RU181397U1 - Бесконтактная электрическая машина - Google Patents
Бесконтактная электрическая машина Download PDFInfo
- Publication number
- RU181397U1 RU181397U1 RU2017137668U RU2017137668U RU181397U1 RU 181397 U1 RU181397 U1 RU 181397U1 RU 2017137668 U RU2017137668 U RU 2017137668U RU 2017137668 U RU2017137668 U RU 2017137668U RU 181397 U1 RU181397 U1 RU 181397U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stator
- electric machine
- teeth
- rotor
- contactless
- Prior art date
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 abstract description 8
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 230000027311 M phase Effects 0.000 description 6
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 101100350185 Caenorhabditis elegans odd-1 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
- H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
- H02K21/22—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating around the armatures, e.g. flywheel magnetos
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
Бесконтактная электрическая машина относится к электротехнике и может быть использована в электроприводе в качестве электродвигателя или генератора постоянного или переменного тока, в частности для привода в стиральной машине. Бесконтактная электрическая машина содержит статор с Z равномерно расположенными зубцами, на которых размещена m фазная обмотка и ротор с 2р чередующимися полюсами. Число зубцов Z статора кратно числу фаз m. Новым по сравнению с ближайшим аналогом является выполнение ротора внешним с радиальным намагничиванием, а соотношение между максимально возможным диаметром Dи активной длиной Lстатора бесконтактной электрической машины определяется как:D/L=6-0.03Zi;L- активная длина статора (мм);D- максимально допустимый диаметр бесконтактной электрической машины (D=36 мм - 200 мм);Z- число зубцов статора (Z=12 - 36).Технический результат состоит в обеспечении работы бесконтактной электрической машины в широком диапазоне скоростей от 112 об/мин до 7200 об/мин, с возможностью встраивания ее в заданный определенный объем, сохраняя КПД на уровне 80%.
Description
Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в электроприводе в качестве электродвигателя или генератора постоянного или переменного тока, в частности для привода в стиральной машине.
Известна бесконтактная электрическая машина магнитоэлектрического типа (Патент РФ №2143777, Н02К 1/06, оп. 27.12.1999), содержащая статор с Z равномерно расположенными зубцами, на которых размещена m-фазная обмотка и ротор с 2р чередующимися полюсами. Число зубцов статора Z кратно числу фаз m и число полюсов ротора 2р выбираются такими, чтобы разница между ними была ±1, где 1 - минимальное целое число, a m - фазная обмотка, каждая фаза которой состоит из 1-катушечных групп, намотана так, чтобы направление намотки на зубцах статора чередовались внутри каждой катушечной группы, и чтобы на зубцах одной фазы, сдвинутых на 180°/1, направление было бы согласным при нечетном 1 и встречным при четном 1, а сдвиг между фазами αm определяется как:
Известна бесконтактная электрическая машина магнитоэлектрического типа (Патент РФ №2190292, Н02К 29/00, 1/16 оп. 27.09.2002), содержащая статор с Z равномерно расположенными зубцами, на которых размещена m фазная обмотка и ротор с 2р чередующимися полюсами.
Число зубцов статора Z, кратное числу фаз m и числу полюсов ротора 2р, выбирается как 2р=Z±1, при 1 - минимальное целое число. При этом его отношение между активной длиной L и его активным диаметром D и числом равномерно расположенных зубцов статора Z определяется как:
Z - число зубцов статора;
1 - минимальное целое число;
р - число пар полюсов.
Известна бесконтактная электрическая машина (Патент РФ №31070, Н02К 29/00 от 10.07.2003), содержащая статор с Z равномерно расположенными зубцами, на которых размещена m фазная обмотка и ротор с 2р чередующимися полюсами, причем число зубцов статора Z кратно числу фаз m. При этом соотношение между активной длиной ротора La и его активным диаметром Da определяется как:
Z - число зубцов статора;
р - число пар полюсов ротора.
Наиболее близким аналогом является бесконтактная электрическая машина (Патент РФ №105543, Н02К 29/00 от 10.06.2011).
Бесконтактная электрическая машина содержит статор с Z равномерно расположенными зубцами, на которых размещена m фазная обмотка и ротор с 2р чередующимися полюсами, причем число зубцов статора Z кратно числу фаз m. Ротор выполнен с осевым намагничиванием, а соотношения между активной длиной статора La и ее максимально возможным диаметром Dm бесконтактной электрической машины определяется как:
La/Dm=0.5-0.01⋅Zi;
La - активная длина статора (мм);
Dm - максимально допустимый диаметр бесконтактной электрической машины (Dm=50 мм - 150 мм);
Zi - число зубцов статора (Zi=2 - 36).
Технической проблемой явилось отсутствие известности бесконтактной электрической машины, обеспечивающей необходимый диапазон изменения скорости Dω=(ωmax/ωmin>40 и момента двигателя Dм=Mmax/Mmin>20, при достижении высокого КПД во всем диапазоне как скоростей, так и момента.
Задачей полезной модели является создание бесконтактной электрической машины с рациональным соотношением между максимально возможным диаметром Dm и активной длиной La статора бесконтактной электрической машины при получении значений, приемлемых при заданных условиях и позволяющих встраивать бесконтактные электрические машины в определенный (заданный) объем узлов.
Технический результат состоит в обеспечении работы бесконтактной электрической машины в широком диапазоне скоростей от 112 об/мин до 7200 об/мин, с возможностью встраивания ее в заданный определенный объем, сохраняя КПД на уровне 80%.
Указанный технический результат достигается новой совокупностью существенных признаков, а именно: бесконтактная электрическая машина содержит статор с Z равномерно расположенными зубцами, на которых размещена m фазная обмотка и ротор с 2р чередующимися полюсами. Число зубцов Z статора кратно числу фаз m. Новым по сравнению с ближайшим аналогом является выполнение ротора внешним с радиальным намагничиванием, а соотношение между максимально возможным диаметром Dm и активной длиной La статора бесконтактной электрической машины определяется как:
Dm/La=6-0.03Zi;
La - активная длина статора (мм);
Dm - максимально допустимый диаметр бесконтактной электрической машины (Dm=36 мм - 200 мм);
Zi - число зубцов статора (Zi=12 - 36).
Новые параметры, обеспечивающие заданные характеристики, были получены экспериментально, с использованием известной расчетной формулы [см. Сборник научных трудов ВНИИЭМ «Бесконтактные регулируемые электрические машины», Ленинград 1991 г., стр 119-132]:
K1 - удельный момент (К1=Мд/GaΣ)
K2 - удельные потери (К2=ΔРΣ/Мд).
Коэффициент оптимизации Kопт определен как соотношение:
где:
Мmax - максимальный момент на валу бесконтактной электрической машине при заданном Dm;
ΔРΣ - потери в бесконтактной электрической машине при заданном Dm;
GaΣ - суммарная активная масса бесконтактной электрической машины;
zi - число зубцов бесконтактной электрической машины;
qi - число зубцов статора, приходящихся на полюс ротора и фазу статора;
pi - число пар полюсов бесконтактной электрической машины;
m - число фаз статора (m=3).
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на фиг. 1 которого показаны основные конструктивные элементы статора бесконтактной электрической машины, на фиг. 2 - основные конструктивные элементы ротора бесконтактной электрической машины, а на фиг. 3 - поперечное сечение (А-А) бесконтактной электрической машины.
На фиг. 1 показаны следующие обозначения:
1. Статор.
2. Зубцы статора.
3. Обмотка статора.
Da - активный диаметр статора электрической машины (мм);
На фиг. 2 показаны обозначения:
4. Ротор.
5. Магниты ротора.
6. Магнитопровод ротора.
Dm - максимально допустимый диаметр бесконтактной электрической машины (Dm=36 мм…200 мм);
На фиг. 3 показаны обозначения:
1. Статор.
3. Обмотка статора.
4. Ротор.
5. Магниты ротора.
6. Магнитопровод ротора.
La - активная длина статора электрической машины (примерно равная длине электрической машины) (мм).
Пример конкретного исполнения бесконтактной электрической машины приведен применительно к работе стиральных машин в режиме стирки и в режиме отжима.
Бесконтактная электрическая машина состоит из статора 1 и ротора 4. Статор имеет Z зубцов 2, на которых размещена m фазная обмотка 3, примыкающая через радиальный зазор к внутренней части ротора 4 с 2р магнитами, намагниченными радиально и магнитопровода 6 ротора 4. При этом кинематическая связь бесконтактной электрической машины и барабана стиральной машины осуществляется непосредственно клиноременной передачей с выбранным коэффициентом передачи Kп=4,5, что обеспечило необходимый КПД стиральной машины в обоих режимах (режим стирка, режим отжима) ηст, ηотж≥80%.
Для получения оптимальных соотношений максимально заданного допустимого диаметра бесконтактной электрической машины Dm=170 мм и активной длины статора La=32 мм, при числе зубцов статора zi=18 был получен Kопт, примерно равный 0,8 Нм2/Вт⋅кг.
Учитывая условия qi и выбора критерия оптимизации Kопт получили опытно-промышленный образец бесконтактной электрической машины, удовлетворяющий поставленной задаче: получение КПД≥0,8, веса<4 кг, максимального момента = 12 Нм при минимальной скорости (nmin)=112 об/мин, числа зубцов статора (zi)=18 и числа пар полюсов (pi)=10.
Изготовлены опытные образцы новой бесконтактной электрической машины, примененной для стиральной машины, при этом КПД увеличилось на 15÷18%, шумы не превышают 70 Дб, вибрация уменьшилась в 1,5 раза, а активный объем бесконтактной электрической машины уменьшился в 2,5 раза.
Claims (5)
- Бесконтактная электрическая машина, содержащая статор с Z равномерно расположенными зубцами, на которых размещена m фазная обмотка, и ротор с 2р чередующимися полюсами, причем число зубцов Z статора кратно числу фаз m, отличающаяся тем, что ротор выполнен внешним с радиальным намагничиванием, а соотношение между максимально возможным диаметром Dm и активной длиной La статора бесконтактной электрической машины определяется как:
- Dm/La=6-0.03Zi;
- La - активная длина статора (мм);
- Dm - максимально допустимый диаметр бесконтактной электрической машины (Dm=36 мм-200 мм);
- Zi - число зубцов статора (Zi=12-36).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017137668U RU181397U1 (ru) | 2017-10-27 | 2017-10-27 | Бесконтактная электрическая машина |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017137668U RU181397U1 (ru) | 2017-10-27 | 2017-10-27 | Бесконтактная электрическая машина |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU181397U1 true RU181397U1 (ru) | 2018-07-12 |
Family
ID=62915343
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017137668U RU181397U1 (ru) | 2017-10-27 | 2017-10-27 | Бесконтактная электрическая машина |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU181397U1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU203611U1 (ru) * | 2020-08-08 | 2021-04-14 | Сергей Сергеевич Лагутин | Полифазный синхронный электрический двигатель |
WO2022035362A1 (ru) * | 2020-08-08 | 2022-02-17 | Сергей Сергеевич ЛАГУТИН | Полифазный синхронный электрический двигатель |
WO2022035363A1 (ru) * | 2020-08-08 | 2022-02-17 | Сергей Сергеевич ЛАГУТИН | Полифазный синхронный электрический двигатель |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5986376A (en) * | 1995-01-20 | 1999-11-16 | Automotive Motion Technology Limited | Brushless DC motors |
RU2143777C1 (ru) * | 1998-10-06 | 1999-12-27 | Закрытое Акционерное Общество Проектно-Производственно-Технологическая Фирма "ЭЛМА-Ко" | Бесконтактная электрическая машина магнитоэлектрического типа |
RU2190292C2 (ru) * | 2000-12-13 | 2002-09-27 | ЗАО ППТФ "Элма-Ко" | Бесконтактная электрическая машина |
RU31070U1 (ru) * | 2003-03-28 | 2003-07-10 | Закрытое акционерное общество "ЛИССАНТ" | Бесконтактная электрическая машина |
RU52537U1 (ru) * | 2005-10-03 | 2006-03-27 | Военно-инженерная академия | Бесконтактный генератор постоянного тока |
RU105543U1 (ru) * | 2011-02-07 | 2011-06-10 | Закрытое акционерное общество "Вентиляционный завод ЛИССАНТ" | Бесконтактная электрическая машина |
-
2017
- 2017-10-27 RU RU2017137668U patent/RU181397U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5986376A (en) * | 1995-01-20 | 1999-11-16 | Automotive Motion Technology Limited | Brushless DC motors |
RU2143777C1 (ru) * | 1998-10-06 | 1999-12-27 | Закрытое Акционерное Общество Проектно-Производственно-Технологическая Фирма "ЭЛМА-Ко" | Бесконтактная электрическая машина магнитоэлектрического типа |
RU2190292C2 (ru) * | 2000-12-13 | 2002-09-27 | ЗАО ППТФ "Элма-Ко" | Бесконтактная электрическая машина |
RU31070U1 (ru) * | 2003-03-28 | 2003-07-10 | Закрытое акционерное общество "ЛИССАНТ" | Бесконтактная электрическая машина |
RU52537U1 (ru) * | 2005-10-03 | 2006-03-27 | Военно-инженерная академия | Бесконтактный генератор постоянного тока |
RU105543U1 (ru) * | 2011-02-07 | 2011-06-10 | Закрытое акционерное общество "Вентиляционный завод ЛИССАНТ" | Бесконтактная электрическая машина |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU203611U1 (ru) * | 2020-08-08 | 2021-04-14 | Сергей Сергеевич Лагутин | Полифазный синхронный электрический двигатель |
WO2022035362A1 (ru) * | 2020-08-08 | 2022-02-17 | Сергей Сергеевич ЛАГУТИН | Полифазный синхронный электрический двигатель |
WO2022035363A1 (ru) * | 2020-08-08 | 2022-02-17 | Сергей Сергеевич ЛАГУТИН | Полифазный синхронный электрический двигатель |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU181397U1 (ru) | Бесконтактная электрическая машина | |
US9537362B2 (en) | Electrical machine with improved stator flux pattern across a rotor for providing high torque density | |
CN104300755B (zh) | 双层绕线转子式双定子无刷双馈电机 | |
US10476349B2 (en) | Method and apparatus for compact axial flux magnetically geared machines | |
US9641059B2 (en) | Flux focusing magnetic gear assembly using ferrite magnets or the like | |
CN106461055A (zh) | 磁波齿轮装置 | |
CN102545502A (zh) | 双定子无刷双馈电机 | |
WO2013052516A1 (en) | Flux focusing magnetic gear assembly using ferrite magnets or the like | |
CN102437702A (zh) | 直驱海浪发电用游标式直线电机 | |
RU2529422C1 (ru) | Электромагнитный редуктор | |
DK3017529T3 (en) | Reducing bearing forces in an electric machine | |
CN103618392B (zh) | 一种定转子双永磁体激励谐波电机 | |
CN101447724A (zh) | 一种单相双绕组定向运转永磁同步电动机 | |
KR20100005737A (ko) | 영구자석 감자 방지용 모터 고정자 | |
CN204271865U (zh) | 一种表面-内置式异步起动永磁转子 | |
RU2009102726A (ru) | Низкоскоростная электрическая машина с кольцевым статором | |
TW201539940A (zh) | 具磁性齒輪之永磁發電機 | |
CN107733197A (zh) | 一种永磁直驱电机 | |
RU142860U1 (ru) | Тихоходный магнитоэлектрический генератор | |
KR101472056B1 (ko) | 평판형 여자기가 적용된 브러시리스 동기 발전기 | |
RU2630482C1 (ru) | Электромагнитный редуктор | |
RU105543U1 (ru) | Бесконтактная электрическая машина | |
CN207442635U (zh) | 一种起动发电机 | |
CN103609008A (zh) | 旋转电机 | |
CN104917344A (zh) | 径向双定子永磁发电机 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20191028 |