Магнитная система электрической машины

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МАГНИТНАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ(71) Заявитель Омельницкий Александр Иванович(72) Автор Омельницкий Александр Иванович(73) Патентообладатель Омельницкий Александр Иванович(57) Магнитная система электрической машины, выполненная из магнитных материалов и содержащая цельный или наборный сердечник статора и полюса с катушками, а также барабанный якорь-ротор с сердечником, набранным из тонколистовой электротехнической стали с равномерно уложенной в пазах обмоткой, отличающийся тем, что в теле сердечника якоря-ротора или статора размещены стержни из спрессованного и спеченного магнитно-мягкого феррита либо указанный феррит в виде порошка. Изобретение относится к области электротехники, а именно электрических машин постоянного и переменного тока, и может быть использовано при проектировании и производстве якорей-роторов и статоров электрических машин. Известны конструкции машин малой и средней мощности постоянного и переменного тока, состоящие из магнитных материалов с использованием как Ст. 10 (лист или труба) при изготовлении станины-корпуса статора и сердечников полюсов, так и листовой электротехнической стали различных марок. Магнитная система большинства электрических машин изготавливается с использованием электротехнических сталей с толщиной листа 0,2 0,35 и 0,5 мм для изготовления станины - наборного пакета корпуса статора, сердечника полюсов и сердечника барабанного якоря-ротора 1. Много новинок внедрено трудом изобретателей 19-го и 20-го века в области электротехники с момента изобретения Б.С.Якоби в 1831 году первого электродвигателя постоянного тока. Важное изобретение Т.А.Эдисона продвинуло электротехнику вперед в понимании зависимости потерь энергии от толщины листов стали и их изоляции в сердечнике якоря-ротора и статора. Создание многочисленных марок специальных магнитомягких изотропных и анизотропных листовых электротехнических сталей с особыми свойствами направлено на получение основных результатов в виде повышения удельного сопротивления стали в сердечнике якоря-ротора и статора, увеличения магнитной проницаемости и снижения потерь на гистерезис. 14807 1 2011.10.30 Повышение удельного сопротивления электротехнических сталей достигается введением в их состав кремнияс максимальным содержанием до 4,8 . Это ограничение связано с неблагоприятным влиянием на механические свойства стали, что выражается в увеличении хрупкости и затрудняет последующую прокатку листов и штамповку деталей магнитной системы электрической машины. Все вышеупомянутое позволяет констатировать, что снижение потерь энергии в наборных сердечниках из электротехнических сталей якоря-ротора и статора практически ограничено максимальным содержанием добавок кремния в размере до 4,81, 2, 3. Снижение потерь на вихревые токи путем повышения удельного сопротивления стали наборного сердечника якоря-ротора или статора электрической машины позволяет увеличить коэффициент полезного действия и соответственно мощность электрической машины, что в свою очередь позволяет значительно уменьшить габариты электрической машины и получить экономию дорогостоящих электротехнических материалов. В отдельных случаях можно отказаться от применения дорогостоящих электротехнических сталей и использовать в производстве более дешевые холоднокатаные низкоуглеродистые стали с незначительным содержанием вредных примесей. Производство современных листовых электротехнических сталей с особыми свойствами сложно и трудоемко, а следовательно,дорого обходится конечному потребителю. Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в создании конструкции магнитной системы электрической машины с минимальными потерями энергии на вихревые токи Фуко и гистерезис. Сущность изобретения заключается в установке в тело сердечника якоря-ротора или статора электрической машины магнитно-мягких ферритов (оксиферов) в виде спрессованных и спеченных стержней магнитно-мягкого феррита или размолотого магнитномягкого феррита после прессования и обжига в виде порошка. Внедрение магнитномягкого феррита в тело сердечника статора и/или якоря ротора осуществляют путем введения магнитно-мягкого феррита в виде спрессованных или спеченных стержней или порошка в заранее подготовленные отверстия в теле сердечника нанесения пластичной массы со связующим, содержащей порошок магнитно-мягкого феррита, на поверхность статора и/или якоря ротора. Отверстия в теле сердечника формируют методом механической обработки, штамповки, литья и другими способами. Фиксация магнитно-мягких ферритов в теле сердечника производится заглушками с натягом, резьбовыми пробками, пружинными стопорными кольцами, вклеиванием и другими способами. Например, при наборе пакета сердечника из штампованных листов крайние листы наборного пакета выполняются без отверстий. Таким образом, крайние наборные листы пакета служат для фиксации магнитно-мягких ферритов (и при использовании стержней, и при использовании порошка в любом виде) во внутренней полости сердечника. Для электрических машин небольших габаритов и мощности выполнение отверстий в сердечниках нетехнологично, поэтому в этом случае предпочтительнее нанесение (покрытие) мелкодисперсного порошка магнитно-мягких ферритов со связующим на поверхность статора и/или якоря ротора. Ферриты имеют большое удельное сопротивление, превышающее удельное сопротивление стали от десятков до сотен миллионов раз 3. Изобретение позволяет решить задачу создания конструкции электрической машины с минимизацией магнитных потерь на вихревые токи, уменьшения частоты вращения якоря-ротора и, как следствие, уменьшения потерь на перемагничивание сердечника стали. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3