SE431275B

SE431275B - Elektrisk maskin

Info

Publication number: SE431275B
Application number: SE8301752A
Authority: SE
Inventors: N P Advolotkin; S A Belyaeva; I E Ovchinnikov; N I Lebedev; A J Yankovsky; S P Sytykh; J A Khrenov; V N Axenov
Original assignee: Vnii Elektromash
Priority date: 1983-04-07
Filing date: 1983-03-29
Publication date: 1984-01-23
Also published as: DE3313747A1; FR2544137A1; SE8301752L; SE8301752D0; DE3313747C2; US4496868A; FR2544137B1

Description

sam 752-5 2 p Jämfört med rotorer med kloformade poler uppvisar rotorer med liknämniga poler, framställda i form av polsystem med utsprâng och inbördes_förbundna medelst en magnetkrets, en högre hållfasthet och är lättare att framställa, varigenom dylika rotorer med fördel kan användas i elektriska maskiner som arbetar med hög hastighet.

En elektrisk maskin är känd, som innefattar ett cylindriskt, magnetiskt ledande hölje, som i sig innehåller en rotor framställd i sin helhet av ett magnetiskt mjukt stål och utformad såsom två polsystem med polutsprång som är inbördes förbundna medelst en magnetkrets, en stator med två laminatpaket och monterad med ett gap i förhållande till rotorn, samt ett magnetiseringssystem inne- fattande permanentmagneter och magnetkretsar, som omsluter stator- paketen, varvid magnetiseringssystemet är anordnat koaxiellt mellan statorn och maskinhöljet (jämför Report of the All-Union Research Institute "Elektromash", "Feasibility Investigations in the Field of High-speed Controlled Engines for Turbo-compressors of Cryogenic Plats", nr 78070366, p. 2, Fig. 1b). ' ' Ovannämnda elektriska maskin kan även vara försedd med axiel- la kylkanaler upptagna i statorpaketen och vilka tjänar till att invändigt kyla maskinen, varigenom värmebelastningen på maskinens aktiva delar kan ökas; Denna elektriska maskin kräver emellertid stor noggrannhet vid hopsättningen beroende på det stora antal organ, som är anord- nade koaxiellt med rotorn, eftersom det totala felet i dimensionerna hos dessa organ bestämmer rotorns excentricitet i förhållande till statorn, varvid en ökning i rotorns excentricitet försämrar maski- nens kraftegenskaper liksom även driftegenskaperna hos dess mekanis- ka delar, såsom lager, ändplåtar etc., och förorsakar sålunda extra vibrationer och buller hos maskinen.

Ovannämnda nackdelar undanröjes med en elektrisk maskin inne- fattande ett cylindriskt hölje, som i sig innesluter en rotor helt iframställd av ett magnetiskt mjukt stål och utformad med tvâ pol- system med polutsprång, som är inbördes förbundna medelst en magnet- krets, en stator med två laminatpaket och ett magnetiseringssystem utformat såsom en spole, som är monterad mellan statorpaketen (jäm- för en artikel av E.L. Lustenader, R.H. Guess, E. Richter och F.G~ Turnbul: "Development of a Hybrid Flywheel/Battery Drive System for Electric Vehicle Applications" i IEEE Transactions on Vehicular Technology, volym VT-26, nr 2, maj 1977). gsm? 52- s 3 Att anordna magnetiseringssystemet inuti den elektriska maski- nens hölje medför att statorlindningen måste anbringas efter det att statorpaketen och magnetiseringssystemet har monterats inuti höljet.

Detta komplicerar avsevärt hopsättningen av den elektriska maskinen.

Skulle dessutom magnetiseringssystemet skadas, blir det nödvändigt att ta isär hela den elektriska maskinen och att framställa en ny statorlindning. ' Att anordna magnetiseringssystemet inuti den elektriska maski- nens hölje mellan statorpaketen medför vidare att man måste använda en rotor med en väsentlig längd, vilket minskar dess styvhet och där- med den kritiska rotationshastigheten hos den elektriska maskinen.

Att anordna magnetiseringssystemet mellan statorpaketen med- för vidare att man icke kan åstadkomma tillräcklig axiell kylning av statorpaketen, vilket resulterar i att värmebelastningen på maski- nens aktiva delar icke kan ökas. 7 Uppfinningen har till ändamål att åstadkomma en dylik elekt- risk maskin, i vilken höljet och magnetiseringssystemet är fram- ställda pâ sådant sätt och inbördes anordnade så, att statorn och magnetiseringssystemet kan framställas oberoende av varandra, vilket förenklar maskinens konstruktion och förbättrar dess kylning.

Detta ändamål uppnås med en elektrisk maskin, innefattande ett cylindriskt hölje, som i sig innehåller en rotor utformad såsom två polsystem med polutsprång, som är inbördes förbundna med varandra medelst en magnetkrets, och en stator med minst två laminatpaket samt ett magnetiseringssystem, varvid enligt uppfinningen magnetiserings- systemet är monterat på utsidan av den elektriska maskinens hölje, som är uppbyggt av magnetiskt ledande och oledande delar anordnade omväxlande i axiell riktning, varvid varje statorpaket är fäst vid var sin av de magnetiskt ledande delarna i höljet.

Genom att magnetiseringssystemet anbringas på utsidan av höl- jet förenklas framställningen och hopsättningen av den elektriska maskinen till följd av möjligheten att framställa magnetiseringssys- temet skilt från statorn och därmed med en mindre grad av noggrannhet.

Detta resulterar även i att den elektriska maskinen blir lättare att underhålla, eftersom vid skada på magnetiseringssystemet man icke be- höver ta isär hela den elektriska maskinen.

Anordnandet av magnetiseringssystemet utanför höljet, särskilt när det är utfört såsom en spole, möjliggör att man kan öka längden asnﬂusz-s 4 av gapet mellan statorpaketen, vilket resulterar i minskad rotorlängd, vilket i sin tur förbättrar rotorns hållfasthet och styvhet och där- för åstadkommer en möjlighet till att öka den kritiska rotationshas- _ tigheten hos den elektriska maskinen såsom helhet.

'En sådan anordning av magnetiseringssystemet förbättrar vida- re den elektriska maskinens kylning liksom även kylningen av själva . magnetiseringssystemet, varigenom maskinens driftsäkerhet ökas.

Genom att maskinens hölje är uppbyggt av magnetiskt ledande och magnetiskt oledande delar anordnade omväxlande efter varandra i axiell riktning och genom att man fäster respektive statorpaket vid var och en av de magnetiskt ledande delarna i höljet kan man säkra normala driftbetingelser hos den elektriska maskinen, eftersom de omagnetiska delarna i höljet undanröjer en shuntning av magnet- flödet tvärs över höljet. V I 7 ' Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar magnetise- ringssystemet en spole, som innesluter höljet och är omsluten av en magnetkrets, som förenar de magnetiskt ledande delarna däri. U Denna konstruktion av magnetiseringssystemet är lämplig i elektriska maskiner, som kräver en justering av magnetflödet under *dess drift för reglering av rotorns rotationshastighet eller utgångs- spänningen, om den elektriska maskinen arbetar såsom generator. 7 -Förbindningen mellan den magnetiska kretsen i magnetiserings- systemet och de magnetiskt ledande delarna i höljet möjliggör att magnetbanan i magnetiseringssystemet kan vara sluten, varigenom det magnetiska flödet befinnes vara i maskinens luftgap, vilket säkrar att maskinen blir lätt att'underhålla.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen är»magnetkretsen, i magnetiseringssystemet framställd i form av en ring med med U-for- mad sektion och är sammansatt av minst två delar, som är inbördes förbundna i radiell riktning medelst ett lösbart förband, t.ex. me- dels: bultar-_ ' Genom att man utför magnetkretsen till magnetiseringssystemet såsom en ring med U-formad sektion blir det möjligt att öka hâllfast- heten och styvheten hos den elektriska maskinen på grund av att den minst styva och kraftiga delen av höljet avlastas, nämligen dess omagnetiska del. Detta medför att man kan fästa den elektriska maski- nen medelst dess mittdel, dvs. magnetkretsen, vilket är särskilt be- tydelsefüllt vid elektriska maskiner, som användes som drivanordning- ar för trådlindningsmaskiner, som arbetar med hög hastighet, där det Eäﬂﬁ 75.2- 5 5 är nödvändigt att minska de totala dimensionerna och massan av den plattform, på vilken den elektriska maskinen är svängbart monterad.

Magnetiseringssystemets magnetkrets, som består av minst tvâ delar, som är förbundna med varandra medelst ett i radiell riktning lösbart förband, möjliggör att magnetiseringssystemet lätt kan hop- sättas och isärtagas och medger även åtkomst till spolarna däri, samtidigt som systemet bibehåller hög hâllfasthet och styvhet.

En ökning i antalet delar, som utgör magnetkretsen i magneti- seringssystemet är lämplig vid elektriska maskiner med hög effekt och stora totala dimensioner.

Vid ytterligare en annan utföringsform av uppfinningen är minst en av de magnetiskt ledande delarna i höljet försedd med minst ett ringformigt spår, som är anordnat att mottaga ett ring- formigt utsprång på magnetkretsen till magnetiseringssystemet. g Genom anordnandet av det ringformiga spåret på den magnetiskt ledande delen av höljet i kombination med det ringformiga utsprânget på den magnetiska kretsen till magnetiseringssystemet åstadkommas en låsning mellan dessa element, som uppvisar hög hâllfasthet och styvhet, varigenom magnetkretsen blir pålitligt fäst vid maskinens hölje, vilket är av särskild betydelse vid elektriska maskiner, som användes som drivanordningar för trådlindningsmaskiner som arbetar med hög hastighet.

Enligt ytterligare en utföringsform av uppfinningen är det lämpligt att magnetiseringssystemet innefattar minst en magnetkrets, som är förbunden med de magnetiskt ledande delarna av höljet och minst en spole, som är anbragt på denna magnetkrets.

Eftersom magnetiseringssystemet är utfört såsom en spole an- bragt på magnetkretsen kan det monteras på ett visst avstånd från den elektriska maskinen, varigenom möjligheten till tvângskylning med luft över maskinhöljets hela längd kan säkras genom radiell. luftblåsning genom alla delar i den elektriska maskinen. Detta förbättrar kylningen av den elektriska maskinen, vilket resulterar i ökad pålitlighet hos densamma.

Ett sådant utförande av magnetiseringssystemet är lämpligt för användning vid elektriska maskiner med hög effekt och sluten kylning.

Enligt ännu en utföringsform av uppfinningen är det lämpligt att magnetiseringssystemet innefattar permanentmagneter, som är monterade på höljet i området för minst en magnetiskt ledande del, 'šsaxm v s-z-š _ 6 och att en magnetkrets omsluter dessa permanentmagneter, varvid de magnetiskt ledande delarna av höljet saknar kontakt med permanent- magneterna som gränsar till magnetkretsen i magnetiseringssystemet.

Det magnetiseringssystem, som är utfört i form av permanent- magneter monterade på höljet och omslutna av magnetkretsar, är lämpligt för elektriska maskiner med ett litet intervall på rota- tionshastigheten, ty i ett sådant fall finnes icke något behov att ändra magnetflödet under loppet av maskinens drift. En sådan elekt- risk maskin kan lämpligen användas såsom drivanordning för en fläkt.

Enligt ännu en utföringsform av uppfinningen är den elektriska maskinen vidare försedd med fattningar, som är gjorda i ett stycke med de omagnetiska delarna av höljet, vilka bildar celler_för mot- tagande av permanentmagneterna, under det att magnetkretsen, som om- sluter dessa permanentmagneter, är monterad med ett gap i förhållande därtill toan befinnet sig i kontakt med' fattningarna.

Denna utföringsform av uppfinningen gör det möjligt att för- enkla anordningen av permanentmagneterna på den elektriska maskinens- nöije. i i j Det mellanrum, som åstadkommes mellan permanentmagneterna och magnetkretsen liksom även den kontakt, som åstadkommes mellan magnet- kretsen och fattningarna, undanröjer överföring av mekaniska krafter från magnetkretsen till permanentmagneterna, varigenom skador på dessa undvikes. Ovannämnda faktorer gör det möjligt att förbättra drifttillförlitligheten hos den elektriska maskinen och att öka magnetiseringssystemets motståndskraft mot vibrationer.

Fattningarna som är gjorda i ett stycke med de omagnetiska delarna av höljet ökar hâllfastheten hos förbindningen mellan de magnetiskt ledande delarna i höljet beroende på en ökad längd hos de sammansatta delarna. ' I .Ytterligare en utföringsform av uppfinningen består i att ytterligare permanentmagneter, som är magnetiserade i axiell rikt- ning, är anordnade mellan statorpaketen, varvid de omagnetiska de- larna av höljet är försedda med slitsar upptagna i de invändiga:yumma därav för mottagande av dessa ytterligare permanentmagneter. p Anordnandet av ytterligare permanentmagneter, som är magneti- serade i en axiell riktning och anordnade mellan statorpaketen, mins- kar läckflödet i den elektriska maskinen, vilket ökar verkningsgraden hos magneterna i magnetiseringssystemet och minskar deras totala massa. 53.01 752-5 7 Anordnandet av de ytterligare permanentmagneterna i slitsarna i de inre ytorna av de omagnetiska delarna av höljet säkrar att man' lätt kan fästa dessa magneter vid maskinhöljet.

Det är även lämpligt att åstadkomma ringformiga urtag i de magnetiskt ledande delarna av höljet och ringformiga utsprång på de omagnetiska delarna därav, vilka är införda i de ringformiga urtagen, varvid de omagnetiska delarna längs sin periferi är utförda av åt- minstone två sektioner förbundna med varandra. Åstadkommandet avde ringformiga urtagen på de magnetiskt ledan- de delarna av höljet och de ringformiga utsprången på de omagnetiska delarna därav, vilka är införda i respektive urtag, åstadkommer en läsande förbindning mellan höljets delar, varigenom dess hâllfasthet Och styvhet ökas.

De omagnetiska delarna, som är gjorda av minst två sektioner, möjliggör en lätt hopsättning och isärtagning av den elektriska maskinen.

Om den elektriska maskinens hölje har stora dimensioner, är det lämpligt att de omagnetiska delarna därav är utförda i form av ett större antal sektioner.

En ytterligare utföringsform av föreliggande uppfinning består i att i den elektriska maskinen, som innefattar axiella kylkanaler upptagna i statorpaketen, omfattar de omagnetiska delarna av höljet två ringar, som är inbördes förbundna medelst förstyvande lister, som är anbragta på avstånd från varandra längs dess periferi, så att radiella kylkanaler åstadkommes mellan de förstyvande listerna och ringarna, varvid magnetiseringssystemets spolar är anordnade på ömse sidor om den omagnetiska delen, och den magnetiska krets, som om- sluter dessa spolar, är framställd av separata organ anbragta över de förstyvande listerna.

Ett sådant utförande av de omagnetiska delarna av höljet säk- rar en kylning av de aktiva delarna av den elektriska maskinen genom axiella och radiella kylmedelsströmmar, vilket fördubblar mängden kylmedium samtidigt som sektionen för de axiella kylkanalerna för- blir oförändrad. Detta möjliggör att belastningen på de aktiva de- larna av den elektriska maskinen kan ökas samtidigt som dess speci- fika egenskaper förbättras och dess driftspålitlighet ökas.

Denna utföringsform av uppfinningen kan lämpligen användas i elektriska maskiner med stor längd eller med liten sektion på dess axiella kylkanaler. i samrsz- s a 8 7 Anordnandet av magnetiseringssystemets spolar på bägge sidor om den omagnetiska delen av höljet liksom även anordnandet av magnet- kretsen bestående av separata organ, som är anbragta ovanpå de för- styvande listerna på den omagnetiska delen, möjliggör att kylmediet kan lämna höljet fritt genom de radiella kanalerna, varigenom det. aerodynamiska motståndet minskar och sålunda kylningen av den elekt- riska maskinen ökar. E _ Enligt ytterligare en annan utföringsform av uppfinningen är 7 den omagnetiska delen formad såsom en dubbel T-balk i axiell sektion, varvid den inre flänsen av den dubbla T-balken är förbunden med de magnetiskt ledande delarna av höljet, och den yttre flänsen därav är förbunden med magnetkretsen i magnetiseringssystemet, vars spolar är anbragta mellan flänsarna på den dubbla T-balken på bägge sidor om dess liv.

Den dubbla T-formen hos den omagnetiska-delen av höljet möj- liggör en ökning av höljets styvhet, som är av särskild betydelse, då man fäster den elektriska maskinen medelst dess mittstycke, t.ex. för elektriska maskiner som användes såsom drivanordning för tråd- lindningsmaskiner arbetande med hög hastighet.

E E Det är även lämpligt att var och en av flänsarna på den dubb- la T-balken är formade såsom en ring, varvid bägge ringarna är an- - ordnade koaxiellt. _ En sådan utföringsform förenklar framställningen av höljets omagnetiska delar formade såsom en dubbel T-balk i axiell sektion.

Enligt ännu en annan utföringsform av uppfinningen är flänsar- na på den dubbla T-balken vid en maskin, innefattande axiella kylka- naler upptagna i statorpaketen, utformade såsom lister, som är stelt förbundna med ytorna av tvärstycket och anordnade med mellanrum längs omkretsen därav under bildning av radiella kylkanaler i höljet; En sådan utföringsform av de omagnetiska delarna möjliggör axiell och radiell kylning av den elektriska maskinen och förbättrar stwﬂmmenhos dess hölje, varigenom driftssäkerheten hos den elektris- ka maskinen ökas avsevärt. Denna utföringsform är av särskild be- tydelse vid elektriska maskiner med stor längd och vilka är utsatta för stora termiska belastningar.

Det är även lämpligt att i en elektrisk maskin innefattande axiella kylkanaler upptagna i statorpaketen den omagnetiska delen av höljet är utförd i form av plattor, fördelade längs omkretsen där- av under bildning av radiella kylkanaler i höljet. Genom att den &šU1752-5 9 omagnetiska delen av höljet utföres i form av plattor fördelade längs omkretsen därav minskas metallåtgången i de omagnetiska delarna och därmed i hela den elektriska maskinen. Denna utföringsform av upp- finningen kan lämpligen användas vid elektriska maskiner, som icke är utsatta för drastiska accelerationer och plötsliga stopp av rotorn.

Enligt ytterligare en annan utföringsform av uppfinningen är den elektriska maskinen försedd med en kylmediedeflektor, som är anordnad mellan statorpaketen, varvid de axiella kanalerna i närbe- lägna statorpaket är förskjutna i förhållande till varandra en vinkel a lika med hälften av vinkeln B mellan de axiella kylkanalerna, som är upptagna i samma statorpaket.

Anordnandet av kylmediedeflektorn mellan statorpaketen och genom att utföra de axiella kylkanalerna i närbelägna statorpaket förskjutna i förhållande till varandra medför att inbördes inverkan mellan kylmedieströmmarna i närbelägna statorpaket undvikes, varige- nom det aerodynamiska motståndet i mellanrummet mellan statorpaketen minskas, vilket i sin tur resulterar i en ökning i kylningens effek- tivitet och leder till en förbättrad kylning av den elektriska maski- nen såsom helhet. _ l Förskjutningen av de axiella kylkanalerna i närbelägna stator- paket en vinkel u lika med hälften av vinkeln B mellan de axiella kanaler, som är upptagna i samma rotorpaket, säkrar en symmetri mellan kylmedieströmmarna i radiell riktning, vilket leder till lik- formig kylning av fältlindningen.

Om de axiella kylkanalerna är förskjutna en vinkel a, som icke är lika med hälften av vinkeln ß, kommer de motsatt riktade strömmarna att kompensera varandra, varigenom kylningen minskas.

Det är även lämpligt att kylmediedeflektorn utföres i form av lister, som är anordnade med mellanrum längs omkretsen och fästa vid den omagnetiska delen av höljet.

Genom att utföra kylmediedeflektorn i form av lister, fördela- de längs periferin och fästa vid den omagnetiska delen av höljet, blir metallåtgången i kylmediedeflektorn mininal och densamma blir ordentligt fäst vid maskinen.

Det är även lämpligt att kylmediedeflektorn utgöres av en tunn- väggig ring, som är korrugerad såsom en meander.

En sådan kylmediedeflektor är lättare att framställa.

Vid ytterligare en utföringsform av uppfinningen är listerna på kylmediedeflektorn anordnade under listerna på den omagnetiska graf 752- s 10 delen av höljet. En sådan konstruktion av kylmediedeflektorlisterna minskar det aerodynamiska motståndet till radiellt riktade strömmar av kylmedium, varigenom dettas strömningshastighet ökar, vilket i sin tur leder till en ökad effektivitet i den elektriska maskinens kylning, - wa 1 Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig. 1 är en vy, delvis i längdsektion, av en elektrisk maskin med två statorpaket, fig. 2 är en sektion, tagen längs linjen II-II i fig. 1, fig. 3 är en vy delvis i längd- sektion av en elektrisk maskin med fyra statorpaket, fig. 4 är en vy delvis i längdsektion av en utföringsform av den elektriska maski- nen med tvâ statorpaket, fig. 5 är en sektion tagen längs linjen V-V i fig. 4, fig. 6 är en sidovy av magnetkretsen i magnetiserings- systemet samt av höljet till en elektrisk maskin i en utföringsform av föreliggande uppfinning, fig. 7 är en delvis sektionerad sidovy av en annan utföringsform av den elektriska maskinen försedd med två statorpaket, fig. 8 är en sektion, som visar höljet och magneti- seringssystemet i den elektriska maskinen i fig§ 7, fig. 9 är en sidovy som illustrerar ytterligare en utföringsform av den elektriska maskinen, fig. 10 är en sidovy illustrerande ännu en utföringsform av den elektriska maskinen, fig. 11 är en delvis sektionerad sidovy av en utföringsform av den elektriska maskinen, i vilken magnetise- ringssystemet innefattar permanentmagneter, fig. 12 är en delvis sektionerad sidovy av en annan utföringsform av den elektriska maski- nen, i vilken magnetiseringssystemet innefattar permanentmagneter, fig. 13 är en sidovy delvis i sektion av ännu en utföringsform av den elektriska maskinen med ett magnetiseringssystem, som innefattar permanentmagneter, fig. 14 är en delvis sektionerad sidovy av en utföringsform av den elektriska maskinen försedd med fattningar för permanentmagneter, fig. 15 är en förstorad partiell vy, som visar fattningarna för permanentmagneterna, fig. 16 är en partiell längd- sektion genom en utföringsform av en elektrisk maskin med tre stator- paket och försedd med permanentmagneter, som är axiellt magnetiserade och anordnade mellan statorpaketen, fig. 17 är en delvis sektionerad sidovy av ytterligare en utföringsform av den elektriska maskinen, fig. 18 är en förstorad partiell längdsektion, som illustrerar anord- ningen A i fig. 17, fig. 19 är en utbredd vy som illustrerar en omag- netisk del i höljet till den elektriska maskinen i fig. 17, fig. 20 är en delvis sektionerad sidovy av ytterligare en utföringsform av 81301752- 5 11 den elektriska maskinen försedd med axiella och radiella kylkanaler, fig. 21 är en förstorad tvärsektion, som visar anordningen av den omagnetiska delen i höljet och den magnetiska kretsen till magnetif seringssystemet i den elektriska maskin, som visas i fig. 20, fig. 22 är en delvis sektionerad sidovy av ännu en utföringsform av den elektriska maskinen, i vilken den omagnetiska delen av höljet har formen av en dubbel T-balk i axiell sektion, fig. 23 är en försto- rad ändvy av ytterligare en utföringsform av den omagnetiska delen i höljet till den elektriska maskinen som visas i fig. 22, fig. 24 är en förstorad ändvy av ännu en utföringsform av den omagnetiska delen av höljet i den elektriska maskinen som visas i fig. 22, fig. 25 är en delvis sektionerad sidovy av ännu en utföringsform av den elektriska maskinen försedd med en kylmediedeflektor, fig. 26 är en tvärsektion tagen längs linjen XXVI-XXVI i fig. 25, fig. 27 är en förstorad utvecklad vy av statorpaketen med kylmediedeflektorn enligt fig. 25, och fig. 28 är en förstorad utvecklad vy av stator- paketen med en annan utföringsform av kylmediedeflektorn._ Såsom framgår av ritningen och särskilt fig. 1 omfattar den elektriska maskinen ett cylindriskt hölje 1 utfört såsom två magne- tiskt ledande delar 2 och en omagnetisk del 3, varvid delarna 2, 3 är anordnade omväxlande efter varandra i axiell riktning och för- bundna med varandra genom svetsning.

Andra möjliga sätt att förbinda delarna 2, 3 kommer att berö- ras nedan.

Höljet 1 upptar i sig en rotor 4 framställd helt och hållet av ett magnetiskt mjukt stål och konstruerad såsom ett tvâpolssys- tem 5 med polutsprång 6 (fig. 2), som är förskjutna 180 elektriska grader, varvid polsystemen 5 (fig. 1) är inbördes förbundna medelst en magnetkrets 7.

Inuti höljet 1 är även anordnad en stator 9, som är monterad med en spalt 8 i förhållande till rotorn 4 och försedd med laminat- paket 10.

Vart och ett av statorpaketen 10 har spår 11 för upptagande av statorlindningen 12 och är inpressat i respektive magnetiskt le- dande del 2 till höljet 1.

De magnetiskt ledande delarna 2 i höljet 1 är sålunda lika till antalet som statorpaketen 10.

Det bör observeras, att andra utförnnßﬁmmer av statorn 9 är möjliga. Statorn 9 kan exempelvis vara försedd med kylkanaler.

Detta kommer att beskrivas nedan. i i 83101732- 5 e 12 _ l¿vïa ändarna ev nö1jer_1 är monterade gevler eller ekärmar 13, som är Éramställda antingen helt av ett omagnetiskt material,_såsom aluminiumj eller med en omagnetisk insats (icke visad) för ündanrö- jande av en shuntning av magnetflödet, som induceras i maskinen. ut ii'Ett magnetiseringssystem 14 är monterat på utsidan av höljet 1QeeEn¿sådan konstruktion av magnetiseringssystemet 14 medför en~ _ oberoende framställning av systemet och statorn 9 med det resultatet, g ett det icke föreligger neger behev för ett ra isär hela den elekte ekeaee. riska'maskinen, för det fall att magnetiseringssystemet 14 skulle gMagnetiseringssystemet innefattar en spole 15;'som omsluter 7 höljet 1 längs dettas omkrets, och en magnetkrets 36, som omsluter spolen_15 från tre'sidor-och förenar de magnetiskt ledande delarna i hölfet 1;i Magnetiseringssystemets 14 spole 15, som är anordnade lpå_utsidan av höljet 1; möjliggör att rotorlängden kan minskas; _g~tillfföljd av minskat utrymme mellan statorpaketen 10, vilket le- 'der till en ökning i hâllfastheten och styvheten nos rotorn 4) -vilket-i sin tur möjliggör en ökning av den kritiska rotationshas- tigheten hos maskinen. 7 rg gig' :Antalet spolar 15 i magnetiseringssystemet 14 beror på antalet statorpaket 10, och för det fall att den elektriska maskinen har n -statorpaket"10, uppgår antalet spolar 15 till nf1. _ Andra utföringsformer av magnetiseringssystemet 14 kommer att- beskrivas nedan. I I* ' i g _ g smagnetkretsen-16 ärfförbunden med.de magnetiskt ledande delar- na 2 till höljet 1 genom svetsning. Andra utföringsformer av för- _ bindningen mellan magnetkretsen 16 och de magnetiskt ledande delarna '2 i höljet 1 kommer att beskrivas nedan. l li?iFörbíndningen mellan magnetkretsen 16 och de magnetiskt ledane ﬂde delarna 2 medför att den magnetiska banan i magnetisèringssystemet slutes med det resultatet, att magnetflödet befinnes föreligga i luftgaoet 8.i den elektriska maskinen. _. _ Magnetkretsen 16 är konstruerad såsom separata sektioner 17, 'i ¶L18;'19, som âr inbördes förbundna i axiell riktning, t.ex. genom svetsning.- Detta förenklar framställningen av magnetkretsen 16. g iﬂ Andra utföringsformer av magnetkretsen 16 komer att beskrivas nedan.ï 7"' "' I " - f ' _ _. - 1 Hela det magnetiska nätverket i den elektriska maskinen består _ av den magnetiska kretsen 16 till magnetiseringssystemetÃÅ4, de meg- 83011752-5 13 netiskt ledande delarna 2 i höljet 1, statorpaketen 10, rotorpol- systemen 5 och rotorns 4 magnetkrets 7.

Ovannämnda konstruktion lämpar sig för elektriska maskiner, i vilka det är nödvändigt att reglera magnetflödet under maskinens drift för reglering av rotorns rotationshastighet eller utgångs- spänningen, för det fall den elektriska maskinen arbetar såsom ge- nerator.

Fig. 3 visar en elektrisk maskin med fyra paket, varvid de olika organen däri är lika med organen i den elektriska maskinen i fig. 1 och är betecknade med samma hänvisningsbeteckningar.

Skillnaden ligger i att den elektriska maskinen med fyra pa- ket har ett magnetiseringssystem 14 innefattande tre spolar 15 med magnetiska kretsar 20 monterade däremellan vilka tjänstgör till att pâlägga ett magnetflöde på respektive statorpaket 10, varvid läng- den av de yttersta paketen 10 i statorn 9 utgör hälften av längden _ av de övriga statorpaketen 10. Detta är av särskild betydelse för elektriska maskiner med ett flertal paket, eftersom var och en av de yttre paketen 10 överför det magnetflöde, som induceras av en spole 15, medan var och en av de återstående statorpaketen 10 över- för det magnetiska flöde, som induceras av två spolar 15.

I den utföringsform, som visas i fig. 4, utgöres magnetkretsen- 16 till magnetiseringssystemet 14 av en ring med U-formad sektion, bestående av tvâ delar 21, 22 (fig. 5), vilka är inbödes förbundna i radiell riktning, t.ex. medelst bultar 23, och försedda med tvâ fästen 24 för fästande av den elektriska maskinen.

Den magnetiska kretsen 16, som är utförd såsom en ring med U-formad sektion, kännetecknas av en ökad styvhet. Detta möjliggör I att man kan använda en magnetisk krets 16 med inre tjocklek, vilket resulterar i en lägre metallåtgång i magnetkretsen 16 och därmed i den elektriska maskinen såsom helhet.

Den magnetiska kretsen 16, som uppvisar förbättrad styvhet, gör det möjligt att fästa den elektriska maskinen medelst dess fäs- ten 24 på den centrala delen därav, vilket är lämpligt vid elektriska maskiner, som användes som drivanordningar för trådlindningsmaskiner arbetande med hög hastighet. s Magnetkretsen 16 med U-formad sektion sammansatt av två de- lar 21, 22 underlättar hopsättning och isärtagning av magnetiserings- systemet 14, samtidigt som hållfastheten och styvheten hos den mag- netiska kretsen 16 bibehålles vid önskad nivå. ,höljet 1. 5301752-5 14 Det är möjligt att utföra den magnetiska kretsen 16 av ett större antal delar (icke visat), vilkafär inbördes förbundna i ra- diellriktning, och en sådan konstruktion lämpar sig för elektriska maskiner med stor diameter.

Magnetiseringssystemets 14 spole 15 är monterad med_en spalt 25 med avseende på den magnetiska kretsen 16 och med en spalt 26_ med avseende på höljet 1, vilket minskar upphettning av spolen från De övriga organen i den elektriska maskinen som visas i fig. 4 liknar de som visas i fig. 1 och är betecknade med samma hänvis- ningsbeteckningar.

Enligt ytterligare en utföringsform av uppfinningen, såsom bäst framgår av fig. 6, är den magnetiska kretsen 16 utförd i form av en ring med U-sektion och har ett.ringformigt utsprång 27 på dess yta, som är vänd mot ytan av en av de magnetiskt ledande-delar- na 2 hi höijet 1 øch vilket är infört i ett ringformigt spår za, t.ex. ett kilspâr, upptaget i den magnetiskt ledande delen 2 i höl- jet 1. _ Den magnetiska kretsens 16 ringformiga utsprång 27 i kombina- tion med det ringformiga spåret 28 i den magnetiskt ledande delen 2 i höljet 1 förhindrar att den magnetiska kretsen 16 kan förskjutas axiellt i förhållande till höljet 1. oDetta är särskilt betgdelse- fullt om den elektriska maskinen är fäst i ett lutande eller verti- kalt läge med hjälp av dess centrala del, dvs. magnetkretsen.16 i magnetiseringssystemet 14. o .Utsprånget 27 och spåret 28 säkrar dessutom en pålitlig lås- ning av magnetkretsen 16 i förhållande till den magnetiskt ledande delen 2 i höljet 1, som kännetecknas av ökad hållfasthet och styvhet; Det är möjligt att anordna två ringformiga utsprång 27 på kroppen av magnetkretsen 16 och ringformiga spår 28 upptagna i två magnetiskt ledande delar 2 samt anordnade på motsatta sidor om spo- len 15 i magnetiseringssystemet 14 (icke visat), varigenom pålitlig- heten hos förbindningen mellan magnetkretsen 16 och höljet 1 förbätt- ras. 7 Enligt ytterligare en utföringsform av uppfinningen, som visas i fig. 7 och 8, omfattar magnetiseringssystemet 14 en magnetkrets 16 med U-formad axiell sektion förbunden med de magnetiskt ledande delar- na 2 i höljet 1 genom svetsning, och spolen 15 är anordnad på denna magnetkrets 16. I szø17s2-5 15 I denna utföringsform av uppfinningen är längden av ett lind- ningsvarv i spolen avsevärt mindre än i den utföringsform, som visas i fig. 1, vilket resulterar i att en mindre mängd koppar användes för magnetiseringssystemets lindning.

Den magnetiska kretsen enligt denna utföringsform har en dia- meter som är mindre än diametern hos den magnetkrets 16, som visas i fig. 1 och omsluter höljet 1.

Sålunda utmärker sig magnetiseringssystemet 14 i den elektris- ka maskinen som visas i fig. 7 och 8 av minskad metallåtgång. övriga organ i den elektriska maskin som visas i fig. 7 och 8 liknar de i fig. 1 och 2 och har betecknats med samma hänvisninga- beteckningar.

Magnetiseringssystemet 14 i ovannämnda utföringsform kan för övrigt monteras på ett visst avstånd från den elektriska maskinens hölje. Härigenom kan en värmeväxlare_(icke visad) monteras på mas- kinhöljet 1, varigenom dettas kylning förbättras. Denna konstruk- tion av magnetiseringssysemet 14 undanröjer även inverkan av det värme som frigöres i spolen 15, på höljets 1 temperatur.

En sådan konstruktion av magnetiseringssystemet 14 lämpar sig för elektriska maskiner med stor diameter, vilka har avsevärda värmeförluster i sina verksamma delar.

Fig. 9 visar ytterligare en utföringsform av magnetiserings- systemet 14, som har två magnetkretsar 16 och två spolar 15 anord- nade på respektive magnetkrets 16.

En sådan konstruktion av magnetiseringssystemet 14 lämpar sig för elektriska maskiner med ett stort förhållande mellan höljets diameter och dess längd.

Enligt ännu en utföringsform, som visas i fig. 10, omfattar magnetiseringssystemet 14 tre magnetkretsar 16 var och en försedd med en spole 15. 1 En sådan konstruktion av magnetiseringssystemet 14 kan med fördel användas i elektriska maskiner, som har en hög magnetisk flödestäthet i staplarna 10 till statorn 9 och i vilka variationer i magnetflödet kan uppträda förorsakade av ensidigt anordnande av spolen 15 (fig. 7). ' I elektriska maskiner med litet intervall för rotationshastig- heten, vid vilka det icke förefinnes något behov för att ändra mag- netflödet under drift, utföres magnetiseringssystemet 14 (fig. 11) ïszefvszes 16 enligt uppfinningen i form av permanentmagneter 29, omslutna av magnetkretsen 16.

Permanentmagneterna 26 är ntförda i form av plattor monterade på hölﬁet i omrâdet för en av de magnetiskt ledande delarna 2 och är fastlimmade vid detta. , I magnetkretsen 16 är utförd i form av en ring med L-formad akiell sektion och förbunden medelst svetsning med den magnetiskt ledande delen 2 i höljet 1, vilket saknar kontakt med permanent- magneterna 29. 7 l Anordnandet av _permanentmagneterna 29 i området för endast en av de magnetiskt ledande delarna 2 i höljet 1 är lämpligt vid elektriska maskiner,_i vilka utsidan av dess hölje användes för in- _stallation av hjälpanordningar, såsom luftledningar för omkopplings- ochstartanordningar, skyddsanordningar etç. ga 2 övriga organ i den ovah*beskrivna maskinen liknar organen i maskinen som visas i fig. 1_och 2. ' 2' Magnetiseringssystem 14 försedda med permanentmagneter 29 kan konstrueras på andra sätt och detta kommer att beskrivas nedan.

I I fig. 12 visas en elektrisk maskin med tvâ paket, i vilken bägge de magnetiskt ledande delarna 2_i höljet 1 är i kontakt med permanentmagneter 29, 30, varvid permanentmagneterna 29 har sina nordpoler riktade mot den angränsande magnetiskt ledande delen 2, under det att permanentmagneterna 30 har sina sydpoler riktade mot den angränsande magnetiskt ledande delen 2. 7 I detta fall är magnetkretsen 16 utformad såsom en ring, som omsluter permanentmagneterna 29, 30.

En sådan konstruktion av magnetiseringssystemet lämpar sig vid elektriska maskiner med hög avmagnetiseringsverkan på reaktionen i statorlindningen 12. f Z _ U I fig. 13 visas en elektrisk maskin med tre paket, vid vilken den mellanliggande magnetiskt ledande delen 2 i höljet 1 är i kon- takt med permanentmagneter 29, under det att de yttre magnetiskt ledande delarna 2 är förbundna med varandra medelst magnetkretsen 16, som omsluter permanentmagneterna 29 ooh är utförd i form av en ring med Uesektion. 7 En sådan konstruktion av magnetiseringssystemet 14 lämpar sig för elektriska maskiner, vid vilka höljets ytteryta användes för installation av olika element, såsom rörledningar, kopplingsdosor etc. 83»'{}1'7 52- 5 17 Valet av magnetiseringssystem 14 med permanentmagneter 29, 30 av de konstruktioner som visas i fig. 11-13 styrs även av kvalite- ten i det material som användes för permanentmagneterna. Använder man magneter med stor koercitivkraft är det mera lämpligt att använ- da de konstruktioner som visas i fig. 11 och 13.

Dimensionerna på permanentmagneterna 29, 30 väljes enligt den utföringsform på magnetiseringssystemet 14 som användes liksom även beroende på dess magnetiska egenskaper. ” Enligt ännu en utföringsform av ett magnetiseringssystem 14 försett med permanentmagneter 29, 30, omfattar magnetiseringssyste- met, såsom bäst framgår av fig. 14, fattningar 31, 32 utförda i ett stycke med den omagnetiska delen 3 i höljet 1.

Var och en av fattningarna 31, 32 har celler 33 (fig. 15) för mottagande av permanentmagneterna 29, 30 (fig. 14), vilket un- derlättar magneternas fästande vid höljet 1.

Fattningarna 31, 32 har en tjocklek, som är större än den hos permanentmagneterna 29, 30. Denna skillnad i tjocklek dikteras av den ytbehandling som magneterna underkastats liksom även av tem-_ peraturförändringar i dimensionerna hos den elektriska maskinens delar. Antar man att variationerna i dimensionerna hos lämpliga keramiska magneter efter deras formning uppgår till 3 2%, dvs. ett belopp som saknar betydelse för permeansen hos hela magnetkretsen, är det vid den visade konstruktionen möjligt att använda permanent- magneter utan ytbehandling, varvid kostnaden för desamma är 20-30% mindre än för motsvarande ytbehandlade magneter.

Fattningarna 31, 32 är anpassade efter och med god passning förbundna med de magnetiskt ledande delarna 2 i höljet 1 och med magnetkretsen 16,i magnetiseringssystemet 14.

Beroende på skillnad i tjocklek mellan magneterna 29, 30 och fattningarna 31, 32 bildas spalter 34 mellan permanentmagneterna 29, 30 och magnetkretsen 16 i magnetiseringssystemet 14.

Dessa spalter 32 gör det möjligt att undvika överföring av mekaniska krafter från höljet 1 och magnetkretsen 16 till permanent- magneterna 29, 30, varigenom dessas livslängd förbättras och därmed pålitligheten hos den elektriska maskinen såsom helhet ökas. övriga organ i den elektriska maskinen ifråga är utförda på liknande sätt som visas i fig. 12. - Om permanentmagneter 29 (fig. 11 och 13) är monterade endast vid omrâdet för en av de magnetiskt ledande delarna 2-i höljet 1, sznfvsz-s 18 _omfattar den elektriska maskinen endast en fattning (icke visad). 3 I en elektrisk maskin med tre paket, där permanentmagneterna 29, 30 (fig. 16) är monterade endast på de yttre magnetiskt ledande delarna 2 i höljet 1, är fattningarna 31, 32 skilda åt från varand- ra genom den mellanliggande magnetiskt ledande delen 2, som är för- bunden med magnetkretsen 16 i magnetiseringssystemet 14. :Detta un- derlättar konstruktionen av magnetiseringssystemet till följd av att ett minskat antal magneter användes. I , g övriga organ i denna elektriska maskin liknar organen i den elektriska maskin som visas fig. 13. ' i Enligt ytterligare en utföringsform av uppfinningen är den elektriska maskinen försedd med ytterligare, axiellt magnetiserade permanentmagneter 35 anordnade mellan statorpaketen 10_Äfig¿ 16) och monterade i slitsar 36 upptagna i den inre ytan av de omagne- tiska delarna 3 i höljet 1. Magneternas 35 polerär placerade på sådant sätt i förhållande till polerna i magneterna 29, 30 att de åstadkommer ett magnetflöde, som är motsatt riktat mot flödet från dessa permanentmagneter.

Dimensionerna hos de ytterligare permanentmagneterna 35 lik- som även antalet därav dikteras av skapandet av ett magnetfält, som är fördelat runt omkretsen på ett likformigt sätt och har en magnetisk intensitet, som endast något överstiger intensiteten hos läckflödet.

'Genom att anordna de ytterligare permanentmagneterna 35 mellan statorpaketen 10 kan man öka den magnetiska flödestätheten i luft- gapet i den elektriska maskinen, varigenom dess effekt ökas.

Användning av ytterligare permanentmagneter 35 är lämplig i elektriska maskiner med ett litet mellanrum mellan statorpaketen 10.

Monteringen av magneterna 35 i slitsarna 36 utgör det enklas- te och mest pålitliga sättet att hålla kvar dessa magneter vid de omagnetiska delarna 3 i höljet 1. -Det bör emellertid observeras, att andra sätt att fästa magneterna vid de omagnetiska delarna 3 är möjliga. Exempelvis kan magneterna 35 limmas fast pâ delarna 3 i höljet 1. g I ytterligare en utföringsform av uppfinningen, såsom bäst framgår av fig. 17, är ringformiga urtag 37 upptagna på de yttre. ytorna av de magnetiskt ledande delarna 2 i höljet 1 i omedelbar när- het av den omagnetiska delen 3, vilka urtag är anordnade att mottaga ringformiga utsprâng 38 på den inre ytan av delen 3. I detta fall 8,301 7 S2- 5 19 har den omagnetiska delen 3 en trapetsoidform i axiell riktning, vil- ket förbättrar dess styvhet och hållfasthet.

Ovannämnda utföringsform av uppfinningen erbjuder/på pålit- lig låsning mellan delarna 2, 3 i höljet 1, så att en hög hållfasthet och styvhet erhålles.

För åstadkommande av en mera pålitlig förbindning mellan de- larna 2, 3 är dessa delar dessutom förbundna medelst bultar 39 (fig.i18). _ För underlättande av hopsättningen av höljet 1 är dess omag- netiska del 3 utförd i två stycken 40, 41 (fig. 19) som är förbund- na med varandra exempelvis genom svetsning. I detta fall är de magnetiskt ledande delarna 2 förbundna med styckena 40, 41 av den omagnetiska delen 3 och därpå är dessa stycken förbundna med var- andra. Z 4 4 Det är möjligt att bygga upp den omagnetiska delen 3 av ett större antal stycken (icke visat), vilket är lämpligt vid maskiner med stor diameter hos höljet 1.

I den omagnetiska delen 3 är upptagna fönster 42 för radiell genomblåsning av kylmedel genom den elektriska maskinen.

För det fall den elektriska maskinen har ett större antal statorpaket är alla de omagnetiska delarna 3 i höljet 1 konstruerade på ett liknande sätt (icke visat). övriga organ i den elektriska maskin som visas i fig. 17 liknar organen i den elektriska maskinen som visas i fig. 1.

Enligt ytterligare en annan utföringsform av uppfinningen omfattar i en elektrisk maskin med axiella kylkanaler 43 upptagna i statorpaketen 10 (fig. 20) den omagnetiska delen 3 i höljet 1 två ringar 44, som är inbördes förbunda medelst förstyvande lister 45 (fig. 21), fördelade runt omkretsen av desamma och utförda i form av kilformiga plattor.

Det bör observeras, att i detta fall den omagnetiska delen 3 kan framställas antingen i ett stycke eller såsom separata organ 44, 45 förbundna med varandra t.ex. genom svetsning.

Den omagnetiska delen 3 (fig. 20) är förbunden med de magne- tiskt ledande delarna 2 genom svetsning. 4 Radiella kylkanaler 46, som är utformade mellan ringarna 44 och de förstyvande listerna 45, åstadkommer kylning av de verksamma delarna av den elektriska maskinen i radiell riktning, varigenom maskinens driftsäkerhet avsevärt förbättras. U De förstyvande listerna 45 (fig. 21) som är utförda i form av kilformiga plattor möjliggör att längden av den båge 47, som ssn17sèïs 20 definierar de radiella kylkanalerna 46 kan ökas jämfört med bâgen 48 mellan de kilformiga plattorna. 2 ' I Detta möjliggör i sin tur en ökning av kanalernas'4É sektion och en minskning av det aerodynamiska motståndet däri. aDet är lämpligt att antalet radiella kylkanaler 46 är minst dubbelt så stort som antalet axiella kylkanaler 43, varigenom det aerodynamiska motståndet i de radiella kylkanalerna 46 kan minskas.

Detta utförande av den omagnetiska delen 3 i höljet 1 lämpar sig för användning i elektriska maskiner med antingen stor längd eller liten sektion hos de axiella kylkanalerna upptagna i stator- paketen 10. ” Magnetiseringssystemet 14 omfattar tvâ spolar 15, som är monterade på de magnetiskt ledande delarna 2 på ömse sidor om den omagnetiska delen 3, och magnetkretsen 16 är uppbyggd av separata rektangulära organ 41 (figf 21) anordnade ovanpå de förstyvande listerna 45, samt av tvâ ringformiga organ 50 (fig. 20), som för- binder organen 49 i den magnetiska kretsen 16 med de magnetiskt le- dande delarna 2 i höljet 1, varvid organen 50 är förbundna med or- ganen 49 och med de magnetiskt ledande delarna 2 genom svetsning.

En förbindning av ovannämnda organ medelst bultar kan även vara lämplig.- V ' En sådan konstruktion av magnetiseringssystemet bidrar till fri avgång av kylmedlet genom de radiella kylkanalerna 46, med det resultatet att det aerodynamiska motståndet i kanalerna 46 minskas, vilket leder till en ökning av kylningen av den elektriska maskinen.

I ändstyckena 13 är upptagna öppningar 51 för tillförsel av kylmedel till de axiella kanalerna 43 för kylning av statorpaketen 10. ' 2 övriga organ i den elektriska maskinen i fig. 20 är liknande organen i den elektriska maskinen enligt fig. 1 och är betecknade med samma hänvisningsbeteckningar. ' Vid ännu en utföringsform av uppfinningen, som visas i fig. 22, är den omagnetiska delen 3 till höljet 1 formad i axiell sek- tion såsom en dubbel T-balk, vars inre fläns 52 är förbunden, t.ex. genom svetsning, med de magnetiskt ledande delarna 2 till höljet 1, under det att den yttre flänsen 53 är förbunden, t.ex. genom svets- ning, med magnetkretsen 16 i magnetiseringssystemet 14., En sådan konstruktion av den omagnetiska delen 3 förbättrar höljets 1 styvhet i kombination med magnetiseringssystemet 14.

SSE? 752- 5 21 Var och en av flänsarna 52, 53 i den dubbla T-balken är for~ mad såsom en ring, som är förbunden med ett tvärstycke 54 däri ge- nom svetsning, varvid bägge ringarna är anordnade koaxiellt. Detta förenklar avsevärt framställningen av den omagnetiska delen 3 i höljet 1. Två spolar 15 i magnetiseringssystemet 14 är monterade mellan flänsarna 52, 53 på bägge sidor om tvärstycket 54 i den dubb- la'T-balken.

Härigenom blir magnetkretsen 16 i magnetiseringssystemet 14 en ring med U-formad sektion.

I De övriga organen i den elektriska maskinen i fig. 22 är lik- nande organen i den elektriska maskinen, som visas i fig. 4, och är betecknade med samma hänvisningsbeteckningar.

Ovannämnda konstruktion kan med fördel användas i elektriska maskiner, som användes som drivanordningar för trådlindningsmaskiner arbetande med hög hastighet.

Enligt uppfinningen är andra modifikationer av den omagnetis- ka delen 3 med dubbel T-form i axiell sektion möjliga.

Såsom bäst framgår av fig. 23 är flänsarna 52, 53 framställda i form av lister 55, som är stelt förbundna med tvärstycket 54, t.ex. genom svetsning, fördelade längs omkretsen därav och definie- rande radiella kylkanaler 46 i höljet 1. 4 Ovannämnda modifikation av den omagnetiska delen 3 säkrar både axiell och radiell kylning av den elektriska maskinen, ökar höljets 1 styvhet och kan med fördel användas i elektriska maskiner, som utmärker sig genom stor längd och ökad värmebelastning.

De övriga organen i den elektriska maskinen som beskrives ovan är liknande organen i den elektriska maskin, som visas i fig. 20.

I utföringsformen enligt fig. 24 är den omagnetiska delen 3 uppbyggd av plattor 56 med dubbel T-form, fördelade längs omkretsen under bildning av radiella kylkanaler 46 i höljet 1.

Denna konstruktion av den omagnetiska delen 3 gör det möjligt att minska metallåtgången däri och därmed i hela den elektriska maskinen, vilket i sin tur ökar höljets 1 styvhet.

Denna utföringsform av uppfinningen kan med fördel användas vid elektriska maskiner, som är fria från kraftiga accelerationer och plötsliga stopp av rotorn 4. övriga organ i den beskrivna elektriska maskinen är liknande de organ som visas i fig. 20. llssß1vs2-5 22 I fig. 22-24 visas en elektrisk maskin med två paket, men en elektrisk maskin med större antal paket utföres på liknande sätt.

Enligt ännu en utföringsform av uppfinningen, som visas i fig. 25, är den elektriska maskinen, innefattande de axiella kanaler-_ na 43 för kylning av statorpaketen 10 och de radiella kanalerna 46 för kylning av höljet 1, ytterligare försedd med en kylmedelsdeflek- tor 57 anordnad mellan statorpaketen 10. 2 Kylmedelsdeflektorn 57 är framställd i form av lister 58 (fig. 26) fördelade längs omkretsen och fästa vid de förstyvande listerna 45 i den omagnetiska delen 3 i höljet 1 genom svetsning, varvid axiella kanaler 43 (fig. 25) för kylning av de närbelägna statorpaketen 10 är anordnade på ömse sidor om varje list 58 i kyl- medelsdeflektorn 57.

En sådan konstruktion av kylmedelsdeflektorn 57 säkrar ' minimal metallåtgång och pålitlig infästning i den elektriska maski- nen.

De axiella kylkanalerna 43 (fig. 27) i de närbelägna stator- paketen 10 är placerade i förhållande till varandra under en vinkel a lika med halva vinkeln B mellan de axiella kylkanalerna 43 i samma statorpaket 10. _ g V _ I _Anordnandet av kylmedelsdeflektorn 57 liksom även den ovan beskrivna ömsesidiga anordningen av de axiella kanalerna 43 i de närbelägna statorpaketen 10 möjliggör att man kan eliminera inbör- des inverkan genom det kylmedel, som strömmar i de närbelägna sta- torpaketen 10, varigenom det aerodynamiska motståndet i mellanrum- met mellan statorpaketen 10 minskas. övriga organ i den elektriska maskinen är liknande organen som visas i fig. 20 och är betecknade med samma hänvisningsbeteck- ningar; Dessa organ kan emellertid även vara liknande organen i den elektriska maskin, som visas i fig. 23 och 24.

Z När det gäller en elektrisk maskin med flera paket är antalet kylmedelsdeflektorer 57 lika med antalet av de omagnetiska delarna 3 i höljet 1. i Ännu en utföringsform visas i fig. 28, i vilken kylmedels- deflektorn 57 är en tunnväggig ring korrugerad i form av en meanderÄ Den utmärker sig genom att den är mycket lätt att framställa; ' De längsgående delarna av kylmedelsdeflektorn 57, som är bildad såsom en ring korrugerad i form av en meander, bildar lister 58.

SSUTYBÉ- 5 23 Enligt ännu en utföringsform är listerna 58 (fig. 27, 28) placerade under listerna 45 (fig. 26) eller listerna 55, 56 (icke visade) på den omagnetiska delen 3 i höljet 1.

Ett sådant inbördes anordnande av listerna 58 på kylmedels- deflektorn 57 och listerna på den omagnetiska delen 3 i höljet 1 minskar det aerodynamiska motståndet för de radiellt riktade kyl- medelsströmmarna, varigenom kylmedlets strömningshastighet ökar och därmed kylningen av hela maskinen. _ Den föreslagna elektriska maskinen arbetar på följande sätt.

Magnetiseringssystemet 14 (fig. 1) inducerar i den elektriska maskinen ett magnetflöde, som är slutet genom magnetkretsen 16 i magnetiseringssystemet 14, de magnetiskt ledande delarna 2 i höljet 1, statorpaketen 10, luftspalterna 8, rotorpolsystemen 5 och den magnetiska kretsen 7 i rotorn 4. Den omagnetiska delen 3, som är anordnad mellan de magnetiskt ledande delarna 2, undanröjer eventuell shuntning av magnetflödet.

Eftersom magnetflödet tar sin väg genom rotorn 4 endast genom polutsprången 6'i polsystemet 5, genomströmmar det i varje ögonblick endast en del av ledarna i statorlindningen 12, som bestämmes av polbågkoefficienten. Magnetflödet i ett polsystem 5 tränger igenom endast hälften av statorlindningens ledare, om polbågkoefficienten när sitt maximum lika med 1.

Allteftersom rotorn 4 roterar kommer dess polsystem 5, som rör sig i förhållande till ledarna i statorlindningen 12, att med- föra magnetflödet och att förorsaka att dess kraftlinjer skär ledar- na i statorlindningen 12.

Genom att rotorpolsystemen 5 (fig. 2) är förskjutna i förhål- lande till varandra 180 elektriska grader, kommerden elektromoto- riska kraft, som induceras i ledarna i statorlindningen 12 (fig. 1) under rotorns rotation att endast anta samma tecken.

Då den elektriska maskinen arbetar såsom generator motsvarar dess drift fullständigt generatorarbetet hos en synkronmotor med växelströmspoler med den skillnaden att i detta fall en EMK induce- ras endast i en del av ledarna i lindningen 12 i en fas, som ligger i ett av paketen 10 till statorn 9. Pâ grund härav kommer verknings- graden hos en maskin med likströmspoler att vara så låg som hälften av verkningsgraden hos en maskin med växelströmspoler.

Eftersom emellertid rotorn 4 är fri från fältlindning översti- ger rotorhastigheten hos en sådan elektrisk maskin kraftigt den hos asm vissa-s 24 en maskin med växelströmspoler, som uppbär fältlindningen på rotor- kroppen, vilket är lämpligt i drivanordningar som kräver höga rota- tionshastigheter. 7 En reglering av rotorhastigheten genom variation av magnet- flödet uppnås genom ändring av strömmen i lindningen 15 till magne- tiseringssystemet 14. ' Ovannämnda elektriska maskin utmärker sig genom naturlig kyl- ning, som består i att det värme som frigöres från de verksamma de- larna av maskinen, överföres till höljet 1 och till ändstyckena 13 samt vidare till omgivningen.

En elektrisk maskin med ett större antal statorpaket 10 (fig. 3) arbetar på samma sätt som den elektriska maskinen med tvâ paket (fig. 1) med den skillnaden, att det magnetflöde som utvecklas av tre spolar 15 i magnetiseringssystemet 14 är uppdelat i tre magne- tiska flöden. Det magnetiska flödet som utvecklas av endast en spo- le 15 passerar genom det yttersta statorpaketet 10, under det att det magnetflöde, som utvecklas av tvâ spolar 15, passerar genom de mellanliggande statorpaketen 10. Därför är längden av de yttre statorpaketen 10 endast hälften av längden.av de mellanliggande sta- torpaketen 10. _ _ '-Den elektriska maskin som visas i fig. 7, 9, 10 arbetar i hu- vudsak på samma sätt som den elektriska maskin som visas i fig. 1.

Arbetssättet för den elektriska maskin som visas i fig. 11-14 är i huvudsak lika med arbetssättet för den elektriska maskin som visas i fig. 1 med den skillnaden, att magnetflödet utwxklas av per- manentmagneter 29, 30, som är kopplade i serie i magnetiseringssyste- mets 14 magnetiska nätverk, varvid placeringen av dessa magneter i det magnetiska nätverket i magnetiseringssystemet 14 icke har någon 'inverkan på den elektriska maskinens arbetssätt. Anordnandet av des- sa magneter på utsidan av de magnetiskt ledande delarna 2 till höljet 1 resulterar i en förenkling i maskinens konstruktion och leder till en ökning av magneternas yta, som definierar den magnetiska induktio- nen i den elektriska maskinen. I Den elektriska maskin som visas i fig. 16 liknar till sitt arbetssätt den elektriska maskin som visas i fig. 11-14 med den skill- naden, att de ytterligare axiella magnetiserade permanentmagneterna 35 utvecklar ett magnetflöde, som är riktat motsatt det magnetflöde, som utvecklas av permanentmagneterna 29, 30 för minskning av läckflö- den utvecklade av magnetsystemet, och som befinner sig nära mellan närbelägna statorpaket av motsatt polaritet. aznïrv-sz-s 25 Den elektriska maskin som visas i fig. 20 arbetar på liknande sätt som den elektriska maskinen som visas i fig. 1 med den skill- naden, att den tillåter tvångskylning av maskinens verksamma delar. _ Ett kylmedel tillföres i motsatt riktade strömmar genom öpp- ningarna 51 i ändstyckena 13 och kommer, dâ de passerar genom de axiella kylkanalerna 43 i statorpaketen 10, i kontakt med de delar som intensivt avger värme och som är placerade nära slitsarna 11 för upptagande av spolarna. Kylmedlet ändrar, då det passerat mel- lan statorpaketen 10, sin riktning från axiell till radiell med det resultatet, att två motsatt riktade strömmar sammanflyter till en ström som föres in i de radiala kanalerna 46 för kylning av höl- jet 1.

Kylmedlets rörelse visas på ritningarna medelst pilar.

Magnetiseringssystemets 14 spolar 15, som är anornade på ömse sidor om den omagnetiska delen 3 till höljet 1 säkrar att kyl- medlet kan avgå fritt genom de radiella kylkanalerna 46, varigenom det aerodynamiska motståndet i desamma minskas och därmed kylningen av den elektriska maskinen ökas.

Anordnandet av axiell och radiell kylning av den elektriska maskinen med dubbla mängden kylmedel möjliggör sålunda att belast- ningen på maskinens verksamma delar kan ökas väsentligt, samtidigt som man förbättrar den elektriska maskinens specifika egenskaper och dess funktionspâlitlighet.

De motsatt riktade strömmarna av kylmedel, som sammanföres till en ström, neutraliserar emellertid ömsesidigt kylmedlets ström- ningshastighet, vilket leder till en minskad kylning av den elekt- riska maskinen.

Denna nackdel elimineras i den elektriska maskin, som visas i fig. 25, där de axiella kylkanalerna 43=i ett av statorpaketen 10 är förskjutna i förhållande till kanalerna 43 i närbelägna stator- paket 10 en vinkel d och kylmedelsdeflektorn 57 är monterad mellan statorpaketen 10.

De motsatt riktade strömmarna av kylmedel förskjutes därför i förhållande till varandra, skiljes från varandra av listerna 58 på-kylmedelsdeflektorn 57 (fig. 27, 28) och tillföres olika radiel- la kylkanaler 46 (fig. 26) för kylning av den omagnetiska delen 3 -till höljet 1, varigenom en likformig kylning av spolen 15 i magne- tiseringssystemet 14 säkras.

Claims

a3o1752-5 26 Anordnandet av listerna 58 (fig. 27, 28) under listerna 45 (fig. 26) på den omagnetiska delen 3 till höljet 1 medför vidare att kylmedlet kan avgå fritt från de radiella kanalerna 46, varige- nom kylmedlets strömningshastighet ökas och därmed kylningen av den elektriska maskinen ökas. Ehuru vissa utföringsformer av uppfinningen har beskrivits ovan är det klart för en fackman, att en mängd modifikationer och andra utföringsformer av uppfinningen kan utföras inom ramen för uppfinningen såsom den definieras i efterföljande krav. _ Den föreslagna elektriska maskinen är enkel till sin konstruk- tion och är lätt att sammansätta till följd av den oberoende fram- ställningen av dess stator och magnetiseringssystem, vilket i sin tur leder till förbättrade möjligheter att underhålla den elektris- ka maskinen eftersom det icke föreligger något behov för isärtagning av hela maskinen, för det fall att magnetiseringssystemet skulle skadas¿ ' Vid den föreslagna konstruktionen kan rotorlängden minskas på bekostnad av minskat utrymme mellan statorpaketen, vilket i sin tur förbättrar hållfastheten och styvheten hos rotorn och därför ger en möjlighet till att öka den kritiska rotationshastigheten hos den elektriska maskinen. Den föreslagna elektriska maskinen möjliggör även tvângskyl- ning av de verksamma delarna därav medelst axiella och radiella strömmar, varigenom belastningen på maskinens aktiva delar kan ökas samtidigt som dess specifika egenskaper förbättras liksom även dess driftssäkerhet. ' Üppfinningen kan bäst användas vid elektriska drivanordningar arbetande med hög hastighet för turbokompressorer, högtryckspumpar och trådlindningsmaskiner arbetande med hög hastighet. Patentkrav

1. Elektrisk maskin, innefattande ett cylindriskt hölje (1), som innehåller en rotor (4), framställd i form av minst två polsystem (5) med polutsprång (6) och förbundna med varandra genom en magnet- krets (7), och en stator (9) innefattande minst tvâ laminatpaket (10) och ett magnetiseringssystem (14), k ä n n e t e c k n a d av att magnetiseringssystemet (14) är monterat på utsidan av höljet (1), och att höljet (1) är sammansatt av magnetiskt ledande delar (2) och omagnetiska delar (3) anordnade omväxlande efter varandra i axiell riktning, varvid ett statorpaket (10) är fäst vid var och en av de magnetiskt ledande delarna (2). BåfMTSLZ- 5 27

2. Maskin enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att magnetiseringssystemet (14) innefattar en spole (15), som omsluter höljet (1), och en magnetkrets (16), som omsluter spolen (15) och gränsar till de magnetiskt ledande delarna (2) i höljet (1).

3. Maskin enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a d av att magnetiseringssystemets (14) magnetkrets (16) är framställd i form av en ring med U-formad sektion och är sammansatt av minst tvâ de- 'lar (21, 22) som är inbördes förbundna i radiell riktning medelst ett lösbart förband, t.ex. medelst bultar (23).

4. Elektrisk maskin enligt patentkravet 3, k ä n n e t e c k- n a d av att minst en av de magnetiskt ledande delarna (2) i höl- jet (1) är försedd med ett ringformigt spår (28) för mottagande av ett ringfomnigt utsprång (27) anordnat på kroppen till magnetkret- sen (16) i magnetiseringssystemet (14). _

5. Elektrisk maskin enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k- n a d av att magnetiseringssystemet (14) innefattar minst en mag- netkrets (16), som är förbunden med de magnetiskt ledande delarna (2) av höljet (1), och minst en spole (15), som är anbragt på mag- netkretsen (16).

6. Elektrisk maskin enligt patentkravet 1, k ä ngn e t e c k- n a d av att magnetiseringssystemet (14) innefattar permanentmagne- ter (29, 30), monterade på höljet (1) i omrâdet för minst en av de magnetiskt ledande delarna (2), och en magnetkrets (16), som om- sluter permanentmagneterna (29, 30), varvid de magnetiskt ledande delarna (2) saknar kontakt med permanentmagneterna (29, 30), som gränsar till magnetkretsen (16) i magnetiseringssystemet (14).

7. Elektrisk maskin enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att den ytterligare innefattar fattningar (31, 32) utförda i ett stycke med de omagnetiska delarna (3) i höljet (1) och försedda med celler (33) anordnade att mottaga permanentmagneterna (29, 30), och att magnetkretsen (16), som omsluter dessa permanentmagneter (29, 30) är monterad med en spalt (34) i förhållande därtill och i kon- takt med fattningarna (31, 32).

8. Maskin enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d av att ytter- ligare axiellt magnetiserade permanentmagneter (35) är anordnade mellan statorpaketen (10), varvid de omagnetiska delarna (3) i höl- jet (1) är försedda med slitsar (36) upptagna på deras insida för mottagande av dessa permanentmagneter (35).

9. Maskin enligt krav 1, k ä n n'e t e c k n a d av att de mag- netiskt ledande delarna (2) i höljet (1) är försedda med ringformiga i 333917 52-15 28 urtag (37) för mottagande av ringformiga utsprâng (38)-på de omagne- tiska delarna (3) i höljet (1), varvid de omagnetiska delarna (3) är längs sin omkrets utförda i form av minst två sektioner (40, 41) som är.förbundna med varandra. U

10. , upptagna i statorpaketen (10), k ä n n e t e c k n a d av att de Maskin enligt krav 2, innefattande axiella kylkanaler (43) ,pmagnetiska delarna (3) i höljet (1) innefattar två ringar (44), som är inbördes förbundna genom förstyvande lister (45), som är fördelade längs omkretsen under bildning av radiella kylkanaler (46) utformade mellan de förstyvande listerna (45) och ringarna (44), varvid magnetiseringssystemets (14) spolar (15) är monterade på ömse sidor om den omagnetiska delen (3), och att den magnetiska kret- sen (16), som omsluter spolarna (15), är framställd i form av sepa- rata organ (49), som är placerade ovanför de förstyvande listerna (45).

11. omagnetiska delen (3) i höljet (1) är utformad såsom en dubbel T- Maskin enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a.d av att den balk i axiell sektion, varvid den inre flänsen (52) i den dubbla T-balken är förbunden med de magnetiskt ledande delarna (2) i höljet (1), och den yttre flänsen (53) därav är förbunden med magnetkretsen (16) i magnetiseringssystemet (14), vars lindningar (15) är place- rade mellan flänsarna (52, 53) i den dubbla T-balken på ömse sidor av dettas tvärstycke (54).

12. I I och en av flänsarna (52, 53) på den dubbla T-balken är utformad som Maskin enligt krav 11, k ä n n e t e c k n-a d av att var en ring, vilka bägge ringar är anordnade koaxiellt.

13. upptagna i statorpaketen (10), k Maskin enligt krav 11, innefattande axiella kylkanaler (43), ä n n e t e c k n a d av'att flänsarna (52, 53) på den dubbla T-balken är utförda i form av lister (55), som är stelt förbundna med ytan av tvärstycket (54) och för- delade längs omkretsen därav under bildning av radiella kylkanaler (46) i'höijet (1). '

14. upptagna i statorpaketen, k ä n n e t e c k n a d av att den omag- Maskin enligt krav 11, innefattande axiella kylkanaler (43) netiska delen (3) i höljet (1) är uppbyggd av plattor (56), som är fördelade längs omkretsen under bildning av radiella kylkanaler (46) i höljet (1).

15. k ä n n e t e c k nga d av att den även innefattar en kylmedelsdeflek- Elektrisk maskin enligt något av kraven 10, 13 eller 14, 83015752- 5 29 tor (57), som är anordnad mellan statorpaketen (10), varvid de axiella kylkanalerna (43) i närbelägna statorpaket (10) är förskjut- na i förhållande till varandra en vinkel d lika med hälften av vin- keln B mellan de koaxiella kylkanalerna (43) i samma statorpaket (10).

16. Maskin enligt krav 15, k ä n n e t e c k n a d av att kyl- medelsdeflektorn (57) omfattar lister (48), som är fördelade längs omkretsen och fästa vid den omagnetiska delen (3) i höljet (1).

17. Maskin enligt krav 15, k ä n n e t e c k n a d av att kyl- medelsdeflektorn (57) är en tunnväggig ring, korrugerad i form av en meander.

18. Maskin enligt krav 16 eller 17, k ä n n e t e c k n a d av att listerna (58) på kylmedelsdeflektorn (57) är placerade under de förstyvande listerna (45 eller 55 eller 56) på den omagnetiska de- len (3) i höljet (1).