БЕСКОНТАКТНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА

Полезная модель относится к области электротехники, а именно, к бесконтактным синхронным двигателям и генераторам с одним статором и двумя роторами с постоянными магнитами.
Известен бесконтактный электродвигатель, который содержит установленный в корпусе на валу в подшипниках двойной ротор, состоящий из наружного в виде ферромагнитного стакана и внутреннего в виде ферромагнитного цилиндра с постоянным магнитом на внешней поверхности. Внутренний ротор выполнен в виде цилиндра, охватывающего вал, и, отделенного от стакана наружного ротора с образованием фланца в донной части и с возможностью размещения на нем подшипника с опорным фланцем. Между частями ротора размещен цилиндрический немагнитный беспазовый статор с обмоткой, закрепленной на опорных фланцах подшипников. При этом наружный ротор дополнительно закреплен в корпусе на подшипнике со стороны открытого торца. Постоянный магнит может быть размещен и на внутренней поверхности ферромагнитного стакана наружного ротора (описание к патенту RU 133662, МПК H02K 21/12 (2006.01), H02K 29/00 (2006.01), опубликовано 20.10.2013, прототип).
Известное техническое решение позволяет повысить точность позиционирования оси ротора и обмотки статора, что достигается введением дополнительной пары подшипников. Это не только усложняет конструкцию, но и снижает надежность машины. Выполнение корпуса и частей ротора в известной конструкции из ферромагнитного материала ухудшает массогабаритные характеристики и КПД машины за счет потерь в стальных магнитопроводах.
Задача полезной модели - устранение недостатков прототипа, а именно, упрощение конструкции и улучшение эксплуатационных характеристик с достижением технического результата, выражающегося в повышении КПД.
Технический результат достигается тем, что в бесконтактной электрической машине, включающей установленные в корпусе на валу двойной ротор, состоящий из наружного в виде стакана с постоянным магнитом на внутренней поверхности и внутреннего в виде цилиндра с постоянным магнитом на внешней поверхности, и, размещенный между частями ротора цилиндрический немагнитный беспазовый статор с обмоткой, закрепленной одним концом на корпусе, а другим концом на опорном фланце подшипника на валу в донной части наружного ротора, последний входной частью стакана обращен к выходному концу вала, при этом ротор, корпус и опорный фланец статора выполнены из неферромагнитного материала.
На чертеже представлен продольный разрез бесконтактной электрической машины.
Электрическая машина содержит установленный в неферромагнитном корпусе 1 на валу 2 в подшипниках 3, 4 двойной ротор, состоящий из наружного ротора 5 в виде неферромагнитного стакана и внутреннего ротора 6 в виде неферромагнитного цилиндра, охватывающего вал 2.
На внешней поверхности внутреннего ротора 6 и на внутренней поверхности наружного ротора 5 размещены соответственно постоянные магниты 7,8. Последние могут быть выполнены из изотропного магнитопласта, например, на основе соединения Nd Fe B.
Между постоянными магнитами 7,8 внутреннего 6 и наружного 5 ротора размещен цилиндрический немагнитный статор с обмоткой 9, закрепленной одним концом в корпусе 1 на опорном фланце 10 подшипника 3, другим - на опорном фланце 11 подшипника 4.
Корпус 1 выполнен в виде стакана с крышкой 12.
Работа электродвигателя осуществляется при поступлении на обмотку 9 статора питающего напряжения.
Работа электродвигателя осуществляется при поступлении на обмотку 9 статора питающего напряжения. В результате взаимодействия магнитных полей постоянных магнитов 7,8 внутренний 6 и наружный 5 роторы вращаются. Поле статора взаимодействует с электромагнитным полем вращающихся роторов и вал 2 под действием образованного момента вращается.
Выполнение корпуса 1 и частей ротора из неферромагнитных материалов с одной стороны исключает потери энергии в магнитопроводах машины по сравнению с потерями энергии в стали, с другой - снижает вес машины вследствие меньшей плотности неферромагнитных. Благодаря выполнению постоянных магнитов 7,8 ротора из магнитопласта, вес машины снижается дополнительно.