и глубиной пульсации проводимости.

[Электромеханическое преобразование энергии: учеб. пособие / В.В.Жуловян. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2005. С.372-384. - (Учебники НГТУ)].

Недостатком является относительно невысокие показатели крутящего момента на единицу объема из-за технологически ограниченного по величине воздушного зазора.

Кроме того, известна индукторная машина (патент Ru, 2009599 С1, Н02К 19/06, Н02К 19/24), являющаяся прототипом и содержащая зубчатый статор с катушками, размещенными на явновыраженных полюсах с числом полюсов Z, разделенным на р модулей, каждый из которых содержит Z/m катушек (m - число фаз), и зубчатый безобмоточный ротор.

Однако указанный прототип имеет амплитуду пульсации магнитной проводимости ограниченную по величине минимально реализуемым воздушным зазором. Пульсация магнитной проводимости в свою очередь непосредственно влияет на величину изменения магнитной энергии, и как результат на величину крутящего момента.

Задачей полезной модели является повышение крутящего момента на единицу объема машины.

На фиг.1 представлена конструктивная схема предлагаемой индукторной машины с ферромагнитными цилиндрами в качестве зубцов ротора и конструкция ротора (поперечный разрез).

На фиг.2 изображена схема предлагаемой индукторной машины с ферромагнитными цилиндрами (например, N=3) на коронках зубцов ротора и конструкция ротора (поперечный разрез).

На фиг.3 - ротор с конструктивными пазами под зубцы и зубец в виде ферромагнитного цилиндра.

Индукторная машина (фиг.1) имеет m-фазную обмотку, состоящую из катушек 1-8, каждая из которых размещена на одном из зубцов статора 9. Ротор 10 выполнен безобмоточным с конструктивными пазами под ферромагнитные цилиндры с длиной соприкосновения поверхности цилиндрического зубца и ярма ротора при поперечном сечении L>*R (фиг.3), где L - длина поверхности соприкосновения, R - радиус ферромагнитного цилидрического зубца. Цилиндрические зубцы выполнены в виде ферромагнитных цилиндров 11, свободно вращающихся вокруг своего центра в пазах ротора и с обеих сторон соединены ободами 12.

Индукторная машина (фиг.2) имеет m-фазную обмотку, состоящую из катушек 1-8, каждая из которых размещена на одном из зубцов статора 9. Ротор 10 выполнен безобмоточным с конструктивными пазами под ферромагнитные цилиндры на коронках зубцов ротора с длиной соприкосновения поверхности ферромагнитного цилиндра и зубца ротора при поперечном сечении L>*r, где L - длина поверхности соприкосновения, R - радиус ферромагнитного цилиндра. Ферромагнитные цилиндры 11 выполнены с возможностью свободного вращения вокруг своего центра в пазах зубцов ротора. Ферромагнитные цилиндры с обеих сторон соединены ободами 12.

Индукторная машина (фиг.1, 2) работает следующим образом:

При питании обмоток индукторной машины создается вращающееся магнитное поле, обусловленное первой гармонической составляющей МДС, которое при взаимодействии с гармоникой поля, возникающей благодаря наличию зубчатости, создает электромагнитный момент, приводящий во вращение ротор 10. В процессе работы индукторной электрической машины происходит качение ферромагнитных роликов 11 по зубцам статора 9, образуя минимальный воздушный зазор. В любой момент времени два диаметрально-противоположных зубца ротора будут катиться по расточке статора. Данное конструктивное решение позволяет реализовать бесподшипниковый вариант, если функцию подшипников будут выполнять ферромагнитные зубцы-цилиндры, либо ферромагнитные цилиндры на коронках зубцов, соединенные торцевыми ободами как показано на фиг.1 и фиг.2.

Поставленная задача достигается за счет того, что величина воздушного зазора в индукторной машине выполняется минимальной благодаря изготовлению зубцов ротора в виде ферромагнитных цилиндров, катящихся по зубцам статора. Это позволяет значительно повысить пульсацию энергии в воздушном зазоре, и как следствие величину крутящего момента на единицу объема.

Также поставленная задача достигается за счет того, что величина воздушного зазора в индукторной машине выполняется минимально возможной из-за использования ферромагнитных цилиндров размещенных в конструктивных пазах на коронках зубцов ротора. Это позволяет значительно повысить пульсацию энергии в воздушном зазоре, и как следствие величину крутящего момента на единицу объема.

1. Индукторная машина с зубчатым статором и ротором, отличающаяся тем, что зубцы магнитопровода ротора выполнены в виде ферромагнитных цилиндров радиусом R, размещенных в пазах магнитопровода ротора с возможностью их свободного вращения.

2. Индукторная машина по п.1, отличающаяся тем, что с торцов ферромагнитные цилиндры соединены между собой ободами.

3. Индукторная машина по п.1, отличающаяся тем, что пазы магнитопровода ротора повторяют профиль ферромагнитных цилиндров и имеют длину поверхности соприкосновения с цилиндрическим зубцом при поперечном сечении ротора L>·R,

где L - длина поверхности соприкосновения;

R - радиус ферромагнитного цилиндрического зубца.

4. Индукторная машина с зубчатым статором и ротором, отличающаяся тем, что содержит N ферромагнитных цилиндров радиусом R, размещенных в пазах коронок зубцов магнитопровода ротора с возможностью их свободного вращения.

5. Индукторная машина по п.4, отличающаяся тем, что с торцов ферромагнитные цилиндры соединены между собой ободами.

6. Индукторная машина по п.4, отличающаяся тем, что пазы магнитопровода ротора повторяют профиль ферромагнитных цилиндров и имеют длину поверхности соприкосновения с цилиндрическим зубцом при поперечном сечении ротора L>·R,

где L - длина поверхности соприкосновения;

R - радиус ферромагнитного цилиндрического зубца.



 

Похожие патенты:

Пылесос // 99306

Пылесос // 112015

Пылесос // 79402

Изобретение относится к электротехнике, а точнее к электрическим машинам для бытовой техники, например, для фенов, пылесосов или мотор-компрессоров холодильников
Наверх