ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Цилиндрическая линейная электрическая машина включает корпус 1 (рис.1), в котором запрессована шихтованная внешняя часть 2 индуктора, в пазах которого уложена m-фазная обмотка 3. В подшипниковых щитках 15 и 4 установлены внутренние части 9 и 8 индуктора на валу 7 посредством подшипников 6. Цилиндрический якорь 12 расположен в зазоре между внешней 2 и внутренними 8 и 9 частями индуктора. Шток 14 соединяет якорь с внешней нагрузкой и позволяет ему перемещаться только в аксиальном направлении с помощью подшипников 13 и 5 скольжения, расположенных соответственно на выступах подшипниковых щитов.

Якорь составлен из изолированных чередующихся вдоль оси машины неферромагнитных колец 11 с пазами на внутренней и внешней поверхностях и ферромагнитных колец 10 с пазами на внутренней поверхности.

Пазы неферромагнитных колец расположены смежно.

Оси каждой пары смежных пазов неферромагнитных колец смещены относительно друг друга на ,

где d - внутренний диаметр расточки якоря;

m - число фаз;

р - число пар полюсов.

Секционированная обмотка якоря образована путем заливки алюминием пространства между неферромагнитными и ферромагнитными кольцами, которые выполняются из электропроводящего материала с целью использования их в качестве дополнительного активного проводника. Покрытие их окисью алюминия позволяет уменьшить воздушный зазор машины и соответственно снизить мощность возбуждения и повысить КПД.

Неферромагнитные кольца выполнены трех типов и отличаются раскрытием пазов. На внутренней поверхности ферромагнитных колец могут быть выполнены дополнительные пазы для уменьшения потока рассеяния в цилиндрической линейной машине. Для повышения прочности конструкции якоря на дне пазов неферромагнитных колец могут быть выполнены радиальные впадины.

Обмотка (рис.2) якоря состоит из электрически независимых контуров аха хўа, вувўуўв, czcўzўc и т.д., соединенных между собой по окружности якоря по схеме m - стороннего многоугольника, а их зажимы ах и cўxў, xb и уўаўи bўzўсоединены электрически как между собой, так и с аналогичными зажимами контуров, уложенных последовательно вдоль оси машины с шагом .

Внутренние части индуктора могут быть выполнены неподвижными с электромагнитным возбуждением с соединением обмоток возбуждения последовательно с обмоткой 3 внешней части индуктора и с синхронным изменением создаваемых ими магнитных полей, при этом изменение напряжения движения якоря осуществляется изменением полярности внутренних частей индуктора.

Так как основная часть обмотки якоря находится в пазах, имеющих раскрытие как верхней, так и нижней его частей, поэтому индуктивное сопротивление рассеяния обмотки незначительно.

Устройство работает следующим образом. В двигательном режиме при подведении к m-фазной обмотке 3 внешней части индуктора трехфазного напряжения создается вращающееся магнитное поле, которое создает в m-фазной обмотке якоря, где m=3, токи на участках axў, хаў; byў, ybў; czў, zcўвзаимодействующие с вращающимся магнитным полем внешней части индуктора с р числом полюсов вдоль оси машины, в результате чего на якорь действует вращающий момент, компенсируемый его опорами, которые позволяют перемещаться ему в осевом направлении.

Токи участков ax, xўaў; by, yўbў; cz, zўcўm-фазной обмотки якоря не создают вращающегося момента, так как они направлены параллельно магнитному полю внешней части индуктора, однако взаимодействуют с магнитным полем внутренних частей индуктора с 2р числом полюсов по оси машины. Так как участки контуров ах и xўaў; by и yўbў; cz и zўcў, обмотки якоря и протекающие по ним токи сдвинуты относительно друг друга на угол и находятся под полюсами разной полярности внутренних частей индуктора, то силы, приложенные к проводникам ax, xўaў; by, yўbў; cz, zўcўи штоку, складываются и направлены в одну сторону.

Рис.1. Цилиндрическая линейная электрическая машина

Рис.2. Секционированная короткозамкнутая трехфазная литая обмотка якоря