Patent PL-416179-A1 (PL)
Inventor: SOBOLEWSKA JOANNA PAULINA
IPC: H02K21/26
Filed: 2016-02-18
Abstract: Przedmiotem wynalazku jest nowy typ wysokoobrotowego silnika prądu stałego, w którym zastosowano rdzeń magnetyczny o dwóch biegunach magnetycznych, mocowany do wału silnika za pomocą pierścienia. Rdzeń magnetyczny jest umieszczony w oplatającym go szczelnie uzwojeniu stojana wykonanym z miedzi, a składającym się z dwóch elementów (Cu1 i Cu2). Rdzeń magnetyczny jest wykonany z magnesów warstwowych lub jednobiegunowych i posiada na swoim obwodzie dwa bieguny magnetyczne, przy czym wektory magnetyzacji domen magnetycznych rdzenia są ortogonalne do jego powierzchni brzegowych, co jest charakterystyczne dla tego typu magnesów stałych. Element uzwojenia (Cu1) wykonany jest z jednego kawałka miedzi (walec) przez obróbkę skrawaniem, a następnie cięcie laserem osiowo i promieniowo. Górna część uzwojenia (Cu1) jest zakończona pierścieniem, który łączy elektrycznie i mechanicznie ponacinane fragmenty uzwojenia. Element uzwojenia (Cu2) wykonany jest również z jednego kawałka miedzi (walec) poprzez obróbkę skrawaniem, a następnie cięcie laserem osiowo i promieniowo. Przy czym dolna część uzwojenia na etapie cięcia laserem jest dłuższa, zapewniając w ten sposób połączenie mechaniczne wszystkich elementów. Dopiero po cięciu laserowym i połączeniu mechanicznym nacięć w dolnej części uzwojenia za pomocą na przykład żywicy epoksydowej odcina się zbędny element dolnej części uzwojenia. Tak wykonany fragment uzwojenia (Cu2) zbudowany jest z fragmentów przewodnika odizolowanych od siebie elektrycznie, ale połączonych mechanicznie w dolnej części tego uzwojenia z uwagi na zastosowaną żywicę epoksydową (lub inne kleje) w przedostatniej fazie obróbki. Części uzwojenia (Cu1 i Cu2) łączone są elektrycznie na przykład za pomocą lutowania bądź zgrzewania, po uprzednim umieszczeniu we wnętrzu (Cu1) wirnika silnika zbudowanego z elementu i mocowanego za pomocą pierścienia wykonanego z tworzywa sztucznego do wału silnika, który w tej wersji silnika jest nieruchomy. Uzwojenie wirnika (Cu1, Cu2) wraz z elementarni mocującymi (D1, D2, D3) jest umieszczone wewnątrz elementów magnesów stałych, które są mocowane do elementów obudowy wykonanych z ferromagnetyka miękkiego. Magnesy stałe zbudowane są z mniejszych elementów na przykład wycinki pierścieni o kącie 5 stopni. Elementy składowe magnesów są magnesowane odpowiednio osiowo, promieniowo i osiowo, uwzględniając orientację określoną przez oś silnika przechodzącą przez oś podłużną wału. Elementy obudowy mocowane są na stałe do wału, który w niniejszym rozwiązaniu jest nieruchomy. Element obudowy (1) jest wycięty w części osłonowej elementu (D1), z którego odbiera się energię mechaniczną (w przypadku silnika), bądź dostarcza (w przypadku prądnicy) za pomocą zębatki, bądź koła pasowego mocowanego do (D1). Umieszczenie uzwojenia wirnika w polu magnetycznym magnesów stałych od jego strony wewnętrznej i zewnętrznej zwiększa objętość roboczą uzwojenia wirnika i indukcji magnetycznej pola, w którym znajduje się uzwojenie wirnika. Elementy magnesów stałych mocowane są do elementów obudowy w ten sposób, że ustawione są biegunami przeciwnymi do rdzenia magnetycznego. Silniki nowego typu znajdą zastosowanie w przemyśle lotniczym, samochodowym, automatyce, chłodnictwie i w siłowniach wiatrowych.