RU191977U1 - HIGH-TURNING ELECTRIC INDUCTOR TYPE MACHINE - Google Patents

HIGH-TURNING ELECTRIC INDUCTOR TYPE MACHINE Download PDF

Info

Publication number
RU191977U1
RU191977U1 RU2018146760U RU2018146760U RU191977U1 RU 191977 U1 RU191977 U1 RU 191977U1 RU 2018146760 U RU2018146760 U RU 2018146760U RU 2018146760 U RU2018146760 U RU 2018146760U RU 191977 U1 RU191977 U1 RU 191977U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stator
rotor
pole rotor
implicit
cross
Prior art date
Application number
RU2018146760U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Паршуков
Павел Григорьевич Колпахчьян
Алексей Рифкатович Шайхиев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ростовский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВО РГУПС)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ростовский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВО РГУПС) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ростовский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВО РГУПС)
Priority to RU2018146760U priority Critical patent/RU191977U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU191977U1 publication Critical patent/RU191977U1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00—Synchronous motors or generators
    • H02K19/16—Synchronous generators
    • H02K19/18—Synchronous generators having windings each turn of which co-operates only with poles of one polarity, e.g. homopolar generators
    • H02K19/20—Synchronous generators having windings each turn of which co-operates only with poles of one polarity, e.g. homopolar generators with variable-reluctance soft-iron rotors without winding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области электротехники, в частности - к конструкции высокооборотных электрических машин индукторного типа, и может быть использована в области установок генерации электрической энергии, построенных на базе высокооборотных микротурбин. Техническим результатом полезной модели является разработка высокооборотной электрической машины индукторного типа, обладающей высокими эксплуатационными характеристиками и высоким уровнем надежности. Технический результат полезной модели достигается с помощью высокооборотной электрической машины индукторного типа, содержащей статор, состоящий из магнитопровода статора и активных пакетов статора, неявнополюсный ротор и катушку возбуждения, установленную внутри магнитопровода статора и охватывающую неявнополюсный ротор, который представляет собой нешихтованную цилиндрическую деталь с 2-мя продольными сквозными отверстиями, заполненными немагнитным материалом, а активные пакеты не имеют явно выраженной полюсной структуры, в пазах которых установлены распределенные обмотки статора, причем длина неявнополюсного ротора на 15% больше длины магнитопровода статора, при этом продольные сквозные отверстия неявнополюсного ротора представляют собой замкнутую фигуру, выполненную в виде сектора окружности с углом дуги более 180 градусов, а также сопряжениями между дугой и хордой с симметричными поперечными сечениями относительно диаметра поперечного сечения неявнополюсного ротора, а хорды, образующие их поперечные сечения, параллельны друг другу и расположены ближе к центру окружности, образующей внешнюю форму поперечного сечения неявнополюсного ротора, чем центры дуг, образующие их поперечные сечения.The utility model relates to the field of electrical engineering, in particular, to the design of high-speed electric machines of inductor type, and can be used in the field of electric power generation facilities based on high-speed microturbines. The technical result of the utility model is the development of a high-speed electric inductor-type machine with high performance and a high level of reliability. The technical result of the utility model is achieved using a high-speed electric inductor-type machine containing a stator, consisting of a stator magnetic circuit and active stator packets, an implicit pole rotor and an excitation coil installed inside the stator magnetic circuit and covering an implicit pole rotor, which is an unshaped cylindrical part with 2 longitudinal through holes filled with non-magnetic material, and the active packets do not have a pronounced pole structure in the groove where the distributed stator windings are installed, the length of the implicit pole rotor being 15% longer than the length of the stator magnetic circuit, while the longitudinal through holes of the implicit pole rotor are a closed figure made in the form of a circle sector with an arc angle of more than 180 degrees, as well as mates between the arc and the chord with symmetrical cross sections relative to the diameter of the cross section of the implicit pole rotor, and the chords forming their cross sections are parallel to each other and are located closer to a circle that forms the external cross-sectional shape of the implicit pole rotor than the centers of the arcs forming their cross-sections.

Description

Полезная модель относится к области электротехники, в частности - к конструкции высокооборотных электрических машин индукторного типа и может быть использована в области установок генерации электрической энергии, построенных на базе высокооборотных микротурбин.The utility model relates to the field of electrical engineering, in particular, to the design of high-speed electric machines of inductor type and can be used in the field of electric power generation facilities based on high-speed microturbines.

Известна бесконтактная индукторная электрическая машина с комбинированным возбуждением (RU 2390086), содержащая статор с корпусом из магнитомягкого материала с закрепленными в нем шихтованными из изолированных листов электротехнической стали с высокой магнитной проницаемостью пакетами статора, катушечную m-фазную обмотку якоря, обмотку возбуждения индуктора, расположенную между пакетами статора, немагнитный вал с втулкой, шихтованные из изолированных листов электротехнической стали с высокой магнитной проницаемостью пакеты ротора, число которых равно числу пакетов статора, отличающаяся тем, что пакеты статора и ротора разделены на четные и нечетные, число пакетов статора не менее двух, активная длина крайних пакетов статора и ротора в аксиальном направлении одинакова, пакеты статора содержат равномерно распределенные по цилиндрической поверхности явно выраженные полюса, на внутренней поверхности которых выполнены элементарные зубцы, число явновыраженных полюсов на каждом пакете статора одинаково, число элементарных зубцов на каждом явно выраженном полюсе пакета статора одинаково, пакеты статора в тангенциальном направлении расположены таким образом, что оси их находящихся друг против друга в аксиальном направлении явно выраженных полюсов совпадают, нечетные и четные пакеты ротора напрессованы на соответствующие нечетные и четные магнитопроводы ротора, которые насажены на немагнитную втулку, установленную на валу, пакеты ротора содержат равномерно распределенные по цилиндрической поверхности зубцы, число которых на каждом пакете ротора одинаково, четные пакеты ротора смещены относительно нечетных пакетов ротора в тангенциальном направлении на половину зубцового деления пакета ротора, между магнитопроводами ротора расположены кольцевые слои аксиально намагниченных в одном направлении постоянных магнитов, число кольцевых слоев постоянных магнитов на один меньше числа пакетов ротора, на явно выраженных полюсах пакетов статора сосредоточена катушечная m-фазная обмотка якоря, каждая катушка которой в аксиальном направлении охватывает соответствующие явновыраженные полюса четных и нечетных пакетов статора по одному явновыраженному полюсу каждого пакета, причем число фаз катушечной m-фазной обмотки якоря m=3, 4, 5, 6, обмотка возбуждения индуктора выполнена в виде кольцеобразных катушек с продольной осью, совпадающей с продольной осью машины, число кольцеобразных катушек обмотки возбуждения индуктора на одну меньше числа пакетов статора.A non-contact induction electric machine with combined excitation is known (RU 2390086), comprising a stator with a casing of soft magnetic material with stator packets fixed to it from the insulated sheets of electrical steel with high magnetic permeability, a coil m-phase armature winding, an inductor excitation coil located between stator packages, non-magnetic shaft with a sleeve, burnt from insulated sheets of electrical steel with high magnetic permeability, rotor packages, number which are equal to the number of stator packets, characterized in that the stator and rotor packets are divided into even and odd, the number of stator packets is at least two, the active length of the extreme stator and rotor packets in the axial direction is the same, the stator packets contain clearly expressed uniformly distributed over the cylindrical surface poles, on the inner surface of which elementary teeth are made, the number of pronounced poles on each stator package is the same, the number of elementary teeth on each pronounced pole of the package with the stator in the same way, the stator packets in the tangential direction are located so that the axes of their clearly opposite poles opposite each other in the axial direction coincide, the odd and even rotor packets are pressed onto the corresponding odd and even rotor magnetic cores, which are mounted on a non-magnetic sleeve mounted on the shaft , the rotor packets contain teeth evenly distributed over the cylindrical surface, the number of which is the same on each rotor packet, the even rotor packets are offset relative to even packages of the rotor in the tangential direction by half the tooth division of the package of the rotor, between the magnetic circuits of the rotor there are annular layers of axially magnetized permanent magnets in one direction, the number of annular layers of permanent magnets is one less than the number of packages of the rotor, m-phase coil is concentrated on the pronounced poles of the stator packets armature winding, each coil of which in the axial direction covers the corresponding distinct poles of the even and odd stator packets, one explicitly the expressed pole of each package, the number of phases of the coil of the m-phase armature winding m = 3, 4, 5, 6, the field coil of the inductor made in the form of ring-shaped coils with a longitudinal axis that coincides with the longitudinal axis of the machine, the number of ring-shaped coils of the field coil of the inductor by one fewer stator packets.

К недостаткам бесконтактной редукторной электрической машины с комбинированным возбуждением можно отнести сложность изготовления ротора и статора машины с большим количеством зубцов с высокими требованиями по точности изготовления, что приводит к удорожанию электрической машины. Так же при высокой скорости вращения ротора к недостаткам можно отнести установку кольцевых постоянных магнитов на роторе. Использование постоянных магнитов приводит к необходимости установки дополнительных креплений, обеспечивающих прочность посадки магнитов на ротор, что приводит к серьезному удорожанию электрической машины в целом.The disadvantages of a non-contact gear electric machine with combined excitation include the complexity of manufacturing the rotor and stator of the machine with a large number of teeth with high requirements for manufacturing accuracy, which leads to an increase in the cost of the electric machine. Also, with a high rotor speed, the disadvantages include the installation of ring permanent magnets on the rotor. The use of permanent magnets leads to the need to install additional fasteners, providing a firm fit of the magnets on the rotor, which leads to a serious increase in the cost of the electric machine as a whole.

Прототипом полезной модели принимается двухпакетный аксиальный индукторный генератор (патент СССР №1815751), содержащий продольно шихтованные статор и ротор, многофазную обмотку статора, размещенную на каждом пакете, и источник возбуждения, с целью повышения удельной мощности, статор выполнен составным, из двух отдельных пакетов, источник возбуждения размещен между пакетами статора и выполнен в виде аксиально намагниченного кольцевого постоянного магнита, между каждой торцевой стороной кольцевого магнита и пакетом статора размещен дополнительно витой разрезной магнитопровод, причем радиальные разрезы, выполненные в магнитопроводах с шагом, равным двойному шагу обмотки статора, находятся во взаимно перпендикулярных плоскостях.The prototype of the utility model is a two-pack axial inductor generator (USSR patent No. 1815751) containing a longitudinally charged stator and rotor, a multiphase stator winding located on each packet, and an excitation source, in order to increase the specific power, the stator is made of two separate packets, the excitation source is placed between the stator packets and is made in the form of an axially magnetized annular permanent magnet, an additional one is placed between each end side of the annular magnet and the stator packet ADDITIONAL twisted split magnetic core, wherein the radial slits formed in the magnetic cores at a pitch equal to twice the step the stator windings are in mutually perpendicular planes.

К недостаткам прототипа можно отнести сложность конструкции ротора с явновыраженными зубцами с высоким аэродинамическим сопротивлением выступающих зубцов на высоких скоростях вращения ротора. Так же к недостаткам двухпакетного аксиального индукторного генератора можно отнести необходимость крепления активных частей ротора в пазах, что в условиях применения в высокоскоростных электрических машинах по причине высоких механических центробежных нагрузок в роторе, является очень сложной технической задачей, выполнение которой возможно только с привлечением дорогостоящих материалов и технологий изготовления, использование которых в свою очередь приводит к удорожанию всей машины в целом.The disadvantages of the prototype include the complexity of the design of the rotor with clearly defined teeth with high aerodynamic resistance of the protruding teeth at high rotational speeds of the rotor. The disadvantages of the two-pack axial inductor generator include the need to fasten the active parts of the rotor in the grooves, which, when used in high-speed electric machines due to the high mechanical centrifugal loads in the rotor, is a very difficult technical task, the implementation of which is possible only with the use of expensive materials and manufacturing technologies, the use of which in turn leads to an increase in the cost of the entire machine as a whole.

Задачей полезной модели является разработка высокооборотной электрической машины индукторного типадля использования в системах генерации электрической энергии построенных на основе турбин с высокой частотой вращения.The objective of the utility model is the development of a high-speed electric induction machine for use in high-speed turbine-based electrical energy generation systems.

Техническим результатом полезной модели является разработка высокооборотной электрической машины индукторного типа, обладающей высокими эксплуатационными характеристиками.The technical result of the utility model is the development of a high-speed electric induction machine with high performance characteristics.

Технический результат полезной модели достигается с помощью высокооборотной электрической машины индукторного типа содержащей статор, состоящий из магнитопровода статора и активных пакетов статора, неявнополюсный ротор и катушку возбуждения установленную внутри магнитопровода статора и охватывающую неявнополюсный ротор, который представляет собой нешихтованную цилиндрическую деталь с 2-мя продольными сквозными отверстиями, заполненными немагнитным материалом, а активные пакеты не имеют явно выраженной полюсной структуры, в пазах которых установлены распределенные обмотки статора, причем длина неявнополюсного ротора на 15% больше длины магнитопровода статора, при этом продольные сквозные отверстия неявнополюсного ротора представляют собой замкнутую фигуру, выполненную в виде сектора окружности с углом дуги более 180 градусов, а так же сопряжениями между дугой и хордой, с симметричными поперечными сечениями относительно диаметра поперечного сечения неявнополюсного ротора, а хорды образующие их поперечные сечения параллельны друг другу и расположены ближе к центру окружности образующей внешнею форму поперечного сечения неявнополюсного ротора, чем центры дуг образующие их поперечные сечения.The technical result of the utility model is achieved using a high-speed induction-type electric machine containing a stator, consisting of a stator magnetic circuit and active stator packets, an implicit pole rotor and an excitation coil installed inside the stator magnetic circuit and covering an implicit pole rotor, which is an unshielded cylindrical part with 2 longitudinal through holes filled with non-magnetic material, and active packets do not have a pronounced pole structure in the groove of which the distributed stator windings are installed, the length of the implicit pole rotor being 15% longer than the length of the stator magnetic circuit, while the longitudinal through holes of the indirect pole rotor are a closed figure made in the form of a circle sector with an arc angle of more than 180 degrees, as well as mates between the arc and the chord , with symmetric cross sections relative to the diameter of the cross section of the implicit pole rotor, and the chords forming their cross sections are parallel to each other and are closer to the prices a circle of a circle forming an external cross-sectional shape of an implicit pole rotor than the centers of arcs forming their cross-sections.

На фиг. 1 показан эскиз общего вида высокооборотной электрической машины индукторного типа с продольным и поперечным разрезом, на фиг. 2 - эскиз ротора высокооборотной электрической машины индукторного типа, на фиг. 3 показано поперечное сечение ротора высокооборотной электрической машины индукторного типа с поперечным сечением сквозного отверстиями.In FIG. 1 shows a sketch of a general view of a high-speed electric machine of induction type with a longitudinal and transverse section, in FIG. 2 is a sketch of the rotor of a high-speed electric machine of inductor type, in FIG. 3 shows a cross section of a rotor of a high speed electric induction machine with a cross section through holes.

Высокооборотная электрическая машина индукторного типа содержит статор (на фиг. не обозначен), неявнополюсный ротор 1 и катушку возбуждения 2. Статор (на фиг. не обозначен) состоит из активных пакетов 3 статора (на фиг. не обозначен) не имеющих явно выраженной полюсной структуры, с пазами на обращенных к неявнополюсному ротору 1 поверхностях, в которых установлены распределенные обмотки 4 статора (на фиг. не обозначен), и магнитопровода 5 статора (на фиг. не обозначен). Неявнополюсный ротор 1 представляет собой не шихтованную цилиндрическую деталь с 2-мя продольными сквозными отверстиями 6 и заполненными немагнитным материалом, например, алюминием. Продольные сквозные отверстия 6 выполнены в торцевых частях неявнополюсного ротора 1 вдоль оси его вращения. Поперечное сечение каждого из продольных сквозных отверстий 6 неявнополюсного ротора 1 представляет собой замкнутую фигуру, выполненную в виде сектора окружности с углом дуги более 180 градусов и сопряжениями между дугой и хордой. Поперечные сечения продольных сквозных отверстий 6 выполняются симметричными относительно диаметра поперечного сечения неявнополюсного ротора 1. Продольные сквозные отверстия 6 неявнополюсного ротора 1 выполняются так, чтобы образующие их поперечные сечения хорды, были параллельными друг другу и располагались ближе к центру окружности образующей внешнею форму поперечного сечения неявнополюсного ротора 1, чем центры дугобразующие их поперечные сечения, при этом расстояние X между образующими поперечное их сечение хордами не должно быть менее 35% от диаметра D поперечного сечения неявнополюсного ротора 1, а расстояние Y между внешней поверхностью ротора 1 и сквозным отверстием 6 не может быть менее 1% от диаметра D поперечного сечения неявнополюсного ротора 1. Площадь и положение поперечных сечений продольных сквозных отверстий 6 неявнополюсного ротора 1 выбирается такими чтобы обеспечить прочность неявнополюсного ротора 1 во всем диапазоне частот вращения микротурбины. Длина неявнополюсного ротора 1 на 15% больше чем длина магнитопровода 5 статора (на фиг. не обозначен). Катушка возбуждения 2 установлена внутри магнитопровода 5 статора (на фиг. не обозначен) и охватывает неявнополюсный ротор 1. Активные пакеты 3 статора (на фиг. не обозначен) имеют цилиндрическую внешнею поверхность, обращенную к магнитопроводу 5 статора (на фиг. не обозначен) и устанавливаются во внутренней цилиндрической части магнитопровода 5 статора (на фиг. не обозначен). Магнитопровод 5 статора (на фиг. не обозначен) по внутренней части имеет цилиндрическую поверхность и выполнен из магнитомягкого материала, например, электротехнической стали. Внешние торцевые поверхности активных пакетов 3 статора (на фиг. не обозначен) и торцевые поверхности магнитопровода 5 статора (на фиг. не обозначен) совмещаются.A high-speed electric inductor type machine contains a stator (not shown in FIG.), An implicit pole rotor 1 and an excitation coil 2. The stator (not shown in FIG.) Consists of active stator packets 3 (not shown in FIG.) Without a pronounced pole structure , with grooves on the surfaces facing the implicitly rotor 1, in which the distributed stator windings 4 are installed (not indicated in FIG.), and the stator magnetic circuit 5 (not indicated in FIG.). Implicit pole rotor 1 is a non-lined cylindrical part with 2 longitudinal through holes 6 and filled with non-magnetic material, for example, aluminum. The longitudinal through holes 6 are made in the end parts of the implicit pole rotor 1 along the axis of rotation. The cross section of each of the longitudinal through holes 6 of the implicit pole rotor 1 is a closed figure made in the form of a sector of a circle with an arc angle of more than 180 degrees and the mates between the arc and the chord. The cross-sections of the longitudinal through holes 6 are symmetrical with respect to the diameter of the cross section of the implicit pole rotor 1. The longitudinal through holes 6 of the indirect pole rotor 1 are made so that the chords forming their cross sections are parallel to each other and are located closer to the center of the circle forming the external shape of the cross section of the non-pole pole 1 than the centers of their cross-section arcs forming them, while the distance X between the chords forming their cross-section should not less than 35% of the diameter D of the cross section of the implicit pole rotor 1, and the distance Y between the outer surface of the rotor 1 and the through hole 6 cannot be less than 1% of the diameter D of the cross section of the implicit pole rotor 1. The area and position of the cross sections of the longitudinal through holes 6 of the implicit pole the rotor 1 is selected so as to ensure the strength of the non-polar pole rotor 1 in the entire range of microturbine rotation frequencies. The length of the implicit pole rotor 1 is 15% longer than the length of the stator magnetic circuit 5 (not indicated in FIG.). The excitation coil 2 is installed inside the stator magnetic circuit 5 (not shown in FIG.) And covers the non-polar rotor 1. The active stator packages 3 (not shown in FIG.) Have a cylindrical outer surface facing the stator magnetic circuit 5 (not shown in FIG.) And are installed in the inner cylindrical part of the stator magnetic circuit 5 (not indicated in Fig.). The stator magnetic circuit 5 (not indicated in FIG.) Has a cylindrical surface along the inside and is made of soft magnetic material, for example, electrical steel. The outer end surfaces of the active stator packets 3 (not shown in FIG.) And the end surfaces of the stator magnetic circuit 5 (not shown in FIG.) Are combined.

Рассмотрим работу высокооборотной электрической машины индукторного типа. При подаче постоянного тока в катушку возбуждения 2в неявнополюсном роторе 1 начинает протекать магнитный поток, линии напряженности которого будут направлены вдоль оси вращения неявнополюсного ротора 1. За счет наличия 2-х продольных сквозных отверстийб в неявнополюсном роторе 1 плотность силовых линий магнитного поля будет неравномерной в его сечении. Использование продольных сквозных отверстий 6 неявнополюсного ротора 1 позволяют создать различные значения магнитного сопротивления в различных радиальных направлениях поперечного сечения неявнополюсного ротора 1, при этом значение магнитного сопротивления будет выше в зонах с меньшей площадью магнитомягкого материала. Форма поперечного сечения продольных сквозных отверстий 6 неявнополюсного ротора 1 позволяет добиться изменения магнитного сопротивления неявнополюсного ротора 1 в различных радиальных направлениях близким к синусоидальному. Магнитный поток вытекая из неявнополюсного ротора 1 через воздушный зазор (на фиг. не обозначен) перетекает в активные пакеты 3 статора (на фиг. не обозначен) и распределенные обмотки 4 статора (на фиг. не обозначен) в дальнейшем замыкается через магнитопровод 5 статора (на фиг. не обозначен) высокооборотной электрической машина индукторного типа.Consider the operation of a high-speed electric machine of inductor type. When a direct current is supplied to the excitation coil 2 in an implicit pole rotor 1, a magnetic flux begins to flow, the lines of tension of which will be directed along the axis of rotation of the implicit pole rotor 1. Due to the presence of 2 longitudinal through holes in the implicit pole rotor 1, the density of magnetic field lines will be uneven in it section. The use of longitudinal through holes 6 of the implicit pole rotor 1 allows you to create different values of magnetic resistance in different radial directions of the cross section of the implicit pole of the rotor 1, while the value of magnetic resistance will be higher in areas with a smaller area of soft magnetic material. The cross-sectional shape of the longitudinal through holes 6 of the implicit pole rotor 1 makes it possible to achieve a change in the magnetic resistance of the non-pole pole rotor 1 in various radial directions close to sinusoidal. The magnetic flux flowing out of the implicit pole rotor 1 through the air gap (not shown in FIG.) Flows into the active stator packets 3 (not shown in FIG.) And the distributed stator windings 4 (not shown in FIG.) Are subsequently closed through the stator magnetic circuit 5 ( in Fig. is not indicated) high-speed electric machine inductor type.

При возникновении вращения неявнополюсного ротора 1 под воздействием внешних механических сил в активных пакетах 3 статора (на фиг. не обозначен) возникают переменные магнитные поля, вызванные различным магнитным сопротивлением неявнополюсного ротора 1 в разных радиальных направлениях. За счет высокой скорости вращения неявнополюсного ротора 1 предложенная конструкция неявнополюсного ротора 1 с 2-мя продольными сквозными отверстиями 6 обеспечивает достаточную амплитуду синусоидальной составляющей магнитного поля в активных пакетах 3 статора (на фиг. не обозначен). Переменное магнитное поле достаточной амплитуды и частоты обеспечивает высокие значения ЭДС генерируемые в распределенных обмотках 4 статора (на фиг. не обозначен). Предложенная конструкция высокооборотной электрической машины индукторного типа позволяет обеспечить ее высокие эксплуатационные характеристики.When a rotation of an implicit pole rotor 1 occurs under the influence of external mechanical forces in the active packages 3 of the stator (not indicated in FIG.), Alternating magnetic fields arise due to different magnetic resistance of the implicit pole rotor 1 in different radial directions. Due to the high speed of rotation of the implicit pole rotor 1, the proposed design of the implicit pole rotor 1 with 2 longitudinal through holes 6 provides a sufficient amplitude of the sinusoidal component of the magnetic field in the active packets 3 of the stator (not shown in Fig.). An alternating magnetic field of sufficient amplitude and frequency provides high EMF values generated in the distributed stator windings 4 (not indicated in FIG.). The proposed design of a high-speed electric machine of inductor type allows to ensure its high performance.

Использование распределенных обмоток 4 статора (на фиг. не обозначен) позволяет применять активные пакеты 3 статора (на фиг. не обозначен) не обладающие явно выраженными полюсами, что обеспечивает возможность создания внутренней поверхности близкой к цилиндрической и тем самым обеспечить низкое аэродинамического сопротивления статора (на фиг. не обозначен). Так же использование неявнополюсного ротора 1 в виде не шихтованной цилиндрической детали позволяет минимизировать аэродинамическое его сопротивление и обеспечить минимизацию аэродинамических потерь в высокооборотной электрической машине индукторного типа в целом, а также улучшить отвод тепла от ее внутренних частей.The use of distributed stator windings 4 (not indicated in FIG.) Allows the use of active stator packages 3 (not indicated in FIG.) Not having clearly defined poles, which makes it possible to create an inner surface close to cylindrical and thereby ensure low aerodynamic drag of the stator (on Fig. not indicated). Also, the use of an implicit pole rotor 1 in the form of a non-lined cylindrical part allows minimizing its aerodynamic drag and minimizing aerodynamic losses in a high-speed electric induction machine as a whole, as well as improving heat dissipation from its internal parts.

Выше описанные особенности высокооборотной электрической машины индукторного типа позволяют обеспечить ее высокие эксплуатационные характеристики.The above described features of a high-speed electric machine of inductor type make it possible to ensure its high operational characteristics.

Так же использование предложенной конструкции высокооборотной электрической машины индукторного типа обеспечивает высокий уровень надежности электрической машины за счет использования в конструкции неявнополюсного ротора 1 и активных пакетов 3 статора (на фиг. не обозначен). Выполнение неявнополюсного ротора 1 в виде не шихтованной цилиндрической детали позволяет добиться достаточной жесткости, а также позволяет минимизировать количество и амплитуду собственных колебаний неявнополюсного ротора 1 в рабочей области частот вращения микротурбины, что позволяет обеспечить увеличение надежности электрической машины за счет уменьшения амплитуды колебаний ротора в процессе вращения. Использование активных пакетов 3 статора (на фиг. не обозначен) не имеющих явно выраженной полюсной структуры и неявнополюсного ротора 1 в виде не шихтованной цилиндрической детали обеспечивают высокую надежность электрической машины при высокой частоте вращения за счет отсутствия зубцовых структур на роторе и полюсной структуры статора, что обеспечивает минимизацию возможностей отрыва элементов с последующим разрушением высокооборотной электрической машины индукторного типа.Also, the use of the proposed design of a high-speed electric machine of the inductor type provides a high level of reliability of the electric machine due to the use of an implicit pole rotor 1 and active stator packets 3 in the structure (not indicated in Fig.). The implementation of the implicit pole rotor 1 in the form of a non-lined cylindrical part allows to achieve sufficient rigidity, and also minimizes the number and amplitude of natural vibrations of the implicit pole rotor 1 in the working range of the microturbine rotation frequencies, which allows to increase the reliability of the electric machine by reducing the amplitude of the rotor vibrations during rotation . The use of active packages 3 of the stator (not indicated in Fig.) That do not have an explicit pole structure and an implicit pole rotor 1 in the form of a non-lined cylindrical part ensures high reliability of the electric machine at a high speed due to the absence of tooth structures on the rotor and the pole structure of the stator, which provides minimization of the possibility of separation of elements with the subsequent destruction of a high-speed electric machine inductor type.

Claims (1)

Высокооборотная электрическая машина индукторного типа содержит статор, состоящий из магнитопровода статора и активных пакетов статора, неявнополюсный ротор и катушку возбуждения, установленную внутри магнитопровода статора и охватывающую неявнополюсный ротор, отличающаяся тем, что неявнополюсный ротор представляет собой нешихтованную цилиндрическую деталь с 2-мя продольными сквозными отверстиями, заполненными немагнитным материалом, а активные пакеты не имеют явно выраженной полюсной структуры, в пазах которых установлены распределенные обмотки статора, причем длина неявнополюсного ротора на 15% больше длины магнитопровода статора, при этом продольные сквозные отверстия неявнополюсного ротора представляют собой замкнутую фигуру, выполненную в виде сектора окружности с углом дуги более 180 градусов, а так же сопряжениями между дугой и хордой, с симметричными поперечными сечениями относительно диаметра поперечного сечения неявнополюсного ротора, а хорды, образующие их поперечные сечения, параллельны друг другу и расположены ближе к центру окружности, образующей внешнюю форму поперечного сечения неявнополюсного ротора, чем центры дуг, образующие их поперечные сечения.A high-speed electric inductor-type machine contains a stator, consisting of a stator magnetic circuit and active stator packets, an implicit pole rotor and an excitation coil installed inside the stator magnetic circuit and enclosing an implicit pole rotor, characterized in that the non-pole pole rotor is an unmounted cylindrical part with 2 longitudinal through holes filled with non-magnetic material, and the active packets do not have a pronounced pole structure, in the grooves of which are installed divided stator windings, and the length of the implicit pole rotor is 15% longer than the length of the stator magnetic circuit, while the longitudinal through holes of the indirect pole rotor are a closed figure made in the form of a circle sector with an arc angle of more than 180 degrees, as well as mates between the arc and the chord, with symmetrical cross sections relative to the diameter of the cross section of the implicit pole of the rotor, and the chords forming their cross sections are parallel to each other and are located closer to the center of the circle forming the external cross-sectional shape of the implicit pole rotor than the centers of the arcs forming their cross-sections.
RU2018146760U 2018-12-27 2018-12-27 HIGH-TURNING ELECTRIC INDUCTOR TYPE MACHINE RU191977U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018146760U RU191977U1 (en) 2018-12-27 2018-12-27 HIGH-TURNING ELECTRIC INDUCTOR TYPE MACHINE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018146760U RU191977U1 (en) 2018-12-27 2018-12-27 HIGH-TURNING ELECTRIC INDUCTOR TYPE MACHINE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU191977U1 true RU191977U1 (en) 2019-08-29

Family

ID=67852041

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018146760U RU191977U1 (en) 2018-12-27 2018-12-27 HIGH-TURNING ELECTRIC INDUCTOR TYPE MACHINE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU191977U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2772705C1 (en) * 2021-03-31 2022-05-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ростовский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВО РГУПС) High-speed switched reluctance electric machine

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU302789A1 (en) * Б. С. Хитрук ROTOR OF SYNCHRONOUS REACTIVE ELECTRIC MOTOR
SU1815751A1 (en) * 1990-05-22 1993-05-15 Rizhskij Krasnoznam Grazh Two-core axial induction generator
JP2009044791A (en) * 2007-08-06 2009-02-26 Mitsui High Tec Inc Method of manufacturing laminated core of rotor for reluctance motor
RU2390086C1 (en) * 2009-04-09 2010-05-20 Владимир Михайлович Чернухин Contactless reductor electric machine with combined excitation
RU2613664C2 (en) * 2012-02-10 2017-03-21 КСБ Акциенгезельшафт Rotor and jet inductor engine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU302789A1 (en) * Б. С. Хитрук ROTOR OF SYNCHRONOUS REACTIVE ELECTRIC MOTOR
SU1815751A1 (en) * 1990-05-22 1993-05-15 Rizhskij Krasnoznam Grazh Two-core axial induction generator
JP2009044791A (en) * 2007-08-06 2009-02-26 Mitsui High Tec Inc Method of manufacturing laminated core of rotor for reluctance motor
RU2390086C1 (en) * 2009-04-09 2010-05-20 Владимир Михайлович Чернухин Contactless reductor electric machine with combined excitation
RU2613664C2 (en) * 2012-02-10 2017-03-21 КСБ Акциенгезельшафт Rotor and jet inductor engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2772705C1 (en) * 2021-03-31 2022-05-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ростовский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВО РГУПС) High-speed switched reluctance electric machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2894788C (en) Permanent magnet machine with segmented sleeve for magnets
US6211595B1 (en) Armature structure of toroidal winding type rotating electric machine
US4831300A (en) Brushless alternator and synchronous motor with optional stationary field winding
US20090134626A1 (en) Electrical machine, in particular a generator
US20150236575A1 (en) Magnetic shield for hybrid motors
US20110169363A1 (en) Variable Speed Electric Motor/Generator
US20170338726A1 (en) Polyphase motor having an alternation of permanent magnets and salient poles
US20170040855A1 (en) Rotor for a rotary electric machine
CN110994821B (en) Magnetic flux modulation stator structure using axial sectional type hysteresis loop
US20120280589A1 (en) Multi-winding homopolar electric machine
CN104126266A (en) Rotor of rotating machine with flux concentration
US20180205276A1 (en) Internal mount permanent magnet attachment for electric machine
US20060250042A1 (en) Dynamoelectric machine with ring type rotor and stator windings
RU2437202C1 (en) Non-contact magnetoelectric machine with axial excitation
CN109038991A (en) A kind of 36/4 structure high-speed magneto
RU2534046C1 (en) Electric power generator
RU191977U1 (en) HIGH-TURNING ELECTRIC INDUCTOR TYPE MACHINE
CN203872024U (en) Switched reluctance motor
JP2014054092A (en) Axial-gap brushless motor
US8319391B2 (en) Flux-concentrating stator assembly
RU105540U1 (en) MODULAR ELECTRIC MACHINE
RU2412519C1 (en) Reluctance machine
CN105281448B (en) A kind of asynchronous machine that there is axially adjacent section in the same direction with reverse energization winding
RU2709024C1 (en) Electromechanical energy converter with serrated concentric winding
CN106329766B (en) Turbo generator with rotor arranged with weakening polar frequency vibration winding

Legal Events

Date Code Title Description
QB9K Licence granted or registered (utility model)

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200131

Effective date: 20200131