RU2396672C1 - Asynchronous motor with hollow rotor with outside excitation - Google Patents
Asynchronous motor with hollow rotor with outside excitation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2396672C1 RU2396672C1 RU2009125023/09A RU2009125023A RU2396672C1 RU 2396672 C1 RU2396672 C1 RU 2396672C1 RU 2009125023/09 A RU2009125023/09 A RU 2009125023/09A RU 2009125023 A RU2009125023 A RU 2009125023A RU 2396672 C1 RU2396672 C1 RU 2396672C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- hollow rotor
- hollow
- stator
- thin
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве силового микродвигателя в промышленных и бытовых электроприводах.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used as a power micromotor in industrial and domestic electric drives.
Известны асинхронные двигатели с полым ротором, конструктивно отличающиеся от двигателей с ротором типа беличья клетка и других видов асинхронных машин тем, что ротор выполнен в виде полого немагнитного стакана из проводящего материала и закреплен неподвижно на валу двигателя. Внутренний магнитопровод закреплен неподвижно на цилиндрическом выступе одного из подшипниковых щитов и расположен в пределах зоны, ограниченной магнитопроводом статора. Эта конструкция позволяет добиться малого момента инерции ротора и линейной механической характеристики (Армейский Е.А., Фалк Г.Б. Электрические микромашины. - М.: Высшая школа, 1975).Known induction motors with a hollow rotor, structurally different from motors with a squirrel cage type rotor and other types of asynchronous machines, are that the rotor is made in the form of a hollow non-magnetic cup of conductive material and is fixed motionless on the motor shaft. The internal magnetic circuit is fixed motionless on the cylindrical protrusion of one of the bearing shields and is located within the zone limited by the stator magnetic circuit. This design allows you to achieve a small moment of inertia of the rotor and linear mechanical characteristics (Armeisky EA, Falk GB Electric micromachines. - M .: Higher school, 1975).
Недостатками являются невысокий коэффициент мощности и невысокий коэффициент полезного действия.The disadvantages are the low power factor and low efficiency.
Известен асинхронный двигатель, полый ротор которого выполнен в виде стакана из сплава железа и меди. При этом компоненты материала ротора взяты в следующем соотношении, мас.%: железо 78-83; медь - остальное (Патент РФ №2026597, МПК Н02К 17/16, 1995.01.09).A known induction motor, the hollow rotor of which is made in the form of a glass made of an alloy of iron and copper. The components of the rotor material are taken in the following ratio, wt.%: Iron 78-83; copper - the rest (RF Patent No. 2026597, IPC Н02К 17/16, 1995.01.09).
Недостатками являются ограниченные функциональные возможности.Disadvantages are limited functionality.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является асинхронный двигатель с полым ротором, который состоит из статора с обмоткой, внутреннего свободно вращающегося магнитопровода, полого ротора, выполненного из короткозамкнутой обмотки и магнитопроводящих элементов. Ротор жестко закреплен на валу. Внутренний магнитопровод вращается посредством подшипников, установленных на вал ротора, независимо от ротора (Патент СССР №1032527, МПК Н02К 1/06, 1983.07.30).The closest in technical essence and the achieved result is an induction motor with a hollow rotor, which consists of a stator with a winding, an internal freely rotating magnetic circuit, a hollow rotor made of a short-circuited winding and magnetically conductive elements. The rotor is rigidly fixed to the shaft. The internal magnetic circuit rotates by means of bearings mounted on the rotor shaft, regardless of the rotor (USSR Patent No. 1032527, IPC Н02К 1/06, 1983.07.30).
Недостатком прототипа является невысокий коэффициент мощности и невысокие динамические показатели.The disadvantage of the prototype is the low power factor and low dynamic performance.
Задача изобретения - максимальное увеличение коэффициента мощности и повышение коэффициента полезного действия с сохранением динамических свойств.The objective of the invention is to maximize the power factor and increase the efficiency while maintaining dynamic properties.
Поставленная задача решается тем, что в асинхронном двигателе с полым короткозамкнутым ротором, содержащем полый ротор и внешний статор с сердечником и обмоткой, в отличие от прототипа, на валу, в области, ограниченной статором, установлен дополнительный ротор с возможностью вращения независимо от полого ротора, выполненный из кольцеобразного магнита, намагниченного радиально с числом пар полюсов, равным числу пар полюсов статорной обмотки, на который напрессована тонкостенная втулка из электропроводящего материала, а полый ротор выполнен в виде тонкостенного стакана из электропроводящего материала.The problem is solved in that in an induction motor with a hollow squirrel-cage rotor containing a hollow rotor and an external stator with a core and a winding, unlike the prototype, an additional rotor is installed on the shaft in the area limited by the stator with the possibility of rotation regardless of the hollow rotor, made of a ring-shaped magnet magnetized radially with the number of pole pairs equal to the number of pole pairs of the stator winding, onto which a thin-walled sleeve of electrically conductive material is pressed, and the hollow rotor is nen as a thin-walled cup of electrically conductive material.
Кроме того, согласно изобретению дополнительный ротор может быть выполнен целиком из гистерезисного материала.In addition, according to the invention, the additional rotor can be made entirely of hysteresis material.
Для достижения наиболее высоких характеристик согласно изобретению полый ротор может быть выполнен из алюминиевого сплава, а тонкостенная втулка, в случае с постоянным магнитом, может быть выполнена из медного сплава.To achieve the highest characteristics according to the invention, the hollow rotor can be made of aluminum alloy, and a thin-walled sleeve, in the case of a permanent magnet, can be made of copper alloy.
Существо изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 изображен двигатель с возбуждением от постоянного магнита. На фиг.2 изображен двигатель с возбуждением от ротора из гистерезисного материала.The invention is illustrated by drawings. Figure 1 shows a motor with a permanent magnet excitation. Figure 2 shows a motor with excitation from a rotor of hysteresis material.
Асинхронный двигатель с полым ротором со сторонним возбуждением от постоянного магнита (фиг.1) состоит из сердечника статора 1, в пазы которого уложена в общем случае m-фазная обмотка, закрепленного в корпусе 2; полого немагнитного ротора 3, который неподвижно закреплен на валу 4, который может вращаться в подшипниках, установленных в подшипниковых щитах 5; кольцевого постоянного магнита 6 и напрессованной на него пусковой втулки 7, образующих второй подвижный ротор в двигателе, который может вращаться на подшипниках 8 относительно вала отбора мощности. Магнит намагничен радиально, количество пар полюсов такое же, как у обмотки статора. Двигатель со сторонним возбуждением от дополнительного ротора из гистерезисного материала (фиг.2) состоит из тех же деталей и узлов, что и выше описанный двигатель, за исключением того, что вместо постоянного магнита и пусковой втулки установлен возбудитель 9, целиком выполненный из гистерезисного материала.An asynchronous motor with a hollow rotor with external excitation from a permanent magnet (Fig. 1) consists of a
Асинхронный двигатель с полым ротором со сторонним возбуждением от постоянного магнита (фиг.1) работает следующим образом. При подаче напряжения на обмотки двигателя в них возникают токи, образующие вращающееся поле. На магнит 6 и на ротор 3 начинают воздействовать механические моменты, обусловленные наведенными вихревыми токами в пусковой втулке 7 и в стенке ротора 3. Втулка рассчитывается таким образом, чтобы ее пусковой момент был больше пускового момента ротора. Магнит под действием момента, развиваемого втулкой, разгоняется до подсинхронной скорости и далее втягивается в синхронизм с полем статора. С этого момента в машине создается единый поток постоянного магнита и обмотки статора. Причем поток магнита изначально выбирается таким, чтобы амплитуда ЭДС статорной обмотки аналогичной синхронной машины при нагрузке была максимально близка к амплитуде приложенного напряжения, т.е. намагничивание машины происходило бы за счет энергии магнита. В силу этого обстоятельства намагничивающие токи в обмотке статора отсутствуют. В случае, если на валу двигателя присутствует тормозящий момент, то он начинает передаваться на магнит посредством асинхронного момента, создаваемого вихревыми токами в стенке «стакана» и полем магнита. Синхронный момент, образованный полем магнита и токами статора, противостоит тормозящему моменту, тем самым передавая механическую мощность приводимому в движение механизму. Поле вихревых токов создает преимущественно поперечную реакцию из-за очень малого индуктивного сопротивления полого ротора. Это обстоятельство ведет к тому, что изменение продольной составляющей поля весьма мало, т.е. коэффициент мощности остается на достаточно высоком уровне. Т.к. двигатель имеет ротор с малым моментом инерции, динамические свойства двигателя остаются высокими.An induction motor with a hollow rotor with third-party excitation from a permanent magnet (figure 1) works as follows. When voltage is applied to the motor windings, currents form in them, forming a rotating field. On the magnet 6 and on the
Принцип работы двигателя с дополнительным ротором из гистерезисного материала (фиг.2) идентичен вышеописанному за исключением процесса синхронизации. Процесс синхронизации в этом случае происходит за счет появления гистерезисного момента и момента, образованного вихревыми токами в теле ротора 9. В момент синхронизации остаточная индукция гистерезисного слоя является пиковой и остается таковой до момента асинхронизации, вызванной, например, перегрузкой двигателя.The principle of operation of the engine with an additional rotor of hysteresis material (figure 2) is identical to the above except for the synchronization process. The synchronization process in this case occurs due to the appearance of a hysteresis moment and a moment formed by eddy currents in the body of the
Асинхронный двигатель со сторонним возбуждением способен также работать в режиме генератора электрической энергии.An asynchronous motor with third-party excitation is also capable of operating in the mode of an electric energy generator.
Итак, заявляемое изобретение позволяет максимально приблизить к единице коэффициент мощности, повысить коэффициент полезного действия при одновременном сохранении динамических характеристик двигателя.So, the claimed invention allows you to bring the power factor as close as possible to the unit, increase the efficiency while maintaining the dynamic characteristics of the engine.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009125023/09A RU2396672C1 (en) | 2009-06-30 | 2009-06-30 | Asynchronous motor with hollow rotor with outside excitation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009125023/09A RU2396672C1 (en) | 2009-06-30 | 2009-06-30 | Asynchronous motor with hollow rotor with outside excitation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2396672C1 true RU2396672C1 (en) | 2010-08-10 |
Family
ID=42699200
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009125023/09A RU2396672C1 (en) | 2009-06-30 | 2009-06-30 | Asynchronous motor with hollow rotor with outside excitation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2396672C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2475926C1 (en) * | 2011-07-29 | 2013-02-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственная корпорация "Космические системы мониторинга, информационно-управляющие и электромеханические комплексы имени А.Г. Иосифьяна" (ОАО "Корпорация "ВНИИЭМ") | Magnetoelectric machine rotor system |
RU2669206C2 (en) * | 2014-01-09 | 2018-10-09 | Луис ФИНКЛ | Hybrid electric motor with self aligning permanent magnet and squirrel cage rotors |
-
2009
- 2009-06-30 RU RU2009125023/09A patent/RU2396672C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
АРМЕЙСКИЙ Е.А., ФАЛК Г.Б. Электрические машины. - М.: Высшая школа, 1975, с.38-45. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2475926C1 (en) * | 2011-07-29 | 2013-02-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственная корпорация "Космические системы мониторинга, информационно-управляющие и электромеханические комплексы имени А.Г. Иосифьяна" (ОАО "Корпорация "ВНИИЭМ") | Magnetoelectric machine rotor system |
RU2669206C2 (en) * | 2014-01-09 | 2018-10-09 | Луис ФИНКЛ | Hybrid electric motor with self aligning permanent magnet and squirrel cage rotors |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100424967C (en) | Radial magnet steel double salient-pole mixed excitation electric machine | |
CN105245073A (en) | Stator permanent-magnetic doubly salient disc-type motor | |
RU2402858C1 (en) | Axial contactless direct current generator | |
CN100361373C (en) | Double salient pole mixed excitation motor | |
RU2396672C1 (en) | Asynchronous motor with hollow rotor with outside excitation | |
CN109038991A (en) | A kind of 36/4 structure high-speed magneto | |
JPH0522916A (en) | Synchronous motor of permanent magnet type | |
US9831753B2 (en) | Switched reluctance permanent magnet motor | |
Dobzhanskyi et al. | Comparison analysis of PM transverse flux outer rotor machines with and without magnetic shunts | |
CN109149893B (en) | Double-induction brushless excitation motor | |
Sani et al. | The Influence of Rotor Shape and Air Gap Position on the Characteristics of the Three-phase Axial Flux Permanent Magnet Generator | |
Zhu et al. | Comparative study of novel tubular flux-reversal transverse flux permanent magnet linear machine | |
CN201414057Y (en) | Biconvex pole mixture excitation generator | |
CN102299599B (en) | High-speed electric machine with stator and permanent magnet | |
RU2716489C2 (en) | Electromechanical converter | |
CN201409020Y (en) | Radial magnetic steel doubly-salient-pole mixed excitation motor | |
RU116714U1 (en) | MAGNETO-DISK MACHINE | |
CN104124847B (en) | A kind of momenttum wheel based on moving-coil motor | |
RU112536U1 (en) | MAGNETOELECTRIC ELECTROMECHANICAL CONVERTER WITH RING WINDING | |
WO2012121685A2 (en) | Low-speed multipole synchronous generator | |
CN107579639B (en) | High-temperature-resistant permanent magnet servo motor | |
RU126879U1 (en) | ELECTRIC MACHINE | |
RU2444110C2 (en) | Electromagnetic machine with two-stage excitation | |
KR100758670B1 (en) | Magnetism amplifying engine | |
RU115130U1 (en) | ELECTRIC MACHINE |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110701 |