Реактивен двигател с ниско ниво на шум

Предложението се отнася до електрическите машини и може да се приложи при проектирането и производството на импулсно-реактивни двигатели с пръстеновидна възбудителна намотка, поставена върху статора.

Техническият резултат от полезния модел е намаляване на нивото на шума, излъчван от въртящ се реактивен двигател в акустичния честотен диапазон.

Двигателят съдържа рамка 1 с крайни щитове 2, в които вал 4 е монтиран върху опори за въртене 3. Рамката 1 и щитовете 2 образуват корпус, в кухината на който на рамката 1 по протежение на вала 4 са коаксиално фиксирани две двойки зъбни статорни пакети 5. Между пакети 5 от всяка двойка са поставени пръстеновидни намотки 6 възбуждане. Фазовите намотки 7, чийто брой е кратен на шест, покриват едноименните зъби 8 пакети 5 на статора. На вала 4, срещу зъбните колела 5 на статора, две двойки зъбни колела 9 на ротора със зъби 10 са фиксирани с изместване един спрямо друг.Броят на зъбите 8 на пакетите 5 на статора е кратен на шест, а броят на зъбите 10 на пакетите 9 на ротора е кратен на две, повече от шест и не е равен на броя на зъбите на статора. tor пакети. 1 з.п.ф., 2 ил.

Известни са вентилнореактивни двигатели, съдържащи корпус под формата на рамка с крайни щитове, в които е монтиран вал върху опорите за въртене, поне една двойка зъбни статорни пакети, коаксиално монтирани на рамката по оста на вала, между които има пръстеновидна намотка за възбуждане, фазови намотки, покриващи зъбите на статорните пакети, и зъбни пакети на ротора, монтирани на sha ft срещу зъбните колела на статора [RU 2277284 IPC H02K 19/10, 2006]. Фазовите намотки образуват няколко трифазнигрупи, захранвани от вентилни преобразуватели. В известен двигател броят на зъбите на статорните пакети е кратен на шест, а броят на зъбите на роторните пакети е просто число, започващо от пет (5, 7, 11, 13, 17..).

Вентилно-реактивните двигатели имат редица предимства пред други видове двигатели (асинхронни, синхронни), описани по-специално в споменатия патент.

Основният недостатък на известните реактивни електродвигатели, който пречи на широкото им използване, е високото ниво на вибрации и шум, излъчвани от въртящия се двигател в най-чувствителния за човешкото ухо честотен диапазон - 300÷3000 Hz.

Целта на полезния модел е да елиминира този недостатък.

Разкриване на същността на полезния модел

Техническият резултат, постигнат чрез използването на полезния модел, е намаляване на нивото на вибрации и шум, излъчвани от въртящ се реактивен двигател в честотния диапазон на чуваемост на човешкото ухо.

Предметът на полезния модел е клапанно-реактивен двигател, съдържащ рамка с крайни щитове, в която вал е монтиран върху ротационните опори, поне една двойка зъбни статорни пакети, коаксиално монтирани върху рамката по протежение на оста на вала, между които има пръстеновидна възбудителна намотка, фазови намотки, заобикалящи зъбите на статорните пакети, и зъбни колела на ротора, фиксирани върху вала срещуположно на зъбни колела на статора, докато броят на зъбите на статорните пакети е кратен на шест, а броят на зъбите на роторните пакети е кратен на две, повече от шест и не е равен на броя на зъбите на статорните пакети.

За разлика от известното устройство в предлагания двигател броят на зъбите на роторните пакети е четен. Както е показано от сравнителен симулационен експеримент на машина, който изследва радиалните сили, възникващи върхукорпуси на реактивни електродвигатели с различен брой зъби на роторните пакети, горният набор от функции ви позволява многократно да намалите нивото на акустичния шум от въртящи се реактивни двигатели и. като по този начин подобряват екологичната ситуация на техните работни места.

Полезният модел има разработка, която определя броя на зъбите на статорния и роторния пакет за конкретен случай.

Внедряване на полезен модел, като се вземе предвид неговото развитие

Фигура 1 и фигура 2 показват пример на предложения двигател с реактивен клапан, като се вземе предвид развитието на полезния модел. Фигура 1 показва аксиалното сечение на двигателя, фигура 2 е радиално сечение на корпуса на двигателя с пакетите на ротора и статора, монтирани в него (намотките обикновено не са показани).

Двигателят (виж фигура 1) съдържа рамка 1 с крайни щитове 2, в която валът 4 е монтиран върху лагерите 3 на въртене, изработени от немагнитен материал, като неръждаема стомана. Рамката 1 и щитовете 2 образуват корпус, в чиято кухина върху рамката 1 по дължината на вала 4 са коаксиално фиксирани две двойки зъбни пакети 5 на статора. Между пакети 5 от всяка двойка са поставени пръстеновидни намотки 6 възбуждане. Фазовите намотки 7, чийто брой е кратен на три, се състоят от две намотки, всяка от които покрива едноименните зъби 8 (виж фигура 2) пакети 5 на статора. В този случай броят на зъбите на статорните пакети е кратен на шест. Намотките на една фазова намотка са изместени една спрямо друга на 180 електрически градуса.

Срещу зъбните колела 5 на статора на вала 4 са фиксирани две двойки зъбни колела 9 на ротора със зъби 10. Броят на зъбите 8 на всеки пакет 5 на статора е двадесет и четири, а броят на зъбите 10 на всеки пакет 9 на ротора е десет.

Закрепването на пакетите 9 на ротора се извършва с помощта на втулка 11, изработена отмагнитно мек материал, осигуряващ магнитна връзка между пакетите 9 на ротора. Статорните пакети 5 и роторните пакети 9 са ламинирани от листове електротехническа стомана.

Устройството работи по следния начин.

Възбуждащите намотки 6 и фазовите намотки 7 се захранват от външни източници: възбуждащите намотки 6 - с постоянен ток от възбудителя, а фазовите намотки 7 - с регулируеми честотни напрежения от трифазни вентилни преобразуватели. Магнитните потоци, създадени от фазовите намотки 7, поставени върху статора и възбуждащите намотки 6, се затварят през роторните пакети 9. Принципът на работа на двигателя се основава на магнитното привличане на зъба на роторния пакет към най-близкия зъб на статорния пакет.

Трифазните токове във фазовите намотки 7, зададени от захранващите ги вентилни преобразуватели, с неравенство в броя на зъбите 8 в статорните пакети 5 и броя на зъбите 10 в роторните пакети 9, осигуряват въртенето на вала 4 с честота и въртящ момент, стойностите на които се регулират от системата за управление на клапанния преобразувател.

Поради неизбежната асиметрия на кръглата въздушна междина между повърхностите на зъбите 8 на статора и зъбите 10 на ротора (причинена например от несъосност на статора и ротора), електромагнитните сили, действащи радиално върху корпуса на двигателя, не остават постоянни по време на въртене на вала 4, а имат променлив компонент. Променливите силови въздействия предизвикват вибрации на тялото и други конструктивни елементи, които са източници на шум. Честотата на променливия компонент зависи от скоростта на вала и броя на зъбите на статорния и роторния пакет, а нивото му от степента на асиметрия на магнитната междина между статорния и роторния пакет.

Експериментални изследвания на двигател с ротори с различен брой зъби със същите степени на асиметриямагнитна междина (при 10, 20, 30, 40 и 50%) бяха извършени на двигател, чийто статор има двадесет и четири зъба. Проучванията показват, че не само честотата, но и нивото на въздействието на променлива сила зависи от броя на зъбите на ротора и при равни други условия е значително по-малко за ротори с четен брой зъби. В този случай ефективността на двигателя леко намалява в сравнение с оптималния случай по отношение на ефективността, когато броят на зъбите на ротора е равен на просто число. Например, за ротори с десет и четиринадесет зъба, намаляването на ефективността не надвишава 0,5%. За реактивни двигатели с работен диапазон от 750-1500 оборота в минута, което е характерно например за задвижвания на мрежови топлоснабдителни помпи, използването на ротор с десет зъба осигурява най-голямо намаляване на шума.

1. Превключен реактивен двигател, съдържащ рамка с крайни щитове, в която неговият вал е монтиран върху опорите за въртене, поне една двойка зъбни статорни пакети, коаксиално монтирани върху рамката по оста на вала, между които има пръстеновидна възбудителна намотка, фазови намотки, покриващи зъбите на статорните пакети, и зъбни колела на ротора, фиксирани върху вала срещу зъбните пакети на статора, докато броят на зъбите на статорните пакети е кратен на шест, а броят на зъбите на роторните пакети е кратен на две, повече от шест и не е равен на броя на зъбите на статорните пакети.

2. Реактивен двигател съгласно претенция 1, в който броят на зъбите на статорните пакети е двадесет и четири, а броят на зъбите на роторните пакети е десет или четиринадесет.