Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

ЖИДКОСТНО-ЗАПОЛНЕННАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА - Патент РФ 2045805
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ЖИДКОСТНО-ЗАПОЛНЕННАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА
ЖИДКОСТНО-ЗАПОЛНЕННАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА

ЖИДКОСТНО-ЗАПОЛНЕННАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в электромашиностроении. Сущность изобретения: машина содержит статор и ротор со скошенными пазами. Для снижения магнитных вибраций скос пазов на статоре и роторе выполнен в одном направлении на одинаковый угол. 2 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2045805
Класс(ы) патента: H02K5/12
Номер заявки: 3164408/07
Дата подачи заявки: 06.03.1987
Дата публикации: 10.10.1995
Заявитель(и): Акционерное общество открытого типа "Электросила"
Автор(ы): Бахмистров С.Н.; Ройтгарц М.Б.
Патентообладатель(и): Акционерное общество открытого типа "Электросила"
Описание изобретения: Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к жидкостнозаполненным асинхронным машинам в малошумном исполнении.
Известны электрические машины, в которых для снижения вибраций производится ужесточение конструкции сердечника статора и корпуса. Подавление вибраций происходит благодаря увеличению механического импеданса конструкции. При этом возрастают масса и габариты электрической машины [1] Предпочтительнее подавлять вибрации в источнике за счет снижения вибровозмущающих сил и моментов.
Наиболее близкой к заявляемой, принятой за прототип, является жидкостнозаполненная электрическая машина, содержащая статор и ротор со скошенными пазами. Скос пазов выполнен в противоположных направлениях на целое зубцовое деление [2]
При скосе пазов статора и ротора в противоположных направлениях в соответствии с известной теорией электрических машин влияние скоса на параметры определяется суммой скосов пазов на статоре и роторе. Эффективность снижения магнитных вибровозмущающих сил низкого пространственного порядка, образованных взаимодействием в зазоре зубцовых гармоник статора и ротора, также определяется суммарным скосом пазов ротора и статора. При встречном скосе пазов уменьшаются радиальные силы и изгибающие моменты, однако скручивающие моменты остаются и при малой жесткости длинных машин к кручению в плоскости оси вращения эти моменты вызывают значительные вибрации. Установлено, что силовые волны, порядок которых близок к числу пазов статора, вследствие механической анизотропии зубцовой зоны приводят к деформациям статора низких порядков. Скручивающие моменты высоких порядков, действующие на зубцы, также вызывают деформации низких порядков в статоре.
Таким образом, для полного исключения колебаний, вызванных магнитными источниками на зубцовой частоте, необходимо исключить действие на статор сил и моментов как низких пространственных порядков, так и высоких порядков, близких или кратных к числу пазов статора.
В жидкостнозаполненных электрических машинах со скосом пазов отмечены гидравлические вибрации, зависящие от величины магнитного поля и от взаимного скоса пазов статора и ротора.
Цель изобретения снижение магнитных вибраций зубцового порядка и гидравлических вибраций.
Поставленная цель достигается за счет того, что в жидкостнозаполненной электрической машине, содержащей статор и ротор со скошенными пазами, скос пазов на статоре и роторе выполнен в одном направлении на одинаковый угол, кратный 4 π/ /(Z1+Z2), где Z1 и Z2соответственно число пазов статора и ротора.
Новизна изобретения состоит в новой совокупности известных признаков, среди которых есть один неизвестный, впервые предложенный, а именно величина согласного скоса пазов кратна 4π /(Z1+Z2).
Существенность признаков подтверждается наличием в совокупности нового свойства, выраженного в том, что согласный скос пазов позволяет существенно снизить магнитные и гидравлические вибрации. Поскольку взаимный угол скоса равен нулю, электромагнитные силы, действующие на зубцы статора, под влиянием скоса пазов не уменьшаются. Это справедливо независимо от пространственного порядка силовых волн. Одновременно в зубцах отсутствуют скручивающие моменты низкого и высокого порядка. При передаче электромагнитных сил из зубцов в ярмо статора важную роль играет скос пазов относительно оси вращения. За счет скоса происходит уменьшение амплитуд силовых волн в ярме статора, причем силы зубцового порядка снижаются наиболее значительно. Самый высокий эффект снижения сил зубцового порядка получаем при скосе пазов статора и ротора на угол 4π /(Z1+Z2). В результате при согласном скосе пазов в ярме статора практически отсутствуют электромагнитные силы низкого пространственного порядка, вызванные силами порядка зубчатости в зазоре. Силы низкого пространственного порядка передаются в ярмо статора с уменьшенными амплитудами. Низкий механический импеданс статора к кручению не приводит к значительным вибрациям, поскольку отсутствуют вибровозмущающие моменты. Вибровозмущающие силы в статоре также не приводят к значительным вибрациям, поскольку с одной стороны силы уменьшаются при прохождении из зубцовой зоны в ярмо, а с другой стороны механический импеданс длинных машин к этим силам имеет относительно большую величину. Кроме того, при согласном скосе пазов, когда пазы статора и ротора параллельны, облегчаются условия протекания жидкости в жидкостнозаполненных машинах. В результате снижаются связанные с магнитным полем гидравлические вибрации. Все это обеспечивает получение сверхсуммарного положительного эффекта.
На фиг.1 показана предлагаемая машина, продольный разрез; на фиг.2 скос пазов статора и ротора на оптимальный угол.
Жидкостнозаполненная электрическая машина содержит корпус 1 с размещенными в нем статором 2 и ротором 3. Зазор между статором и ротором заполнен жидкостью 4. На статоре и роторе выполнены скошенные на угол, кратный 4π /(Z1+Z2), пазы 5, 6, где Z1 и Z2 соответственно число пазов статора и ротора, в которых уложена обмотка (фиг.2).
Особенности работы данной конструкции заключаются в следующем.
Силовая волна, образованная взаимодействием полей статора 2 и ротора 3, воздействует на зубцы статора и имеет вид
Pr=Pcosr V ωrt-,
где Р амплитуда силовой волны;
ωr круговая частота силовой волны;
r пространственный порядок;
v определяется скосом пазов;
y направление оси вращения;
D диаметр расточки.
Сила, действующая на скошенный зубец, усредняется по его сечению и передается через его основание с амплитудой плотности
PZ=P ζZζZск, н/м2, где t1, bZ1 зубцовое деление и ширина зубца статора;
ζZ=sin / амплитудный коэффициент силы в зубце;
ζZск=sin (rtgγ1-V)/ (rtgγ1-V) коэффициент скоса силы в зубце;
tg γ1=bck1/l, где l длина зубца;
bck1 длина дуги скоса.
Просуммировав действие всех зубцов и представив результирующую нагрузку в виде гармонического ряда, получают амплитуду плотности силы в ярме
Pjn=P ζz ζzck ζj ζjck, н/м2, где ζj=sin / амплитудный коэффициент силы в ярме;
ζjск=sin / коэффициент скоса силы в ярме;
n=r,r ±Z1; r ±2Z1,
Радиальные силы, действующие на зубец, создают моменты, поворачивающие его в плоскости оси вращения (скручивающие моменты)
MZ= P t1ζZqZск, Нм где qZск=cos rtgγ1-V)- / (rtgγ1-V) коэффициент скоса для скручивающего момента.
Просуммировав моменты всех зубцов, получают амплитуду плотности результирующего момента в виде
min=P ζZqZскζjζjск, Н.
Из выражений для амплитуд моментов видно, что при низком механическом импедансе статора к кручению исключить скручивающие моменты можно, если выполнить условие qzck=0. Решение этого уравнения
v=rtg γ1
может быть обеспечено только при согласном скосе пазов статора и ротора на одинаковый угол.
В этом случае коэффициенты скоса принимают значения
Zck=1; qZсk=0,
т. е. при согласном скосе пазов силы в зубцах не уменьшаются, но и скручивающие моменты не образуются. Отличный от нуля согласный скос пазов на статоре и роторе позволяет дополнительно уменьшить радиальные силы при передаче их из зубцов в ярмо пропорционально коэффициенту скоса силы в ярме. Анализ выражения для коэффициента скоса показывает, что для сил низкого пространственного порядка необходимый угол скоса оказывается недопустимо большим, а для сил зубцового порядка оптимальный угол скоса (центральный) должен быть кратным 4 π/(Z1+Z2).
При этом происходит одновременное снижение сил низкого пространственного порядка и почти полное исключение сил порядка зубчатости.
Действительно, коэффициент скоса в ярме становится равным, например, при Z2/Z1=1, 2; Z1=6p получают
для n=Z2-Z1; ζjck=0,95; qzck=0; ζj=0,98;
для n=Z2-Z1+2p; ζjck=0,9; qzck=0; ζj=0,59;
для n Z1 + Z2; ζjck=0; qzck=0; ζj=0,09;
для n=Z1+Z2+2p ζjck=0,11; qzck=0; ζj=0,19
Из приведенного примера видно, что происходит практически полное исключение сил суммарного порядка при некотором снижении сил разностного порядка. Скручивающих моментов нет. Наряду с уменьшением вибровозмущающих сил при согласном скосе облегчаются условия протекания жидкости в зазоре между ротором и статором.
Формула изобретения: ЖИДКОСТНО-ЗАПОЛНЕННАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА, содержащая статор и ротор со скошенными пазами, отличающаяся тем, что, с целью снижения магнитных вибраций, скос пазов на статоре и роторе выполнен в одном направлении на одинаковый угол, кратный где Z1 и Z2 соответственно число пазов статора и ротора.