Claims (8)
1. Электромашина, содержащая корпус с торцевыми щитами, в полости которого размещен шихтованный сердечник статора, снабженный пазами, в которых размещены катушки обмотки, зафиксированные клиньями пазов, причем в полости статора с возможностью вращения размещен ротор, содержащий индуктор с внешней цилиндрической поверхностью, включающий полюса, постоянные магниты, немагнитные клинья и вал, при этом длина ротора превышает длину индуктора, причем концевые участки ротора выполнены в виде торцевых цилиндрических втулок из немагнитного материала, жестко скрепленных с торцами индуктора, заподлицо с его внешней поверхностью, при этом полость корпуса выполнена с возможностью подвода в нее охлаждающего газа и отвода последнего, для чего внутренняя поверхность корпуса снабжена продольными каналами, сообщенными с радиальными вентиляционными каналами, выполненными между пакетами сердечника статора, отличающаяся тем, что статор выполнен с возможностью независимого проветривания, для чего корпус снабжен, по меньшей мере, двумя патрубками, выполненными с возможностью подвода-отвода охлаждающего газа в объем корпуса, занятый статором, при этом втулка снабжена продольными выступами, число, местоположение и поперечное сечение, которых соответствует числу, местоположению и поперечному сечению пазов сердечника статора, в которых выступы втулки размещены, причем между поверхностью выступа и клином паза оставлен пазовый вентиляционный канал, кроме того, в полости корпуса соосно с полостью сердечника статора установлены цилиндрические втулки, выполненные из изоляционного материала, например стеклотекстолита, скрепленные своими торцами с торцами крайних пакетов сердечника статора, при этом контакт их внешней поверхности с торцевыми щитами, снабжен уплотнением, кроме того, стык торцевого щита с корпусом выполнен герметичным, кроме того, электромашина снабжена, по крайней мере, двумя радиальными и одним упорным магнитными подшипниками, для чего, на внутренней поверхности торцевых цилиндрических втулок жестко закреплены друг за другом составные постоянные магниты, каждый из которых содержит, как минимум, три кольцевых постоянных магнита, нечетные из которых (начиная с крайних) намагничены по оси ротора и обращены друг к другу одноименными полюсами, а четные выполнены с радиальным намагничиванием, причем между крайними магнитами и обращенными к ним торцами ротора оставлены немагнитные зазоры, кроме того, поверхности торцевых щитов, выполненных из немагнитного материала, контактирующие с торцами корпуса электромашины снабжены кольцевыми выступами, выполненными с возможностью их размещения в полостях торцевых цилиндрических втулок, при этом на их внешних поверхностях жестко закреплены друг за другом, как минимум, три кольцевых постоянных магнита, причем число, размеры, местоположение и направление намагниченности этих кольцевых постоянных магнитов аналогичны числу, размерам, местоположению и направлению намагниченности постоянных магнитов, закрепленных на обращенных к ним поверхностях торцевых цилиндрических втулок, кроме того, упорный магнитный подшипник содержит пяту и два подпятника, при этом пята выполнена из немагнитного материала, в виде диска надетого на вал ротора зафиксированного на нем, например гайкой, размещенной на снабженном соответствующей резьбой конце вала ротора, при этом на противоположных поверхностях пяты выполнены кольцевые выточки с плоским дном, причем в качестве первого подпятника использована свободная поверхность торцового щита, на которой соосно с осью вращения ротора жестко закреплен составной постоянный магнит, содержащий как минимум, три кольцевых коаксиальных постоянных магнита, нечетные из которых, считая с крайнего, намагничены радиально и обращены друг к другу одноименными полюсами, а четные выполнены с осевым намагничиванием, кроме того, на обращенной к ним поверхности пяты жестко закреплен составной постоянный магнит, содержащий как минимум, три кольцевых коаксиальных постоянных магнита, при этом число, размеры, местоположение и направление намагниченности этих кольцевых постоянных магнитов аналогичны числу, размерам, местоположению и направлению намагниченности постоянных магнитов, закрепленных на обращенной к ним поверхности первого подпятника, при этом второй подпятник выполнен в виде цилиндрического диска из немагнитного материала, выполненного с возможностью его закрепления на кольцевом выступе торцевого щита, кроме того, на поверхности диска, обращенной к пяте, жестко закреплен составной постоянный магнит, содержащий как минимум, три кольцевых коаксиальных постоянных магнита, при этом число, размеры, местоположение и направление намагниченности этих кольцевых постоянных магнитов аналогичны числу, размерам, местоположению и направлению намагниченности постоянных магнитов, закрепленных на обращенной к ним поверхности пяты.1. An electric machine comprising a housing with end shields, in the cavity of which a stator core is placed, provided with grooves, in which winding coils are fixed, fixed by wedges of the grooves, and a rotor containing an inductor with an external cylindrical surface including poles is placed in the stator cavity with the possibility of rotation , permanent magnets, non-magnetic wedges and a shaft, while the length of the rotor exceeds the length of the inductor, and the end sections of the rotor are made in the form of end cylindrical bushings of non-magnetic material the rial, rigidly fastened to the ends of the inductor, is flush with its outer surface, while the cavity of the housing is configured to supply cooling gas and discharge the latter, for which the inner surface of the housing is provided with longitudinal channels communicated with radial ventilation channels made between the stator core packets characterized in that the stator is made with the possibility of independent ventilation, for which the housing is equipped with at least two nozzles made with the possibility of supply-exhaust an ode of cooling gas to the volume of the housing occupied by the stator, wherein the sleeve is provided with longitudinal protrusions, the number, location and cross section corresponding to the number, location and cross section of the grooves of the stator core in which the protrusions of the sleeve are placed, and left between the surface of the protrusion and the groove wedge groove ventilation duct, in addition, in the cavity of the housing coaxially with the cavity of the stator core, cylindrical bushings are installed made of an insulating material, for example fiberglass, at their ends with the ends of the outermost packages of the stator core, while the contact of their outer surface with the end shields is provided with a seal, in addition, the joint of the end shield with the housing is sealed, in addition, the electric machine is equipped with at least two radial and one persistent magnetic bearings, for which, on the inner surface of the end cylindrical bushings, composite permanent magnets are rigidly fixed to each other, each of which contains at least three ring permanent magnets, odd of which (starting from the extreme ones) are magnetized along the axis of the rotor and facing each other by poles of the same name, and the even ones are made with radial magnetization, and non-magnetic gaps are left between the extreme magnets and the ends of the rotor facing them, in addition, the surfaces of the end shields made of non-magnetic material in contact with the ends of the casing of the electric machine are equipped with annular protrusions made with the possibility of their placement in the cavities of the end cylindrical bushings, while on their outer surfaces is rigidly fixed at least three annular permanent magnets are connected one after another, and the number, sizes, location and direction of magnetization of these annular permanent magnets are similar to the number, sizes, location and direction of magnetization of permanent magnets mounted on the surfaces of the end cylindrical bushings facing them, in addition , the thrust magnetic bearing contains a heel and two thrust bearings, while the heel is made of non-magnetic material in the form of a disk worn on the rotor shaft fixed on it, for example, a nut th, located on the end of the rotor shaft equipped with the corresponding thread, while on the opposite surfaces of the heel ring grooves with a flat bottom are made, and as the first thrust bearing, the free surface of the end shield is used, on which a composite permanent magnet rigidly fixed coaxially with the axis of rotation of the rotor, containing at least three annular coaxial permanent magnets, the odd of which, counting from the extreme magnetized radially and facing each other with the same poles, and even made with by magnetization, in addition, on the surface of the heel facing them, a composite permanent magnet is rigidly fixed, containing at least three annular coaxial permanent magnets, while the number, size, location and direction of magnetization of these annular permanent magnets are similar to the number, size, location and direction the magnetization of permanent magnets mounted on the surface of the first thrust bearing facing them, while the second thrust bearing is made in the form of a cylindrical disk of non-magnetic material a piece made with the possibility of its fastening on the annular protrusion of the end shield, in addition, on the surface of the disk facing the heel, a composite permanent magnet containing at least three annular coaxial permanent magnets is rigidly fixed, with the number, size, location and direction of magnetization of these annular permanent magnets are similar to the number, size, location and direction of magnetization of the permanent magnets mounted on the heel surface facing them.
2. Электромашина по п.1, отличающаяся тем, что в качестве охлаждающего газа обмоток и сердечника статора использован водород или гелий.2. The electric machine according to claim 1, characterized in that hydrogen or helium is used as the cooling gas of the windings and stator core.
3. Электромашина по п.1, отличающаяся тем, что газ, охлаждающий постоянные магниты, использован после его охлаждения, предпочтительно до температуры ниже 123 К.3. The electric machine according to claim 1, characterized in that the gas cooling the permanent magnets is used after cooling, preferably to a temperature below 123 K.
4. Электромашина по п.1, отличающаяся тем, что ротор выполнен с возможностью его газостатического поддержания, для чего наружной поверхности ротора придана цилиндрическая форма, и он размещен в цилиндрической полости втулки, зафиксированной в полости статора с возможностью подвода газа, для чего в объеме продольных выступов втулки выполнены сквозные продольные отверстия, сообщенные с радиальными питающими отверстиями, открытыми во внутреннюю полость втулки.4. The electric machine according to claim 1, characterized in that the rotor is made with the possibility of gas-static maintenance, for which the outer surface of the rotor is cylindrical, and it is placed in the cylindrical cavity of the sleeve, fixed in the cavity of the stator with the possibility of supplying gas, for which volume the longitudinal protrusions of the sleeve are made through the longitudinal holes in communication with the radial feed holes open in the inner cavity of the sleeve.
5. Электромашина по п.1, отличающаяся тем, что внешние поверхности торцевых втулок, на концах, обращенных к торцевым щитам, снабжены парными уплотнительными кольцами, кроме того, в торцевых щитах выполнены радиальные отверстия, вход которых сообщен с источником смазывающего газа, а выход сообщен с кольцевой канавкой, размещенной между парными уплотнительными кольцами, которая, в свою очередь, сообщена со сквозными продольными отверстиями цилиндрической втулки.5. The electric machine according to claim 1, characterized in that the outer surfaces of the end sleeves, at the ends facing the end shields, are equipped with paired sealing rings, in addition, radial holes are made in the end shields, the inlet of which is in communication with the lubricating gas source, and the output communicated with an annular groove located between the pair of sealing rings, which, in turn, is in communication with the through longitudinal holes of the cylindrical sleeve.
6. Электромашина по п.1, отличающаяся тем, что смазывающий газ использован после его охлаждения, предпочтительно до температуры ниже 123 К.6. The electric machine according to claim 1, characterized in that the lubricating gas is used after cooling, preferably to a temperature below 123 K.
7. Электромашина по п.1, отличающаяся тем, что щит снабжен патрубком, подключенным к отдельному источнику охлаждающего газа и сообщенным через торцевые участки индуктора с каналами охлаждения его постоянных магнитов, образованными сечением дна пазов и обращенной к ним поверхностью постоянных магнитов, причем у противоположного конца корпуса каналы сообщены с рабочим зазором упорного магнитного подшипника, который, в свою очередь, сообщен со сборником газа.7. The electric machine according to claim 1, characterized in that the shield is equipped with a nozzle connected to a separate source of cooling gas and communicated through the end sections of the inductor with cooling channels for its permanent magnets formed by the cross section of the bottom of the grooves and the surface of the permanent magnets facing them, and the opposite the end of the housing, the channels are in communication with the working clearance of the thrust magnetic bearing, which, in turn, is in communication with the gas collector.
8. Электромашина по п.2, отличающаяся тем, что зазор между валом ротора и кольцевым выступом торцевого щита снабжен уплотнением.
8. The electric machine according to claim 2, characterized in that the gap between the rotor shaft and the annular protrusion of the end shield is provided with a seal.