RU16046U1 - Вентильная электрическая машина - Google Patents
Вентильная электрическая машина Download PDFInfo
- Publication number
- RU16046U1 RU16046U1 RU2000118620/20U RU2000118620U RU16046U1 RU 16046 U1 RU16046 U1 RU 16046U1 RU 2000118620/20 U RU2000118620/20 U RU 2000118620/20U RU 2000118620 U RU2000118620 U RU 2000118620U RU 16046 U1 RU16046 U1 RU 16046U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stator
- coils
- permanent magnets
- rotor
- teeth
- Prior art date
Links
Landscapes
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
1. Вентильная электрическая машина, содержащая ось со статором и установленный на ней с возможностью вращения ротор и обод, отличающаяся тем, что названная машина имеет постоянные магниты с числом полюсов 2р, зубцы статора с катушками, датчики углового положения ротора, причем ротор расположен в виде концентрично расположенного индуктора и соединен с ободом, при этом постоянные магниты расположены на индукторе с чередованием полярности, статор расположен внутри индуктора и несет зубцы с катушками и ярмо, расположенные с зазорами относительно постоянных магнитов, датчики углового положения закреплены на статоре и электрически связаны с катушками, катушки соединены в обмотку, имеющую фазы, разбитые на фазные группы, катушки в пределах фазной группы расположены с шагом, отличным от шага размещения постоянных магнитов, на величину 1, 2, 3 ..., так, чтобы число зубцов статора Zудовлетворяло выражениюZ= ζ·m·α,где ζ - число катушек в фазной группе;m - число фаз;α - число параллельных ветвей обмотки,и, в то же время, число полюсов 2р определялось как2p = (ζ·m±1)·α,датчики углового положения размещены по одному на фазу между зубцами статора как можно ближе к осям фазных групп.2. Вентильная электрическая машина по п.1, отличающаяся тем, что сердечник статора выполнен с целью снижения отходов электротехнической стали из отдельных модулей - зубец и участок ярма, скрепленных вместе.3. Вентильная электрическая машина по п.1, отличающаяся тем, что число фаз может быть равно 2, 3, 4, ..., Z.
Description
ВЕНТИЛЬНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА
Устройство относится к электротехнике, точнее к электрическим машинам и может быть использовано:
а как двигатель, для привода электрических и гибридных (приводимых в действие двигателем внутреннего сгорания и электрическими двигателями) транспортных средств, в качестве безредукторного мотор-колеса и др. моментных приводах; а как генератор низкой частоты вращения, применяемый в ветроустановках и бесплатинных ГЭС.
Известен Синхронный электродвигатель см. Авторское свидетельство SU 1345291 А1 по МПК4Н02К19/02 за 1987г., бюл. №38 от 15.10.87, автор Шевченко А.Ф., содержащий статор с трехфазной обмоткой из катушек и активный ротор с чередующейся полярностью полюсов. Такое устройство не может быть применено на низких скоростях вращения, так как в нем число зубцов статора Z связано с числом полюсов ротора 2р соотиошением: 2р Zf;±K, где Z ЗК, , 2, 3 ... ,T:.Q. Zfi 2р. Как известно, число пар полюсов:
где /- частота питающей сети
п - частота вращения электрической машины об/мин. При низких скоростях вращения 20 -f 80 об/мин, необходимых, например, для инвалидных колясок, число зубцов статора по предложению автора выщеупомянутого технического решения столь велико, что изготовление таких мащин стало бы чрезвычайно трудоемким.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является Приводное устройство для передвижных средств см. Патент РФ № 2074761 по МПК6А63С17/12 за 1997г., авторы Кривоспицкий К).Г1., Авдонин А.Ф., Машуроп С.И. и др., содержащее постоянные магниты, сердечники с катущками, датчики углового положения ротора, причем ротор выполнен в виде концентрично
2000118620
INIIIiinillinil
0115620
МПК6Н02К17/16
Р 60 f/п.(1)
расположенных оболочек и сосденсны с ободом, при этом постоянные магниты расположены на оболочках один напротив другого и с противоположной полярностью, на каждой оболочке постоянные магниты расположены с чередованием полярности, статор размещен между постоянными магнитами и несет катушки с сердечниками. Недостатком известного устройства является наличие, по крайней мере, двух оболочек (индукторов) с постоянными магнитами, а значит и двух немагнитных зазоров между статором и ротором, из-за чего, магниты недостаточно полно использованы, что ведет к неоправданному повышению стоимости изделия. По сравнению с машиной только с одним внешним индуктором и одним зазором, в двухиндукторной масса магнитов увеличивается примерно на 40% (внутренний индуктор расположен на меньшем диаметре), в то время как немагнитный зазор увеличивается п два раза, т. к. уменьшение величины каждого из зазоров привело бы к ужесточению требований к точности изготовления и балансировки электрической машины. Таким образом, магнитодвижущая сила (МДС) ивдукторов F в двухиндукторной машине не более чем на 40% больше, чем в
одноиндукторной, а величина немагнитного зазора и его магнитного
- т
сопротивления RS в предпоследней в два раза больше. Магнитный поток под полюсом Вб, в двухиндукторной машине, поэтому, меньше, чем в одноиндукторной:
где F-MflC A ;
RS- магнитное сопротивление 1/м.
Момент, развиваемый двигателем Им наиболее значимая величина тихоходного моментного привода прямо пропорциональна магнитному потоку ротора также меньше в двухиндукторной машине:
Ф F/RS.(2)
М Ф-/,(3)
Целью настоящего технического решения является улучшение тяговых характеристик, энергетических показателей и снижение стоимости тихоходной вентильной электрической машины.
Указанная цель достигается тем, что предлагается вентильная электрическая машина, содержаш 1я постоянные магниты, сердечники с обмотками, датчики углового положения ротора отличаюшаяся тем, что ротор выполнен в виде одной внешней концентрично расположенной оболочки и соединен с ободом колеса, при этом магниты расположены один возле другого с чередованием полярности, статор размешен внутри ротора и несет обмотки, расположенные на сердечнике; для удобства намотки обмоток и снижения отходов электротехнической стали сердечник статора может быть выполнен из отдельных сердечников зубцов, скрепленных вместе, при этом число зубцов статора Z должно удовлетворять выражению:
где $ - число катушек в фазной группе,
т - число фаз,
а число параллельных ветвей обмотки, и, в то же время, число полюсов 1р определяется как:
датчики углового положения размешены по одному на фазу между зубцами статора как можно ближе к осям фазных групп.
Технический результат состоит в улучшении энергетических и тяговых показателей вентильной электрической машины при снижении массы постоянных магнитов и, следовательно, стоимости изделия.
На фиг.1 представлена схема магнитной цепи предлагаемого технического решения вентильной электрической машины с одним индуктором. Вентильная электрическая машина содержит: постоянные магниты 1, ярмо индуктора 2, зубцы статора 3, датчики 4 положения ротора, первый вывод 5 обмотки 6 и её второй вывод 7. Постоянные магниты 1 чередуюшейся полярности закреплены на ярме (магнитопроводе) индуктора 2 ротора. На зубцах якоря (статора) 3 намотана фазная группа катушек обмотки 6. На фиг. 1 в качестве примера показана фазная группа, состояшая из трех катушек. В обшем случае она может состоять из 1 -ь 7.1 катушек. Фазные группы могут соединяться между собой выводами 5, 7 параллельно и/или последовательно. Для создания оптимального значения врашаюшего момента в двигательном режиме, или отдачи электрической мошности
,
2p(qin±l} i,
в сеть при рекуперации, обмотки включаются посредством электронного коммутатора. Момент включения определяется датчиком положения ротора 4, например, датчиком Холла, расположенном на статоре, между зубцов, чувствительным элементом в рабочем зазоре машины.
Устройство работает следующим образом. В двигательном режиме сигнал с датчика 4 положения ротора, расположенного под постоянным магнитом 1, закрепленном на ярме 2, поступает на электронный коммутатор (на фигЛ не показан в связи с непринципиальностью в рамках рассматриваемого технического решения), который подключает источник ЭДС к зажимам, например 5 и 7, катушек одной из фаз 6. По ним протекает ток, создавая МДС, которая, взаимодействуя с полями постоянных магнитов 1, создаёт усилие между зубцами 3, в которых сконцентрировано электромагнитное поле фазы статора, и постоянными магнитами 1, создавая вращающий момент нужного направления. При прохождении заднего края магнита над датчиком, он отключает фазу, пока она снова не займет наиболее выгодного положения, необходимого для создания вращающего момента того же направления. В это время другой датчик положения ротора включает следующую фазу и т. д. Цикл повторяется во всех фазах, и ротор получает непрерывное вращение.
Отличие режима рекуперации состоит в том, что фазы включаются с целью наведения в них ЭДС полем постоянных магнитов, а вращающий момент создается приводным двигателем. Датчик положения ротора служит в этом случае для своевременного включения обмоток с целью создания ЭДС, отдаваемой в сеть, а не разнонаправленной во времени.
При увеличении количества фаз меньше катушек в одно и тоже время находятся в отключенном состоянии, что приводит к снижению пульсаций вращающего момента в двигательном режиме, и ЭДС в режиме рекуперации, но и к увеличению количества полупроводниковых вентилей, т.е. возрастанию стоимости изделия.
Предлагаемое техническое решение позволяет получить тихоходную вентильную электрическую машину, применяемую для безредукторного привода транспортных средств с режимом рекуперации, а также, как иизкоскоростной генератор электрической энергии.
Claims (3)
1. Вентильная электрическая машина, содержащая ось со статором и установленный на ней с возможностью вращения ротор и обод, отличающаяся тем, что названная машина имеет постоянные магниты с числом полюсов 2р, зубцы статора с катушками, датчики углового положения ротора, причем ротор расположен в виде концентрично расположенного индуктора и соединен с ободом, при этом постоянные магниты расположены на индукторе с чередованием полярности, статор расположен внутри индуктора и несет зубцы с катушками и ярмо, расположенные с зазорами относительно постоянных магнитов, датчики углового положения закреплены на статоре и электрически связаны с катушками, катушки соединены в обмотку, имеющую фазы, разбитые на фазные группы, катушки в пределах фазной группы расположены с шагом, отличным от шага размещения постоянных магнитов, на величину 1, 2, 3 ..., так, чтобы число зубцов статора ZS удовлетворяло выражению
Zs = ζ·m·α,
где ζ - число катушек в фазной группе;
m - число фаз;
α - число параллельных ветвей обмотки,
и, в то же время, число полюсов 2р определялось как
2p = (ζ·m±1)·α,
датчики углового положения размещены по одному на фазу между зубцами статора как можно ближе к осям фазных групп.
Zs = ζ·m·α,
где ζ - число катушек в фазной группе;
m - число фаз;
α - число параллельных ветвей обмотки,
и, в то же время, число полюсов 2р определялось как
2p = (ζ·m±1)·α,
датчики углового положения размещены по одному на фазу между зубцами статора как можно ближе к осям фазных групп.
2. Вентильная электрическая машина по п.1, отличающаяся тем, что сердечник статора выполнен с целью снижения отходов электротехнической стали из отдельных модулей - зубец и участок ярма, скрепленных вместе.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000118620/20U RU16046U1 (ru) | 2000-07-19 | 2000-07-19 | Вентильная электрическая машина |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000118620/20U RU16046U1 (ru) | 2000-07-19 | 2000-07-19 | Вентильная электрическая машина |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU16046U1 true RU16046U1 (ru) | 2000-11-27 |
Family
ID=48276595
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000118620/20U RU16046U1 (ru) | 2000-07-19 | 2000-07-19 | Вентильная электрическая машина |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU16046U1 (ru) |
-
2000
- 2000-07-19 RU RU2000118620/20U patent/RU16046U1/ru active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1461854B1 (en) | Electrical machine | |
US9543876B2 (en) | Three phase flux switching generator in a three stage wound field synchronous machine | |
CN108964396B (zh) | 定子分区式交替极混合励磁电机 | |
CN101291095B (zh) | 混合式开关磁阻电机 | |
CN105207436B (zh) | 一种环形轭部电枢绕组高功率密度混合励磁永磁电动机 | |
CN105680652A (zh) | 混合磁路双定子弱磁扩速实心转子永磁同步电机及其方法 | |
JP5543186B2 (ja) | スイッチドリラクタンスモータ駆動システム | |
WO2023216635A1 (zh) | 一种宽窄定子极轴向磁通开关磁阻电机及其控制方法 | |
CN101699728B (zh) | 混合气隙模块化定子开关磁阻电机 | |
CN105186749A (zh) | 一种环形轭部双绕组混合励磁永磁电动机 | |
CN205081652U (zh) | 一种环形轭部电枢绕组高功率密度混合励磁永磁电动机 | |
GB2496435A (en) | Poly-phase stator having coils switchable between series and parallel connection | |
CN111211659B (zh) | 一种定子模块化环形绕组双转子永磁电机 | |
RU2302692C1 (ru) | Электромеханический преобразователь | |
RU2311715C1 (ru) | Синхронная электрическая машина | |
CN205081598U (zh) | 一种双绕组高功率密度混合励磁永磁电动机 | |
JPH08289517A (ja) | 同時発電型モ−タ | |
CN102570656A (zh) | 一种电励磁无刷起动、发电机 | |
Luo et al. | A synchronous/permanent magnet hybrid AC machine | |
CN110417223A (zh) | 一种永磁电机调磁机构及其调磁方法 | |
CN105207384A (zh) | 一种双绕组高功率密度混合励磁永磁电动机 | |
CN202395551U (zh) | 一种电励磁无刷起动、发电机 | |
RU16046U1 (ru) | Вентильная электрическая машина | |
CN205081600U (zh) | 一种环形轭部双绕组混合励磁永磁电动机 | |
CN210608875U (zh) | 一种径向磁场复合型磁通切换电机 |