ИНДУКТИВНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА

ИНДУКТИВНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА
Полезная модель относится к электрическим машинам, а более конкретно к индуктивным электрическим машинам. Наиболее успешно данная полезная модель может быть использована в различных автоматических устройствах, в частности заявляемая индуктивная электрическая машина может быть использована на транспорте, в сельском хозяйстве в станках-автоматах, в автоматических и телемеханических системах, устанавливаемых на морских и речных судах, тепловозах и электровозах, самолетах и ракетах, во всевозможных медицинских приборах, в приборах звукозаписи и звуковоспроизведения, в холодильниках, стиральных машинах, кофемолках, фенах, вентиляторах и т.п.
Известно, что в электрических машинах преобразование энергии осуществляется посредством магнитного поля и такие машины называются индуктивными. Как правило, индуктивная коллекторная электрическая машина состоит из неподвижной части - статора и подвижной /вращающейся/ части - ротора /индукционный вариант машины, в кондукционном варианте статор называется индуктором, а ротор - якорем/ .
Статор состоит из полюсов и стального ярма, к которому прикрепляются полюса. На сердечниках полюсов располагается обмотка возбуждения. Расположенная на полюсе обмотка возбуждения часто разбивается на 2-4 катушки для лучшего ее охлаждения. Число главных полюсов всегда четное, причем северные и южные полюсы чередуется, что достегается соответствующим соединением катушек возбуждения отдельных полюсов. Ротор состоит из сердечника, рабочей обмотки и коллектора. Рабочая обмотка соединена с коллектором. Между полюсами и ротором имеется воздушный зазор. Для отвода тока от
вращающегося коллектора и подвода к нему тока применяется щеточный аппарат. Коллектор и щеточный аппарат являются весьма ответственными узлами и от конструкции и качества их изготовления в большей степени зависит бесперебойная работа машин и надежность электрического контакта между коллектором и щетками. /А.И. Вольдек Электрические машины, Ленинград, Энергия, 1978, стр.27 39/.
Щеточно-коллекторный узел имеет скользящие контакты, которые имеют непостоянное переходное сопротивление, что приводит к нестабильности характеристик двигателя. В зависимости от условий эксплуатации, параметров машины, рода питающего тока, от среды, в которой будет работает машина, например, степень запыленности, влажности, наличие паров агрессивных сред и т.п. необходимо каждый раз создавать конструкцию щеточно -коллекторного узла. Искрение под щетками может привести к подгоранию контактов коллектора и щеток, что приводит к снижению сроков эксплуатации машины и невозможности установки машины в обычном исполнении во взрывоопасных помещениях.
Кроме того щеточно-коллекторный узел является источником радиопомех, для подавления которых / особенно у высокооборотных машинах/ требуется применение помехозащитных устройств, блокировочных конденсаторов, электрических фильтров, что приводит к повышению стоимости машины.
Так как щеточно-коллекторный узел машины является узлом, вызывающим трудности при проектировании, изготовлении и эксплуатации машины были сделаны попытки заменить его бесконтактным коммутатором тока, что возможно осуществить с помощью управляемых электрических вентилей. В этом случае усложняется конструкция машины. Бесконтактный коммутатор имеет большие габаритные размеры и увеличивает общую стоимость электропривода. В настоящее время машины с бесконтактными коммутаторами не нашли широкого использования в промышленности.
- о -
в основу настоящей полезной модели была положена задача разработать конструкцию индуктивной электрической машины, в которой рабочая обмотка была бы расположена таким образом и статор и ротор были бы выполнены из таких материалов, чтобы можно было исключить использование щеточно-коллекторного узла при подводе и отводе тока от рабочей обмотки, благодаря чему упрощается конструкция и эксплуатация индуктивной электрической машины, повышается ее надежность и долговечность в работе, при одновременном снижении стоимости электрической машины.
Поставленная задача решается за счет того, что предложена индуктивная электрическая машина, содержащая статор с обмоткой возбуждения, ротор и рабочую обмотку, в которой новым является то, что рабочая обмотка располагается на статоре, ротор и статор выполнены из ферромагнитного материала, причем ротор выполнен гладким цилиндрическим.
Благодаря такому решению подача тока на рабочую обмотку осуществляется непосредственно от сети в результате чего исключается искажение рабочих характеристик машины благодаря подключению рабочей обмотки непосредственно к сети, снижается искрение снижаются радиопомехи, создаваемые машиной при работе, загрязнение машины, упрощается эксплуатация, так как исключается операция наблюдения за щеточно-коллекторным узлом, увеличивается срок службы машины.
Расположение рабочей обмотки на статоре возможно как для биполярных, так и для униполярных индуктивных электрических машин в индукционном и кондукционном варианте исполнения как для вращательного, так и для линейного / включая возвратно-поступательное/ движения ротора.
Сущность настоящей полезной модели станет более понятной при рассмотрении нижеследующего примера ее осуществления со ссылкой на прилагаемый чертеж, на котором изображена схематическое изображение индуктивной электрической машины /биполярной/.
- 3 Индуктивная электрическая машина состоит из неподвижной части - статора 1, на котором расположены обмотка 2 возбуждения и рабочая обмотка 3, и подвижной части - ротора 4, установленного на валу 5. Ротор 4 выполняется цилиндрически, гладким шихтованным или массивным. Статор 2 выполнен с полюсными наконечниками 6. Статор 1 и ротор 4 должны быть выполнены из ферромагнитного материала .
Индуктивная электрическая машина работает следующим образом. При протекании электрических токов по обмотке 2 возбуждения и по рабочей обмотке 3 в активной части 7 машины возникают электродинамические /пондеромоторные/ силы, встречно и равновелико воздействующие как на активные части рабочей обмотки 3, так и на магнитопровод машины /статор - ротор/, стремятся привести их в движение относительно друг друга. Так как в данной машине подвижной частью магнитопровода является ротор 5, то ротор 5 начинает вращаться.
Заявляемая индуктивная электрическая машина проста по конструкции, не содержит щето.чно-коллекторного узла, и следовательно, лишена тех недостатков, которые возникают в машинах при наличии такого узла. Она проста и надежна в эксплуатации, а так же долговечна.
- 4