RU2448404C1 - Terminal electrical machine - Google Patents
Terminal electrical machine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2448404C1 RU2448404C1 RU2011107004/07A RU2011107004A RU2448404C1 RU 2448404 C1 RU2448404 C1 RU 2448404C1 RU 2011107004/07 A RU2011107004/07 A RU 2011107004/07A RU 2011107004 A RU2011107004 A RU 2011107004A RU 2448404 C1 RU2448404 C1 RU 2448404C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stator
- bearing
- rotors
- electric machine
- disks
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для генерирования электрической энергии и преобразования электрической энергии в механическую.The invention relates to electrical engineering and can be used to generate electrical energy and convert electrical energy into mechanical energy.
Известны конструкции торцевых электрических машин с одним статором и двумя роторами.Known designs face electrical machines with one stator and two rotors.
Известна торцовая электрическая машина (А.С. СССР №462255, опубл. 28.02.1975 г.), содержащая беспазовый статор, набранный из катушечных групп, активная часть которых выполнена из чередующихся между собой проводников обмотки и отделенных слоем изоляции листовых ферромагнитных элементов, остов статора, на котором укреплены активные части катушечных групп и два ротора, расположенные по разные стороны статора, причем остов статора выполнен из материала с большим электрическим сопротивлением и имеет посадочные места для установки в них катушечных групп.A known end-face electric machine (AS USSR No. 462255, publ. 02.28.1975), containing a baseless stator drawn from coil groups, the active part of which is made of alternating winding conductors and separated by a layer of insulation sheet ferromagnetic elements, the core the stator, on which the active parts of the coil groups and two rotors located on opposite sides of the stator are mounted, and the frame of the stator is made of a material with high electrical resistance and has seats for installing coil g SCP.
Известна торцевая электрическая машина (патент РФ №2246168, опубл. 10.02.2005 г.), включающая статор с обмоткой, закрепленный в корпусе, обращенный рабочими поверхностями к двум дискообразным роторам, расположенным с двух сторон от статора, установленным в подшипниках качения, статор выполнен из двух половин, в каждой из которых залит компаундом автономный зубцовый слой, распределенная обмотка в виде обмоточных модулей и ярмо, навитое из стальной ленты, установленных по разные стороны этого диска, причем с обеих сторон диска выполнены центрирующие пояски, на которых сцентрированы пластины обмоточных модулей, а на дисках двух роторов со стороны рабочих поверхностей статора выполнены по два центрирующих пояска, между которыми смонтированы постоянные магниты, полюсные наконечники которых имеют форму пластины с уменьшающимся к краям сечением.Known end electric machine (RF patent No. 2246168, publ. 02/10/2005), including a stator with a winding fixed in the housing, facing the working surfaces to two disk-shaped rotors located on both sides of the stator mounted in rolling bearings, the stator is made of two halves, each of which is filled with a compound of an independent tooth layer, a distributed winding in the form of winding modules and a yoke wound from a steel tape mounted on opposite sides of this disk, and on both sides of the disk are made centering e belts on which the plates of the winding modules are concentrated, and on the disks of two rotors from the side of the working surfaces of the stator, two centering belts are made, between which permanent magnets are mounted, the pole tips of which have the shape of a plate with a section decreasing towards the edges.
Известна торцевая электрическая машина (патент РФ №2313888, опубл. 27.12.2007 г.), содержащая статор, включающий диск, закрепленный в корпусе, и обмоточные модули, обращенные рабочими поверхностями к соответствующим дискообразным роторам с короткозамкнутыми обмотками, расположенным с двух сторон от статора и установленным в подшипниках качения, в диске статора выполнены прорези под обмоточные модули, края которых (отгибы) у двух соседних прорезей направлены в одну сторону диска, а у двух следующих прорезей - в противоположную, в которых обмоточные модули размещены таким образом, что между двумя пакетами пластин одного обмоточного модуля расположены по одному пакету пластин двух соседних обмоточных модулей с противоположной стороны диска, кроме того, на диске статора в промежутках между прорезями под обмоточные модули в радиальном направлении выполнены щелевидные прорези.Known end electric machine (RF patent No. 2313888, publ. 12/27/2007), containing a stator, including a disk mounted in the housing, and winding modules facing the working surfaces to the corresponding disk-shaped rotors with squirrel-cage windings located on both sides of the stator and installed in rolling bearings, in the stator disk, slots are made for the winding modules, the edges of which (bends) at two adjacent slots are directed to one side of the disk, and at the next two slots - to the opposite, in which are winding modules are arranged such that the two packs of plates are located one winding module of one packet of plates of two adjacent modules with the winding disk opposite side, in addition, the stator disk in the intervals between the slits under winding modules radially formed sipes.
Причиной малого внедрения известных торцевых электрических машин является технологическая сложность в изготовлении и недостаточная жесткость основных частей машин - статора и роторов.The reason for the small introduction of known end-face electric machines is the technological complexity in manufacturing and the insufficient rigidity of the main parts of the machines - the stator and rotors.
Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемого изобретения, состоит в повышении технологичности изготовления, повышении жесткости их основных частей - статора и роторов, а также повышении энергетических показателей.The technical result achieved by using the present invention consists in increasing the manufacturability of manufacturing, increasing the rigidity of their main parts - the stator and rotors, as well as increasing energy performance.
Указанный технический результат достигается путем изменения конструкции статора и роторов торцевой электрической машины, а также использования в несущих конструкциях машины немагнитных и диэлектрических материалов, которые позволяют снизить потери от появления вихревых токов в конструкциях торцевых электрических машин. Заявленная торцевая электрическая машина содержит статор и два ротора, согласно изобретению, корпус статора, являющийся одновременно корпусом торцевой электрической машины, изготовлен из немагнитного, диэлектрического материала в виде полого цилиндра, имеющего две симметричные внутренние расточки на торцевых сторонах, которые образуют поясок, стороны которого служат местом крепления двух несущих дисков, изготовленных из немагнитного, диэлектрического материала, которые имеют центральные отверстия и в которых выполнены зеркально посадочные места для установки соосно с валом машины ферромагнитных шихтованных сердечников катушечных групп, один из несущих дисков, по периметру центрального отверстия, для жесткости, имеет бурт с резьбовыми отверстиями, служащими для стягивания вместе обоих несущих дисков; для обеспечения дополнительной жесткости конструкции статора в местах, свободных от катушечных групп, устанавливаются дистанционные втулки с резьбой и стяжными винтами; роторы состоят из двух несущих дисков, имеющих ступицы для посадки на шейки вала, один из несущих дисков изготовлен из шихтованного ферромагнитного материала, второй - из немагнитного, диэлектрического материала, в обоих несущих дисках зеркально выполнены посадочные места для установки соосно валу машины шихтованных ферромагнитных сердечников катушечных групп, несущий диск, выполненный из немагнитного, диэлектрического материала, по периметру наружного диаметра имеет бурт с резьбовыми отверстиями, служащими для стягивания вместе обоих несущих дисков, для обеспечения дополнительной жесткости конструкции роторов, в местах, свободных от катушечных групп, устанавливаются дистанционные втулки с резьбой и стяжными винтами.The specified technical result is achieved by changing the design of the stator and rotors of the end electric machine, as well as using non-magnetic and dielectric materials in the supporting structures of the machine, which can reduce losses from the appearance of eddy currents in the designs of end electric machines. The claimed end electric machine contains a stator and two rotors, according to the invention, the stator housing, which is also the case of the end electric machine, is made of a non-magnetic, dielectric material in the form of a hollow cylinder having two symmetrical internal bores on the end sides that form a girdle, the sides of which serve the place of attachment of two carrier disks made of non-magnetic, dielectric material, which have central holes and in which they are made mirror-like cages for installation coaxially with the machine shaft of the ferromagnetic charge core of the coil groups, one of the bearing disks, along the perimeter of the central hole, for rigidity, has a shoulder with threaded holes that serve to tighten both bearing disks together; to provide additional stiffness of the stator design in places free from coil groups, remote bushings with thread and coupling screws are installed; the rotors consist of two bearing disks having hubs for landing on the shaft journals, one of the bearing disks is made of burnt ferromagnetic material, the second is made of non-magnetic, dielectric material, and the seats in which the displaced ferromagnetic cores coaxially aligned with the machine shaft are mirrored groups, a bearing disk made of a non-magnetic, dielectric material, has a collar with threaded holes along the perimeter of the outer diameter, which serve to tighten together both x bearing disks, to provide additional rigidity design of the rotor, in a place free from the coil groups mounted spacer sleeves with thread and locking screws.
На фиг.1 изображен разрез торцевой электрической машины, на фиг.2 изображена торцевая электрическая машина, на фиг.3 изображены конструктивные элементы торцевой электрической машины.Figure 1 shows a section of the end electric machine, figure 2 shows the end electric machine, figure 3 shows the structural elements of the end electric machine.
Торцевая электрическая машина содержит боковой фланец с подшипниковым гнездом 1, вал 2, ферритовый несущий диск ротора 3, немагнитный диэлектрический несущий диск ротора с буртом 4, немагнитный диэлектрический диск статора с буртом 5, ферритовые шихтованные сердечники роторов 6 с обмотками 7, корпус статора из немагнитного и диэлектрического материала 8, служащего одновременно корпусом торцевой электрической машины, ферритовые, шихтованные сердечники статора 10 с обмотками 9, немагнитный диэлектрический несущий диск статора 11, боковой фланец с подшипниковым гнездом 12.The end electric machine contains a side flange with a bearing
Торцевая электрическая машина может работать как в режиме электрического двигателя, так и в режиме генератора тока.The end electric machine can operate both in electric motor mode and in current generator mode.
В представленной конструкции роторов, в качестве замкнутого контура используются катушечные группы, то есть ферритовые сердечники с обмотками. Это позволяет торцевой электрической машине более эффективно работать в режиме генератора тока.In the presented design of the rotors, coil groups are used as a closed loop, that is, ferrite cores with windings. This allows the end electric machine to operate more efficiently in the current generator mode.
В этом случае, передний фланец с подшипниковым гнездом приобретает форму переднего фланца генераторов тока цилиндрических электрических машин, а на вал торцевой электрической машины устанавливается коллекторное устройство, на которое коммутируются выводы обмоток катушечных групп обоих роторов.In this case, the front flange with the bearing socket takes the form of the front flange of the current generators of cylindrical electric machines, and a collector device is installed on the shaft of the end electric machine, onto which the conclusions of the windings of the coil groups of both rotors are switched.
Ротор торцевой электрической машины состоит из двух несущих дисков, ферритового шихтованного диска со ступицей 3 и немагнитного, диэлектрического диска со ступицей 4. В обоих дисках 3, 4 имеются посадочные места, выполненные зеркально, для установки ферритовых, шихтованных сердечников 6 с обмотками 7.The rotor of the end electric machine consists of two bearing disks, a ferrite charge disk with a
Оба диска насаживаются на вал 2 и страхуют от проворачивания одной шпонкой.Both discs are mounted on the
В верхней части, оба несущих диска стягиваются винтами через резьбовые отверстия, сделанные в дистанционном бурте несущего диска 4.In the upper part, both bearing discs are screwed together through threaded holes made in the remote shoulder of the
Для обеспечения необходимой жесткости оба несущих диска 3, 4 могут стягиваться дополнительно с помощью винтов и дистанционных втулок с резьбой, устанавливаемых в местах, свободных от катушечных групп. Использование немагнитных, диэлектрических материалов для изготовления несущего диска 4 позволяет снизить потери от возникновения вихревых токов.To ensure the necessary stiffness, both bearing
Статор торцевой электрической машины состоит из корпуса 8, выполненного из немагнитного диэлектрического материала. Корпус статора 8 является также корпусом торцевой электрической машины. Он представляет собой полый цилиндр, имеющий с торцевых сторон симметричные внутренние расточки, образующие поясок. Поперечное сечение стенки пояска является местом крепления несущих немагнитных, диэлектрических дисков 5, 11.The stator of the end electric machine consists of a
Оба несущих диска имеют зеркально выполненные посадочные места для крепления ферритовых шихтованных сердечников 10 с обмотками 9.Both bearing discs have mirrored seats for fastening
Для обеспечения жесткости, несущий диск 5 имеет дистанционный бурт, в котором по окружности бурта имеются резьбовые отверстия. Оба несущих диска 5 и 11 с помощью винтов стягиваются вместе, образуя жесткую коробчатую конструкцию. Для обеспечения дополнительной жесткости, в местах, свободных от катушечных групп, в пространстве между несущими дисками 5 и 11 устанавливаются дистанционные втулки с резьбовыми отверстиями, через которые оба несущих диска стягиваются винтами. Несущие диски 5 и 11 выполнены из немагнитного, диэлектрического материала, что позволяет снизить потери от вихревых токов.To ensure rigidity, the
Шихтованные ферритовые сердечники 10 с обмотками 9 являются электромагнитами и устанавливаются своими полюсами, обращенными к полюсам катушечных групп роторов, которые также состоят из шихтованных ферромагнитных сердечников 6 и обмоток 7. Для охлаждения торцевой электрической машины, в несущих дисках статора и роторов выполняются технологические отверстия.The
Простая конструкция основных частей торцевой электрической машины - статора и роторов, позволяет повысить технологичность изготовления торцевой электрической машины и произвести их стандартизацию.The simple design of the main parts of the end electric machine - the stator and rotors, allows to increase the manufacturability of the manufacture of the end electric machine and to standardize them.
Торцевая электрическая машина на примере асинхронного двигателя, работает следующим образом.End electric machine on the example of an induction motor, operates as follows.
На обмотку статора 9 подается трехфазный переменный электрический ток, который создает вращающееся магнитное поле, которое по закону электромагнитной индукции индуцирует ЭДС в замкнутых контурах проводников, которыми в нашем случае являются обмотки 7 катушечных групп роторов, а наведенная ЭДС порождает свое магнитное поле. При взаимодействии магнитных полей статора и роторов возникает электромагнитный момент, приводящий во вращение роторы. При работе в режиме генератора тока, обмотка 9 торцевой электрической машины является обмоткой возбуждения.A three-phase alternating electric current is supplied to the stator winding 9, which creates a rotating magnetic field, which, according to the law of electromagnetic induction, induces EMF in closed circuits of conductors, which in our case are windings of 7 coil groups of rotors, and the induced EMF generates its own magnetic field. When the magnetic fields of the stator and rotors interact, an electromagnetic moment arises, leading the rotors to rotate. When operating in the current generator mode, the winding 9 of the end electric machine is an excitation winding.
На обмотку возбуждения статора 9 подается электрический ток, который порождает магнитное поле.An electric current is supplied to the excitation winding of the
Роторы торцевой электрической машины приводятся во вращение отдельным источником механической энергии.The rotors of the end electric machine are driven into rotation by a separate source of mechanical energy.
При пересечении обмотками роторов силовых магнитных линий магнитного поля статора, в них индуцируется электрический ток, который снимается в рабочую сеть с помощью коллекторного устройства.When the windings of the rotors cross the magnetic lines of the magnetic field of the stator, an electric current is induced in them, which is removed into the working network using a collector device.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011107004/07A RU2448404C1 (en) | 2011-02-24 | 2011-02-24 | Terminal electrical machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011107004/07A RU2448404C1 (en) | 2011-02-24 | 2011-02-24 | Terminal electrical machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2448404C1 true RU2448404C1 (en) | 2012-04-20 |
Family
ID=46032734
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011107004/07A RU2448404C1 (en) | 2011-02-24 | 2011-02-24 | Terminal electrical machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2448404C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2626814C1 (en) * | 2016-03-24 | 2017-08-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Axial-radial contactless alternator |
RU2810639C1 (en) * | 2023-05-25 | 2023-12-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" | End-mounted electric machine |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU462255A1 (en) * | 1972-06-12 | 1975-02-28 | Красноярский Политехнический Институт | Tortsova Electric Machine |
GB2006540A (en) * | 1977-10-06 | 1979-05-02 | Pa Management Consult | Dynamo Electromagnetic Machines: Magnetic Circuits |
RU2079949C1 (en) * | 1992-04-30 | 1997-05-20 | Производственное объединение "Юргинский машиностроительный завод" | Electrical machine |
EP1474860A1 (en) * | 2002-02-12 | 2004-11-10 | Nissan Motor Company, Limited | Electric rotating machine |
RU2246168C1 (en) * | 2003-07-24 | 2005-02-10 | Красноярский государственный технический университет (КГТУ) | Face-type electrical machine |
RU2313888C1 (en) * | 2006-06-15 | 2007-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Красноярский государственный технический университет (КГТУ) | End electric machine |
RU2327272C2 (en) * | 2006-04-24 | 2008-06-20 | Денис Петрович Архутич | Modular end face motor with a crosswise magnetic flux |
-
2011
- 2011-02-24 RU RU2011107004/07A patent/RU2448404C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU462255A1 (en) * | 1972-06-12 | 1975-02-28 | Красноярский Политехнический Институт | Tortsova Electric Machine |
GB2006540A (en) * | 1977-10-06 | 1979-05-02 | Pa Management Consult | Dynamo Electromagnetic Machines: Magnetic Circuits |
RU2079949C1 (en) * | 1992-04-30 | 1997-05-20 | Производственное объединение "Юргинский машиностроительный завод" | Electrical machine |
EP1474860A1 (en) * | 2002-02-12 | 2004-11-10 | Nissan Motor Company, Limited | Electric rotating machine |
RU2246168C1 (en) * | 2003-07-24 | 2005-02-10 | Красноярский государственный технический университет (КГТУ) | Face-type electrical machine |
RU2327272C2 (en) * | 2006-04-24 | 2008-06-20 | Денис Петрович Архутич | Modular end face motor with a crosswise magnetic flux |
RU2313888C1 (en) * | 2006-06-15 | 2007-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Красноярский государственный технический университет (КГТУ) | End electric machine |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2626814C1 (en) * | 2016-03-24 | 2017-08-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Axial-radial contactless alternator |
RU2810639C1 (en) * | 2023-05-25 | 2023-12-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" | End-mounted electric machine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100490279C (en) | An electric multipole motor/generator with axial magnetic flux | |
CN102801264B (en) | Permanent magnet laminated motor | |
WO2016058446A1 (en) | Motor | |
CN105245073A (en) | Stator permanent-magnetic doubly salient disc-type motor | |
CN102754317A (en) | Rotor having a short circuit cage | |
CN105071562A (en) | Stator permanent magnet type field modulation motor | |
JPH11506600A (en) | Electric machine | |
US6891308B2 (en) | Extended core for motor/generator | |
CN103269133A (en) | Transverse flux permanent magnetic or reluctance permanent magnetic motor of ring box structure | |
CN104682621A (en) | Axial magnetic field slip synchronization-type double-direct wind power generator | |
US20100289368A1 (en) | Alternator with angularly staggered stator stages | |
CN106026593A (en) | External hybrid excitation permanent magnet synchronous generator | |
WO2024119833A1 (en) | Magnetic bearing and magnetic bearing system | |
Chirca et al. | Comparative design analysis of ferrite-permanent-magnet micro-wind turbine generators | |
CN202840876U (en) | Permanent magnet laminated motor | |
RU2448404C1 (en) | Terminal electrical machine | |
KR20190090755A (en) | Mechanical drive to the motor and alternator | |
RU2544002C1 (en) | Electrical machine | |
CN204597718U (en) | The two straight wind-driven generator of axial magnetic field slippage synchronous mode | |
KR20130049189A (en) | Development magnetic induced | |
RU2544009C1 (en) | Electrical machine | |
RU2246167C1 (en) | Face-type electrical machine | |
CN102299599A (en) | High-speed electric machine with stator and permanent magnet | |
RU85044U1 (en) | TORTSOVA ELECTRIC MACHINE | |
CN201846213U (en) | Peripherally phase-shifting and axially sectioning synchronous motor with wedge-shaped stator iron core and outer permanent-magnetic rotor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190225 |