левитирующая электрическая машина

Формула изобретения

Левитирующая электрическая машина, содержащая подвижный элемент, включающий вал, опирающийся на подшипники, и статор, содержащий обмотку в пазах с изъятым в нижней части статора активным материалом, отличающаяся тем, что изъятым является обмоточный провод одного или нескольких пазов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электрическим машинам и может быть использовано, например, в автоматических линиях.

Известна левитирующая электрическая машина с горизонтальной осью, состоящая из ротора, опирающегося на подшипники, и разомкнутого (дугового) статора [1]

Известна и другая левитирующая электрическая машина с горизонтальной осью, в которой дуговой статор установлен эксцентрично относительно своего ротора, а воздушный зазор в середине дугового статора сделан меньшим, чем по его краям [2]

Недостатком этих машин является то, что в них возрастает масса ротора из-за того, что изъята значительная часть статора, следствием чего является увеличение силы трения и потерь в подшипниках.

Наиболее близкой к заявляемому изобретению является левитирующая электрическая машина с горизонтальной осью, содержащая подвижную часть в виде ферромагнитного стержня, опирающегося на подшипники и расположенного в расточке статора, состоящего из цилиндрического ярма с размещенными в нем цилиндрическими катушками, между которыми уложены ферромагнитные кольца, имеющие радиальный разрез, обращенный вниз [3]

Недостаток прототипа сила трения и износ в подшипниках остаются заметными по величине.

Цель изобретения экономия провода и смазки, снижение нагрева, переменных потерь и массы электрической машины, уменьшение силы и потерь на трение, а также износа в подшипниках, увеличение срока службы.

Поставленная цель достигается тем, что в левитирующей электрической машине с горизонтальной осью, включающей подвижный элемент, опирающийся на подшипники, и статор, содержащий обмотку в пазах с изъятым в нижней части статора активным материалом, изъятым является обмоточный провод одного или более пазов.

На чертеже изображен поперечный разрез описываемой левитирующей электрической машины с горизонтальной осью.

Машина содержит статор 1, включающий пазы 2, статорную обмотку 3, внутри статора помещен подвижный элемент 4, вал 5 которого опирается на подшипники (не показаны). Статор 1 отделен от подвижной части 4 воздушным зазором 6.

Двигатель работает следующим образом. При вращении подвижного элемента 4 на него действуют силы тангенциальная и радиальная. Радиальная сила (сила притяжения подвижного элемента 4 к статору 1) приблизительно на порядок больше тангенциальной. Если обмотка с током уложена во всех пазах 2, радиальные силы взаимно компенсируются и их равнодействующая равна нулю. Если какой-то паз 2 не имеет обмотки 3 с током, к подвижному элементу 4 приложена равнодействующая сила, проходящая перпендикулярно оси вращения подвижного элемента 4 и направленная в сторону, противоположную пазу 2 без статорной обмотки 3. Если паз 2 без статорной обмотки 3 находится в нижней части статора 1, равнодействующая сила направлена вертикально вверх, то есть является подъемной или левитирующей силой. Число пазов 2 без статорной обмотки 3 определяется весом подвижного элемента 4. Вес может быть скомпенсирован частично или полностью. В последнем случае сила, действующая на подшипники (не показаны), равна нулю. Вследствие того, что операция по изъятию активного материала приближена непосредственно к воздушному зазору 6, величина равнодействующей силы заметно возрастает, а число пазов 2, незаполненных обмоткой 3, может быть сведено до одного.

Технический эффект изобретения состоит в том, что оно позволяет экономить провод, снизить нагрев, переменные потери и массу электрической машины, уменьшать потери на трение и износ в подшипниках, увеличивать срок службы и экономить смазку.