×
10.12.2014
216.013.0d0b

ВЫСОКОСКОРОСТНАЯ БЕСКОНТАКТНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА (ВАРИАНТЫ)

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано в качестве источников электрической энергии автономных систем электроснабжения. Технический результат заключается в повышении надежности и энергоэффективности, а также в повышении выходной мощности бесконтактной электрической машины. В бесконтактной электрической машине вал с ротором выполнены в виде цилиндра постоянного сечения с пазами для вращающихся выпрямителей. При этом диаметр подвижного магнитопровода вращающегося трансформатора равен диаметру ротора, а диаметр расточки неподвижного магнитопровода вращающегося трансформатора равен диаметру расточки статора. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано в качестве источников электрической энергии автономных систем электроснабжения.

Известна бесконтактная электрическая машина (патент РФ 2406212 С2, H02K 21/20, 20.02.2010), содержащая ротор в виде явно полюсного индуктора, у которого ось симметрии от полюса N к полюсу S совпадает с осью вращения ротора, и статор с проводниками, расположенными на внутренней поверхности статора вдоль его цилиндрических образующих, проводники разбиты на две группы, в одной из которых проводники расположены вокруг полюса индуктора с полярностью N, а в другой - вокруг полюса индуктора с полярностью S. Проводники одной группы расположены зеркально-симметрично по отношению к проводникам другой группы, то есть так, что начала (концы) активной части проводников расположены вблизи крышек машины, а их концы (начала) - вблизи центральной части статора. Вал машины и ее боковые крышки могут быть выполнены из немагнитных материалов.

Недостатками такой конструкции являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные малой быстроходностью электрической машины, незначительная прочность ротора и значительные потери на трение в подшипниковых узлах.

Известна бесконтактная синхронная электрическая машина (патент РФ 2091965 C1, H02K 19/38, 27.09.1997), содержащая статор, ротор, на статоре якорную обмотку и обмотку возбуждения возбудителя, а на роторе систему возбуждения, выполненную, как минимум, из двух обмоток, соединенных между собой электрически. Отличительной особенностью является то, что каждая обмотка системы возбуждения выполнена по меньшей мере из двух частей, соединенных между собой через переключающие устройства, например диоды, с возможностью их включения последовательно или параллельно. При этом одноименные зажимы частей обмоток системы возбуждения, не имеющие связи с разноименными зажимами других частей данных обмоток через переключающее устройство, соединены между собой электрически.

Недостатками такой конструкции являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные малой быстроходностью электрической машины, незначительная прочность ротора и значительные потери на трение в подшипниковых узлах.

Известна конструкция сверхпроводящей бесконтактной синхронной машины (патент US 4352033 C1, H02K 9/19, 1982 г.), содержащая статор, ротор, на статоре якорную обмотку и обмотку возбуждения возбудителя, а на роторе систему возбуждения, выполненную в виде многофазной обмотки.

Недостатками такой конструкции являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные малой быстроходностью электрической машины, незначительная прочность ротора, значительные потери на трение в подшипниковых узлах, а также сложность технической реализации.

Известен бесконтактный синхронный генератор (А.С. СССР №169658, H02K 19/38, 1955), содержащий статор, ротор, на статоре основную и дополнительную обмотки, а на роторе обмотку возбуждения, питаемую от дополнительной роторной обмотки через полупроводниковые выпрямители, с целью упрощения и уменьшения расхода активных материалов, указанная дополнительная обмотка статора питается от основной статорной обмотки через линейный дроссель, осуществляющий фазовое компаундирование совместно с токовой обмоткой, расположенной на статоре.

Недостатками такой конструкции являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные малой быстроходностью электрической машины, незначительная прочность ротора и значительные потери на трение в подшипниковых узлах.

Наиболее близкой к заявляемой по технической сущности и достигаемому результату является конструкция бесконтактной синхронной машины с вращающимися выпрямителями (Д.А. Бут. Бесконтактные электрические машины // М. - Высшая школа. - 1990 г. - c.108), содержащая корпус, вал, статор с пазами, ротор, насаженный на вал, основную обмотку, уложенную в пазах статора, на роторе расположена обмотка возбуждения, электрически соединенная через блок вращающихся выпрямителей со вторичной обмоткой вращающегося трансформатора, уложенной в подвижном магнитопроводе, насаженном на валу, первичную обмотку вращающегося трансформатора, уложенную в неподвижном магнитопроводе, установленном в корпусе концентрично с воздушным зазором относительно подвижного магнитопровода.

Недостатками такой конструкции являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные малой быстроходностью электрической машины, незначительная прочность ротора и значительные потери на трение в подшипниковых узлах.

Задача изобретения - расширение функциональных возможностей бесконтактной электрической машины, благодаря повышению ее быстроходности, минимизация потерь энергии на трение в подшипниковых узлах, благодаря применению гибридных магнитных подшипников, повышение прочности ротора благодаря выполнению его в виде цилиндра постоянного сечения с пазами для вращающихся выпрямителей.

Техническим результатом является повышение надежности и энергоэффективности, а также повышение выходной мощности бесконтактной электрической машины.

Поставленная задача решается и указанный результат достигается по первому варианту тем, что в высокоскоростной бесконтактной электрической машине, содержащей корпус, вал, статор с пазами, ротор, насаженный на вал, основную обмотку, уложенную в пазах статора, на роторе расположена обмотка возбуждения, электрически соединенная через блок вращающихся выпрямителей с вторичной обмоткой вращающегося трансформатора, уложенной в подвижном магнитопроводе, насаженном на валу, первичную обмотку вращающегося трансформатора, уложенную в неподвижном магнитопроводе, установленном в корпусе концентрично с воздушным зазором относительно подвижного магнитопровода, согласно изобретению, что вал с ротором выполнены в виде цилиндра постоянного сечения с пазами для вращающихся выпрямителей, при этом диаметр подвижного магнитопровода вращающегося трасформатора равен диаметру ротора, а диаметр расточки неподвижного магнитопровода вращающегося трансформатора равен диаметру расточки статора.

Поставленная задача решается и указанный результат достигается по второму варианту тем, что в высокоскоростной бесконтактной электрической машине, содержащей корпус, вал, статор с пазами, ротор, насаженный на вал, основную обмотку, уложенную в пазах статора, на роторе расположена обмотка возбуждения, электрически соединенная через блок вращающихся выпрямителей с вторичной обмоткой вращающегося трансформатора, уложенной в подвижном магнитопроводе, насаженном на валу, первичную обмотку вращающегося трансформатора, уложенную в неподвижном магнитопроводе, установленном в корпусе концентрично с воздушным зазором относительно подвижного магнитопровода, согласно изобретению, что вал с ротором выполнены в виде цилиндра постоянного сечения с пазами для вращающихся выпрямителей, при этом диаметр подвижного магнитопровода вращающегося трансформатора равен диаметру ротора, а диаметр расточки неподвижного магнитопровода вращающегося трансформатора равен диаметру расточки статора, причем выпрямители выполнены в виде цилиндра с неэлектропроводным основанием и жесткими электрическими контактами, а пазы вала выполнены в виде цилиндрических отверстий.

Существо изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 изображена высокоскоростная бесконтактная электрическая машина по первому варианту. На фиг.2 изображена высокоскоростная бесконтактная электрическая машина по второму варианту. На фиг.3 изображена конструкция выпрямителя. На фиг.4 изображен разрез ротора.

Предложенное устройство по первому варианту содержит (фиг.1) корпус 1, в котором установлен статор с пазами 2, в которых уложена обмотка 3, вал 4, на котором насажен ротор 5 с обмоткой возбуждения 6, вал 4 с ротором 5 концентрично расположены в радиальных магнитных подшипниках 7 и перпендикулярно осевому магнитному подшипнику 8, бандаж 9, при этом на валу установлен комбинированный магнитный подшипник, состоящий из вращающегося трансформатора 10 и магнитного подшипника на постоянных магнитах 11, при этом обмотки вращающегося трансформатора 10 электрически соединены через вращающиеся выпрямители 12 с обмоткой возбуждения 6.

Предложенное устройство по второму варианту содержит (фиг.2) корпус 1, в котором установлен статор с пазами 2, в которых уложена обмотка 3, вал 4, на котором насажен ротор 5 с обмоткой возбуждения 6, вал 4 с ротором 5 концентрично расположены в радиальных магнитных подшипниках 7 и перпендикулярно осевому магнитному подшипнику 8, бандаж 9, при этом на валу установлен комбинированный магнитный подшипник, состоящий из вращающегося трансформатора 10 и магнитного подшипника на постоянных магнитах 11, при этом обмотки вращающегося трансформатора 10 электрически соединены через вращающиеся выпрямители 12 с обмоткой возбуждения 6, причем вращающиеся выпрямители 12 выполнены в виде цилиндра с неэлектропроводным основанием 13, электрическими контактами 14 и бандажа 15 (фиг.3), а пазы вала 4 выполнены в виде цилиндрических отверстий (фиг.4).

Устройство по первому варианту работает следующим образом: при подаче переменного электрического тока на вращающийся трансформатор 10, через вращающиеся выпрямители 12, в обмотки возбуждения 6 начинает протекать электрический ток, который создает в воздушном зазоре поле возбуждения. При вращении вала 4 с ротором 5 по закону электромагнитной индукции в обмотке статора начинает протекать переменный электрический ток. При этом конструкция вала 4, ротора 5 с бандажом 9 обеспечивают повышение прочности бесконтактной электрической машины, а применение комбинированного магнитного подшипника, состоящего из вращающегося трансформатора 10 и магнитного подшипника на постоянных магнитах 11, а также радиальных магнитных подшипниках 7 и осевого магнитного подшипника 8 обеспечивает бесконтактное вращение вала 4, а следовательно, и минимальные потери на трение.

Устройство по второму варианту работает следующим образом: при подаче переменного электрического тока на вращающийся трансформатор 10, через вращающиеся выпрямители 12, в обмотки возбуждения 6 начинает протекать электрический ток, который создает в воздушном зазоре поле возбуждения. При вращении вала 4 с ротором 5 по закону электромагнитной индукции в обмотке статора начинает протекать переменный электрический ток. При этом конструкция вала 4, ротора 5 с бандажом 9 обеспечивают повышение прочности бесконтактной электрической машины, а применение комбинированного магнитного подшипника, состоящего из вращающегося трансформатора 10 и магнитного подшипника на постоянных магнитах 11, а также радиальных магнитных подшипниках 7 и осевого магнитного подшипника 8 обеспечивает бесконтактное вращение вала 4, а следовательно, и минимальные потери на трение. Дополнительная прочность и возможности по повышению быстроходности высокоскоростной бесконтактной электрической машины обеспечивается тем, что вращающиеся выпрямители 12 выполнены в виде цилиндра с неэлектропроводным основанием 13, жесткими электрическими контактами 15 и бандажа 16, обеспечивающими надежную электрическую связь между обмоткой возбуждения и вращающимся трансформатором, и вставленные в пазы вала 4 выполнены в виде цилиндрических отверстий.

Итак, заявляемое изобретение позволяет расширить функциональные возможности бесконтактной электрической машины, благодаря повышению ее быстроходности, минимизировать потери энергии на трение в подшипниковых узлах, благодаря применению гибридных магнитных подшипников, повысить прочность ротора, благодаря выполнению его в виде цилиндра постоянного сечения с пазами для вращающихся выпрямителей.

Таким образом, повышается надежность, энергоэффективность, а также повышается выходная мощность бесконтактной электрической машины.


ВЫСОКОСКОРОСТНАЯ БЕСКОНТАКТНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА (ВАРИАНТЫ)
ВЫСОКОСКОРОСТНАЯ БЕСКОНТАКТНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА (ВАРИАНТЫ)
ВЫСОКОСКОРОСТНАЯ БЕСКОНТАКТНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА (ВАРИАНТЫ)
ВЫСОКОСКОРОСТНАЯ БЕСКОНТАКТНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА (ВАРИАНТЫ)
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 141 items.
10.01.2013
№216.012.1a80

Линейный шаговый двигатель (варианты)

Изобретение относится к электротехнике, к линейным шаговым двигателям (ЛШД), и может быть использовано преимущественно в устройствах ввода - вывода. Технический результат состоит в расширении функциональных и технологических возможностей ЛШД и упрощении его конструкции за счет применения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472276
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.02.2013
№216.012.28a8

Высокоскоростная магнитоэлектрическая машина с вертикальным валом

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть использовано в высокоскоростных магнитоэлектрических машинах. Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, состоит в расширении функциональных возможностей высокоскоростных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475928
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.03.2013
№216.012.3136

Ультрамелкозернистые алюминиевые сплавы для электротехнических изделий и способы их получения (варианты)

Изобретение относится к области получения алюминиевых сплавов и может быть использовано для изготовления изделий электротехнического назначения. Для повышения механической прочности и электрической проводимости в алюминиевых сплавах системы Al-Mg-Si формируют два типа ультрамелкозернистой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478136
Дата охранного документа: 27.03.2013
27.04.2013
№216.012.3ae4

Способ изготовления антифрикционного слоя вкладышей подшипников скольжения

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к созданию поверхностного слоя с особыми свойствами на металлических изделиях типа тел вращения с помощью обкатки, выглаживания, дорнования или виброобработки, и может быть использовано для изготовления и ремонта вкладышей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480637
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.05.2013
№216.012.40f8

Износостойкий композиционный материал с эвтектическим инфильтрантом

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к композиционным материалам для вставок буровых шарошечных долот. Композиционный материал содержит каркас из карбида титана и инфильтрант - сплав эвтектического состава с краевым углом смачивания менее 90°, содержащий кобальт 12-20%; хром...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482202
Дата охранного документа: 20.05.2013
27.06.2013
№216.012.50ca

Способ получения ультрамелкозернистой заготовки лопатки гтд из титановых сплавов

Изобретение относится к области металлургии, а именно к деформационно-термической обработке титановых сплавов, и может быть использовано в авиадвигателестроении при получении заготовок лопаток газотурбинных двигателей (ГТД). Способ получения заготовки лопатки ГТД с ультрамелкозернистой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486275
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.07.2013
№216.012.595d

Аэродинамическое транспортное средство и способ его управления

Изобретение относится к области транспортной техники, в частности к транспортным средствам, работающим на энергии сжатого воздуха. Аэродинамическое транспортное средство содержит компрессор, соединенный с пневмотрубой, грузовую или пассажирскую платформу, электродвигатели, установленные в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488498
Дата охранного документа: 27.07.2013
20.08.2013
№216.012.6195

Образец для испытания диффузионного соединения листовых заготовок на сдвиг, способ его изготовления и испытания

Изобретение относится к испытательной технике. Образец содержит две соединенные внахлест пластины, образующие диффузионное соединение и имеющие совмещенные с ними накладки, расположенные с противоположных от соединения сторон. Сумма толщин первой пластины и совмещенной с ней первой накладки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490613
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.09.2013
№216.012.696e

Способ определения экологического состояния водоемов

Измеряют гидробиологические показатели - индекс сапробности по Пантле и Букку в модификации Сладечек. Одновременно измеряют гидрохимические показатели - водородный показатель, химическое потребление кислорода, концентрация растворенного кислорода и электропроводность. Рассчитывают сводный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492641
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.10.2013
№216.012.7a5d

Способ изготовления моноблочного лопаточного диска

Изобретение может быть использовано при изготовлении моноблочного лопаточного диска (блиска), преимущественно, для ротора газотурбинного двигателя. Получают лопатку с выступом, параметры которого обеспечивают присоединение к диску посредством линейной сварки трением. На лопатке выполняют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496987
Дата охранного документа: 27.10.2013
Showing 1-10 of 191 items.
10.01.2013
№216.012.1a80

Линейный шаговый двигатель (варианты)

Изобретение относится к электротехнике, к линейным шаговым двигателям (ЛШД), и может быть использовано преимущественно в устройствах ввода - вывода. Технический результат состоит в расширении функциональных и технологических возможностей ЛШД и упрощении его конструкции за счет применения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472276
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.02.2013
№216.012.28a8

Высокоскоростная магнитоэлектрическая машина с вертикальным валом

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть использовано в высокоскоростных магнитоэлектрических машинах. Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, состоит в расширении функциональных возможностей высокоскоростных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475928
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.03.2013
№216.012.3136

Ультрамелкозернистые алюминиевые сплавы для электротехнических изделий и способы их получения (варианты)

Изобретение относится к области получения алюминиевых сплавов и может быть использовано для изготовления изделий электротехнического назначения. Для повышения механической прочности и электрической проводимости в алюминиевых сплавах системы Al-Mg-Si формируют два типа ультрамелкозернистой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478136
Дата охранного документа: 27.03.2013
27.04.2013
№216.012.3ae4

Способ изготовления антифрикционного слоя вкладышей подшипников скольжения

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к созданию поверхностного слоя с особыми свойствами на металлических изделиях типа тел вращения с помощью обкатки, выглаживания, дорнования или виброобработки, и может быть использовано для изготовления и ремонта вкладышей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480637
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.05.2013
№216.012.40f8

Износостойкий композиционный материал с эвтектическим инфильтрантом

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к композиционным материалам для вставок буровых шарошечных долот. Композиционный материал содержит каркас из карбида титана и инфильтрант - сплав эвтектического состава с краевым углом смачивания менее 90°, содержащий кобальт 12-20%; хром...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482202
Дата охранного документа: 20.05.2013
27.06.2013
№216.012.50ca

Способ получения ультрамелкозернистой заготовки лопатки гтд из титановых сплавов

Изобретение относится к области металлургии, а именно к деформационно-термической обработке титановых сплавов, и может быть использовано в авиадвигателестроении при получении заготовок лопаток газотурбинных двигателей (ГТД). Способ получения заготовки лопатки ГТД с ультрамелкозернистой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486275
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.07.2013
№216.012.595d

Аэродинамическое транспортное средство и способ его управления

Изобретение относится к области транспортной техники, в частности к транспортным средствам, работающим на энергии сжатого воздуха. Аэродинамическое транспортное средство содержит компрессор, соединенный с пневмотрубой, грузовую или пассажирскую платформу, электродвигатели, установленные в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488498
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.08.2013
№216.012.5d55

Способ получения износостойкого покрытия на основе интерметаллида системы ti-al

Изобретение относится к получению износо-, ударо-, тепло-, трещино- и коррозионностойких покрытий и может быть использовано в машиностроении для повышения надежности и деталей машин и инструмента. Обрабатываемую деталь размещают в вакуумной камере установки, содержащей плазменный источник с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489514
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.08.2013
№216.012.6195

Образец для испытания диффузионного соединения листовых заготовок на сдвиг, способ его изготовления и испытания

Изобретение относится к испытательной технике. Образец содержит две соединенные внахлест пластины, образующие диффузионное соединение и имеющие совмещенные с ними накладки, расположенные с противоположных от соединения сторон. Сумма толщин первой пластины и совмещенной с ней первой накладки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490613
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.09.2013
№216.012.696e

Способ определения экологического состояния водоемов

Измеряют гидробиологические показатели - индекс сапробности по Пантле и Букку в модификации Сладечек. Одновременно измеряют гидрохимические показатели - водородный показатель, химическое потребление кислорода, концентрация растворенного кислорода и электропроводность. Рассчитывают сводный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492641
Дата охранного документа: 20.09.2013
+ добавить свой РИД