SU1117782A1 - Электрическа индукторна машина - Google Patents

Abstract

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ИНДУКТОР НАЯ МАШИНА, содержаща  статор с сердечниками и обмотками на каждом из них, вал, два расположенных с торцов и установленных в подшипниках ротора, каждый из которых выполнен с одинаковым числом полюсов, ширина которых равна половине 2S 27 полюсного делени  ротора, отличающа с  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей машины, один из роторов установлен на валу с помош.ью дополнительного подшипника с возможностью вращени  относительно другого ротора, роторы св заны между собой жесткой кинематической передачей, оси полюсов двух роторов размещены один напротив другого в продольных плоскост х, ширина сердечников статора равна междуполюсному рассто нию роторов , а число сердечников статора выбираетс  из соотношени  7 - С2г-2) AJ-у- у где Zj - суммарное число полюсов первого и второго роторов, причем нечетное число.

Description

Изобретение относитс  к электрическим машинам, в частности к бесконтактным синхронным машинам повышенной частоты, и может быть использовано в замкнутых системах электроприводов дл  стабилизации частоты враш.ени  в качестве частотного датчика, а также дл  электроснабжени  транспортных средств. Известна торцова  электрическа  машина , содержаща  два пакета статора с обмотками на них и два торцовых ротора, каждый из которых отделен воздушным зазором от статора. Поскольку каждый из роторов может быть выполнен с отличающимс  один от другого числом полюсов, в обмотках каждого из пакетов статора может наводитьс  ЭДС различной частоты, поэтому прииспользовании такой машины в качестве частотного датчика имеетс  возможность образовани  комбинированных обратных св зей .1. Недостатком данной машины  вл етс  выполнение роторов с полюсами разноименного типа, что не позвол ет использовать ее дл  систем стабилизации частот враш,ени  низкоскоростных электроприводов, поскольку частота изменени  ЭДС и тока в каждой из обмоток пакетов статора определ етс  числом пар.полюсов соответствуюшего ротора и его частотой врашени , что не позвол ет расширить функциональные возможности машины. Наиболее близкими к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту  вл ютс  электрические индукторные машины , содержащие статор с сердечниками и обмотками на каждом из них, вал, два расположенных, с торцов и установленных в подшипниках ротора, каждый из которых выполнен с одинаковым числом полюсов, ширина которых равна половине полюсного делени  ротора 2. Недостатком конструкции известной машины  вл етс  то, что оба ротора жестко скреплены один с другим, а их полюса расположены либо один напротив другого, либо со сдвигом полюсов первого ротора относительно полюсов второго на половину полюсного делени , поэтому максимально возможное значение частоты первой гармонической ЭДС, индуцируемой в обмотках сердечников статора, определ етс  максимально возможным числом полюсов роторов, ограниченным при заданном диаметре ротора технологическими трудност ми в размеHJteHHH полюсов, что не дает возможность получить две отличающиес , например, в два раза частоты индуцируемой в обмотках статора ЭДС при равенстве полюсов первого и второго роторов, поэтому така  машина не позвол ет образовать комбинированные обратные св зи в системах стабилизации и изменени  частот вращени  электроприводов что ограничивает ее функциональные возможности . Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей машины. Указанна  цель достигаетс  тем, что в электрической индукторной .машине, содержащей статор с сердечниками и обмотками на каждом из них, вал, два расположенных с торцов и установленных в подшипниках ротора, каждый из которых выполнен с одинаковым числом полюсов, ширина которых равна половине полюсного делени  ротора, один из роторов установлен на валу с помощью дополнительного подшипника с возможностью вращени  относительно другого ротора, роторы св заны между собой жесткой кинематической передачей, оси, полюсов двух роторов размещены один напротив другого в продольных плоскост х, ширина сердечников статора равна между пол юс ном у рассто нию роторов, а число сердечников статора выбираетс  из соотношени  Zj (Z2-2)/2, где Zj - суммарное число полюсов первого и второго роторов, причем нечетное число. На фиг. 1 представлена предлагаема  машина , продольный разрез; на фиг. 2 - развертка электрической индукторной машины по окружности при предварительной установке полюсов первого ротора напротив полюсов второго, но со сдвигом их относительно середины, например, двух сердечников статора на четверть полюсного делени  роторов (стрелками показано направление вращени  каждого из них); на фиг. 3 - кинематическа  схема привода, осуществл ющего противонаправленное вращение первого ротора относительно второго, например; посредством зубчатой и цепной передач. Электрическа  индукторна  машина содержит 7-1 сердечников 1-4 статора 5, расположенных равномерно по окружности, на каждом из которых расположены соответственно обмотки б-9. Сердечники 1-4 удерживаютс  изол ционными кольцами 10 и 11. Обмотка 12 возбуждени  удерживаетс  внутренней поверхностью изол ционного кольца И и расположена неподвижно концентрически . Первый ротор 13 с полюсами 14, ширина которых равна половине полюсного делени , жестко скреплен с магнитной втулкой 15, котора  укреплена на немагнитной втулке 16, установленной на валу 17. Второй ротор 18 с полюсами 19, ширина которых равна ширине полюсов 14, с помощью дополнительного подшипника 20 установлен на валу 17 посредством полого магнитного вала 21 и имеет возможность вращени  относительно первого ротора 13, вследствие чего необходимо, чтобы полюса 14 и 19 были установлены один напротив другого, причем по крайней мере одна пара.

образованна  одним из полюсов 14 первого ротора и одним из полюсов 19 второго ротора , установлена со сдвигом относительно оси одного из сердечников 1-4 (например относительно середины сердечника 1) на четверть полюсного делени  роторов 13 и 18. Ширина каждого из сердечников 1-4 равна ширине междуполюсного рассто ни  ротора 13. Роторы 13 и 18 соединены между собой кинематической св зью, например; в виде зубчатых колес 22 и 23 и цепной передачи 24. Роторы 13 и 18 отделены от статора зазорами 25 и 26, а между собой - зазором 27. Число сердечников 1-4 статора 5 выбираетс  из соотношени  Z (Zz-2)/2, где Zx - суммарное число полюсов первого и второго роторов, причем Z2/2 нечетное число.

Электрическа  индукторна  машина работает следующим образом.

При питании обмотки 12 возбуждени  возникает магнитное поле, линии которого проход т по сердечникам 1-4 статора 5, пронизыва  соответственно обмотки 6-9, затем воздушный зазор 25, попадают в полюса 14 первого ротора 13, магнитную втулку 15, пронизывают дополнительный воздушный зазор 27, проход т в полый магнитный вал 21 и полюса 19 второго ротора 18, откуда , пронизыва  воздушный зазор 26, попадают оп ть в сердечники 1-4 статора 5. При вращении первого 13 и второго 18 роторов в противоположных один относительно другого направлени х с равной частотой в обмотках б-9 индуцируетс  ЭДС, причем период изменени  первой гармонической ЭДС, индуцируемой в обмотках I и 3, в два раза меньше периода изменени  первой гармонической ЭДС, индуцируемой в обмотках 2 и 4, поскольку cof-ласно предварительной установке роторов относительно статора (фиг. 2) при их вращении магнитна  проводимость магнитному потоку в воздушных зазорах 5 и 6 на пути силовых линий магнитного пол , проход щих через сердечники 1 и 3, измен етс  с частотой в два раза большей частоты изменени  магнитного сопротивлени  воздушных зазоров 5 и 6 на пути силовых линий магнитного пол , проход щих через сердечники 2 и 4.

0

Предлагаема  электрическа  машина позвол ет получить две различающиес  в два раза частоты и образовать комбинированные обратные св зи. Дл  этого целесообразно обмотки 6 и 8 включить согласнопоследовательно , обмотка 7  вл етс  ис5 точником ЭДС, частота первой гармонической которой в два раза меньше первой гармонической ЭДС обмоток 6 и 8, а ЭДС обмотки 9 эффективно использовать дл  питани  собственной обмотки 12 возбужде0 ни  через выпр мительный блок. Возможно также согласно-последовательное включение всех обмоток 6-9, тогда с выводных клемм снимаетс  ЭДС, частота первой гармонической которой в два раза больше частоты первой гармонической ЭДС, индуцируемой

5 в обмотках 7 и 9, когда они не подключены к обмоткам 6 и 8. Кроме того, комбинированным включением обмоток 6-9, например по две или по три, достигаетс  и побочный эффект - получение выходного сигнала несинусоидальной формы. При этом имеетс 

0 возможность однонаправленного вращени  роторов, а также их вращени  с различной частотой при однонаправленном, так и при противонаправленном вращении, что существенно расшир ет область применени 

5 предлагаемой машины и ее функциональные возможности.

Claims (1)

1. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ИНДУКТОР НАЯ МАШИНА, содержащая статор с сердечниками и обмотками на каждом из них, вал, два расположенных с торцов и установленных в подшипниках ротора, каждый из которых выполнен с одинаковым числом полюсов, ширина которых равна половине

   27 2Θ 27 17 76

   Фиг. 7 полюсного деления ротора, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей машины, один из роторов установлен на валу с помощью дополнительного подшипника с возможностью вращения относительно другого ротора, роторы связаны между собой жесткой кинематической передачей, оси полюсов двух роторов размещены один напротив другого в продольных плоскостях, ширина сердечников статора равна междуполюсному расстоянию роторов, а число сердечников статора выбирается из соотношения

   7 — (Zj>~2) ^Z1---2~ ’ где Z₂ — суммарное число полюсов первого <© и второго роторов, причем Z_a/2 нечетное число.

   SU „„ 1117782