Электрическая машина
ELECTRIC MACHINE

Изобретение относится к электротехнике, а именно к бесконтактным электрическим машинам с магнитными опорами, и может быть использована в бесшумных вентиляторах, насосах, кондиционерах, беспилотных аппаратах и др. энергетических установках, работающих в крайне тяжелых климатических условиях в отсутствии человека, где надежность установки определяется надежностью работы подшипниковых опор.
Известна электрическая машина содержащая корпус, вал, статор с пазами, ротор, насаженный на вал, основную обмотку, уложенную в пазах статора, два радиальных подшипника на постоянных магнитах, один гибридный магнитный подшипник и один осевой магнитный подшипник (описание к патенту RU 2534756 С1, МПК H02K 7/09 (2006.01), H02K 19/36 (2006.01), H02K 1/06 (2006.01), опубликовано: 10.12.2014 Бюл. №34, прототип).
В известной конструкции магнитный подвес вала ротора только при помощи магнитных опор не позволяет ограничивать осевое перемещение ротора и, следовательно, не обеспечивает устойчивость работы машины.
Задача изобретения - повышение устойчивости работы электрической машины с магнитными опорами.
Технический результат - снижение осевого перемещения ротора за счет возможности механической опоры.
Технический результат достигается тем, что электрическая машина, включающая установленные в корпусе ротор, насаженный на вал, статор с основной обмоткой, два радиальных подшипника на постоянных магнитах, один осевой магнитный подшипник и один осевой механический подшипник, дополнительно снабжена электромагнитом, установленным в корпусе статора, который снабжен вспомогательной обмоткой, при этом ротор снабжен постоянным магнитом, обращенным к основной обмотке статора, а осевой механический подшипник выполнен игольчатым и установлен на валу с возможностью контакта с торцевой стенкой корпуса.
Сущность технического решения заключается в том, что вводится дополнительная механическая опора в виде игольчатого подшипника, которая ограничивает осевое перемещение ротора только в статике, а при вращении ротора размыкается благодаря электромагниту и вспомогательной обмотке статора.
На фигуре изображена электрическая машина (продольное сечение): 1 - корпус статора; 2 - пакет статора; 3 - обмотка статора вспомогательная; 4 - обмотка статора основная; 5 - сердечник электромагнита; 6 - обмотка электромагнита; 7 - якорь электромагнита; 8 - постоянный магнит ротора; 9- магнитопровод ротора; 10 - ротор; 11, 13- радиальные подшипники на постоянных магнитах; 12 - осевой магнитный подшипник; 14 - игольчатый подшипник.
Устройство работает следующим образом: при взаимодействии вращающегося магнитного поля, создаваемого расположенными на статоре основными обмотками 4, с магнитным полем постоянных магнитов 8, расположенных на роторе, последний приходит во вращение.
При разгоне машины, под действием вращающегося магнитного поля и поля постоянных магнитов 8, во вспомогательной обмотке статора 3, по закону электромагнитной индукции наводится ЭДС, которая включает обмотку электромагнита 6 и по ней начинает протекать электрический ток. Электромагнит создает магнитное поле и силу, перемещающую якорь 7 электромагнита вместе с ротором 10 в осевом направлении на микроскопическое расстояние, разрывая или значительно ослабляя механическую связь со статором. Осевое перемещение ротора ограничивает осевой магнитный подшипник, который препятствует залипанию ротора 7.
Таким образом, создается динамически устойчивая саморегулирующаяся система. В данной системе стабилизирующее влияние создает гироскопический момент ротора.