RU2666970C1 - Dc electric machine - Google Patents

Dc electric machine Download PDF

Info

Publication number
RU2666970C1
RU2666970C1 RU2017132564A RU2017132564A RU2666970C1 RU 2666970 C1 RU2666970 C1 RU 2666970C1 RU 2017132564 A RU2017132564 A RU 2017132564A RU 2017132564 A RU2017132564 A RU 2017132564A RU 2666970 C1 RU2666970 C1 RU 2666970C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magnetic
armature
annular
inductor
grooves
Prior art date
Application number
RU2017132564A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виталий Арсеньевич Обухов
Александр Антонович Городничев
Original Assignee
Виталий Арсеньевич Обухов
Александр Антонович Городничев
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 Виталий Арсеньевич Обухов, Александр Антонович Городничев filed Critical Виталий Арсеньевич Обухов
Priority to RU2017132564A priority Critical patent/RU2666970C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2666970C1 publication Critical patent/RU2666970C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00Synchronous motors or generators
    • H02K19/16Synchronous generators
    • H02K19/18Synchronous generators having windings each turn of which co-operates only with poles of one polarity, e.g. homopolar generators
    • H02K19/20Synchronous 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
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

FIELD: electrical equipment.
SUBSTANCE: invention relates to the electrical equipment, namely, to the DC electric machines. Electric machine comprises the annular type armature winding, and the armature magnetic circuit consists of the laminated steel annular packages, along the external diameter closed by the external magnetic circuit. Inductor magnetic core is made of the laminated steel profiled annular packages, shifted relative to each other by the one pulse electric angle, equal to the quotient of the one pulse width division by the inductor packages number, and separated by annular non-magnetic gaps. Inductor winding generates the same polarity magnetic field. Air gap is made with a periodic value along the each pole division length according to the magnetic induction variation law, which provides for the one-variable EMF unipolar pulses induction in each pole division in the armature winding. Longitudinal non-magnetic inserts execution in the form of saturating magnetic sections allows to improve the machine mass and dimension characteristics and increase its reliability.
EFFECT: technical result consists in development of the unipolar, unidirectional pulses, excluding the inverse EMF component at each pole division.
1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к машинам постоянного тока и может быть использовано как для генерирования электрической энергии постоянного тока, так и для электропривода механизмов. Известны машины постоянного тока коллекторного типа, опубликованные в монографиях, таких как М.П. Костенко и Л.М Пиотровский. «Электрические машины», т. 1, М., «Энергия» ,1964 г., с. 62-74; А.В. Иванов-Смоленский. «Электрические машины», М., 1980 г., с. 716-717, принятые за аналог.The invention relates to direct current machines and can be used both for generating direct current electric energy, and for electric drive mechanisms. Known DC machines of the collector type, published in monographs, such as M.P. Kostenko and L.M. Piotrovsky. "Electric machines", t. 1, M., "Energy", 1964, p. 62-74; A.V. Ivanov-Smolensky. "Electric machines", M., 1980, p. 716-717, taken as an analogue.

Прототипом данного технического решения принята конструкция машины постоянного тока по патенту RU 2565384 С2, (51) МПК, НО2К 25/00 (2006/01) НО2К 19/20 (2006/01), НО2К 1/06 (2006/01), опубл. 20.10.2015. Бюл. 29.The prototype of this technical solution adopted design of a DC machine according to patent RU 2565384 C2, (51) IPC, HO2K 25/00 (2006/01) HO2K 19/20 (2006/01), HO2K 1/06 (2006/01), publ . 10/20/2015. Bull. 29.

В прототипе машина постоянного тока, содержащая статор с сердечником якоря, с пакетами шихтованной стали с пазами по его расточке, разделенными кольцевыми немагнитными промежутками, с продольными немагнитными вставками, с обмоткой якоря кольцевого типа с активной и лобовыми частями, с продольными немагнитными вставками с внешним магнитопроводом и обмоткой индуктора, ротор с магнитопроводом индуктора из кольцевых профилированных пакетов стали, разделенных немагнитными кольцевыми промежутками с одноименно полюсными делениями с взаимным сдвигом соседних пакетов, соотносящихся с пакетами сердечника якоря, создающих одноименно полюсное магнитное поле с воздушным зазором с периодически переменным значением на ширине каждого полюсного деления, обеспечивающим индуцирование в обмотке якоря однополярных импульсов однопериодной ЭДС на каждом полюсном делении.In the prototype, a direct current machine containing a stator with an anchor core, with packs of lined steel with grooves in its bore, separated by ring non-magnetic gaps, with longitudinal non-magnetic inserts, with winding of the ring type armature with active and frontal parts, with longitudinal non-magnetic inserts with an external magnetic circuit and winding the inductor, the rotor with the inductor magnetic core from annular shaped steel packets separated by non-magnetic annular gaps with the same pole divisions with inter th shift neighboring packets correlated with packages armature core, creating a like-pole magnetic field with a air gap with periodically alternating value for the width of each pole pitch providing induction in the armature winding of one-period pulse unipolar EMF on each pole division.

Недостатки прототипа заключаются в следующем:The disadvantages of the prototype are as follows:

- для ограничения значения магнитного потока реакции якоря, замыкающегося по окружности его спинки до приемлемого уровня (Вα=1 Тл), суммарная ширина немагнитных вставок должна быть не менее 10% его окружности, что приводит к некоторому ухудшению его массогабаритных характеристик;- to limit the value of the magnetic flux of the reaction of the armature, which closes around the circumference of its back to an acceptable level (Bα = 1 T), the total width of non-magnetic inserts should be at least 10% of its circumference, which leads to some deterioration in its overall dimensions;

- наличие немагнитных вставок приводит к усложнению конструкции машины, разделению сердечника статора на ряд секторов, снижающее жесткость статора, а следовательно и надежность;- the presence of non-magnetic inserts leads to a complication of the design of the machine, the separation of the stator core into a number of sectors, reducing the stator stiffness, and therefore reliability;

- сдвиг соседних пакетов индуктора относительно друг друга на электрический угол одного импульса равен частному от деления ширины одного импульса на число пакетов индуктора, что приводит к неполной идентичности значений ЭДС обмотки в каждом пазу.- the shift of adjacent inductor packets relative to each other by the electric angle of one pulse is equal to the quotient of dividing the width of one pulse by the number of packets of the inductor, which leads to incomplete identity of the EMF values of the winding in each groove.

Проведенные нами экспериментальные исследования на макетном образце показали, что различные варианты получения однополярных импульсов ЭДС с использованием известных литературных источников с. 555-557, Лазарев Ю. (Моделирование процессов и систем в MATLAB 2005 г., с. 187) и др. дают формы импульсов однополярной ЭДС с высокой составляющей обратного направления, что практически не пригодно для реализации машин постоянного тока. Эксперименты проводились для четырех типов профилированных пакетов ротора, построенных на основании известных видов «однонаправленных» импульсов.Our experimental studies on a prototype sample showed that various options for obtaining unipolar EMF pulses using well-known literature p. 555-557, Yu. Lazarev (Modeling of processes and systems in MATLAB 2005, p. 187) and others give pulse shapes of a unipolar EMF with a high component of the opposite direction, which is practically unsuitable for the implementation of DC machines. The experiments were carried out for four types of profiled rotor packages, built on the basis of the known types of "unidirectional" pulses.

Требуемая форма однополярных однонаправленных импульсов ЭДС нами была получена на основании аналитического выражения импульса ЭДС синусоидального типа с амплитудой затухания практически до нулевого значения на ширине каждого полюсного деления по закону экспоненты, что позволяет реализовать бесколлекторную машину постоянного тока.We obtained the required shape of unipolar unidirectional EMF pulses on the basis of an analytical expression of a sinusoidal type EMF pulse with an attenuation amplitude of almost zero value across the width of each pole division according to the law of the exponent, which makes it possible to implement a DC brushless machine.

Цель изобретения - устранение указанных недостатков в машине постоянного тока. Указанная цель достигается тем, что значение воздушного зазора изменяется в соответствие с законом изменения индукции магнитного потока на ширине каждого полюсного деления, обеспечивающим индуцирование в обмотке якоря однонаправленных импульсов однонаправленной ЭДС синусоидального типа с затухающей амплитудой практически до нулевого значения на ширине каждого полюсного деления по закону экспоненты, на внешнем диаметре внешнего магнитопровода выполняются другие пазы с дополнительными прорезями на длине сердечника якоря с размещенными в них лобовыми частями обмотки якоря, соотносящиеся с пазами на расточке якоря, снабженными другими прорезями по дну этих пазов, продольные немагнитные вставки выполняются в виде насыщающихся магнитных участков, образованных дополнительными прорезями внешнего магнитопровода и другими прорезями по дну пазов расточки якоря, сдвиг соседних профилированных пакетов выполняется на электрический угол одного импульса, равный частному от деления ширины полюсного деления на число кольцевых промежутков между соседними профильными пакетами по длине индуктора.The purpose of the invention is the elimination of these disadvantages in a DC machine. This goal is achieved by the fact that the value of the air gap changes in accordance with the law of variation of the magnetic flux induction on the width of each pole division, which ensures that the unidirectional pulses of a unidirectional EMF of a sinusoidal type with a damped amplitude are practically induced to zero in the width of each pole division according to the law of the exponent , on the outer diameter of the external magnetic circuit, other grooves are made with additional slots along the length of the core of the armature with the frontal parts of the armature winding in them, which correspond to the grooves on the armature bore, equipped with other slots along the bottom of these grooves, longitudinal non-magnetic inserts are made in the form of saturable magnetic sections formed by additional slots of the external magnetic circuit and other slots along the bottom of the grooves of the armature bore, a shift of adjacent profiled packages is performed at an electric angle of one pulse equal to the quotient of the division of the pole division width by the number of annular gaps between adjacent profile packages E along the length of the inductor.

Отличительными признаками изобретения являются:Distinctive features of the invention are:

Требуемая форма однонаправленного, однополярного импульса ЭДС рассчитывается на основе аналитического выражения импульса ЭДС синусоидального типа с амплитудой затухания с практически до нулевого значения на ширине каждого полюсного деления по закону экспоненты, на внешнем диаметре внешнего магнитопровода выполняются другие пазы с дополнительными прорезями с размещенными в них лобовыми частями обмотки якоря, соотносящиеся с пазами на расточке якоря, снабженными другими прорезями по дну этих пазов, продольные немагнитные вставки выполняются в виде насыщающихся магнитных участков, образованных дополнительными прорезями внешнего магнитопровода и другими прорезями по дну пазов расточки якоря, сдвиг соседних профилированных пакетов выполняется на электрический угол одного импульса, равный частному от деления ширины полюсного деления на число кольцевых промежутков между соседними профильными по длине индуктора.The required shape of a unidirectional, unipolar EMF pulse is calculated based on the analytical expression of a sinusoidal type EMF pulse with an attenuation amplitude from almost to zero on the width of each pole division according to the law of the exponential, other grooves with additional slots with frontal parts placed in them are made on the outer diameter of the external magnetic circuit windings of the anchor, corresponding to the grooves on the bore of the anchor, equipped with other slots along the bottom of these grooves, longitudinal non-magnetic inserts olnyayutsya a saturable magnetic portions formed by additional slits external magnetic and other slots on the bottom of the bore of the armature slots offset adjacent profiled package is performed at the electrical angle of one pulse is equal to the quotient of the width of the pole pitch to the number of annular gaps between adjacent profile along the length of the inductor.

В результате поиска аналитического выражения импульса однонаправленной однополярной ЭДС, нами было получено аналитическое выражение импульса однополярной однонаправленной ЭДС синусоидального типа с амплитудой затухания практически до нулевого значения по закону экспоненты на ширине каждого полюсного деления. Для подтверждения возможности реализации предложенной конструкции машины постоянного тока с однонаправленными, однополярными импульсами ЭДС синусоидального типа с амплитудой затухания с практически до нулевого значения по закону экспоненты на ширине каждого полюсного деления, высылаем результаты экспериментов на физической модели машины постоянного тока, проведенные в двух вариантах сборки индуктора (ротора):As a result of the search for the analytical expression of the pulse of a unidirectional unipolar EMF, we obtained an analytical expression of the pulse of a unipolar unidirectional EMF of a sinusoidal type with an attenuation amplitude of almost to zero value according to the law of the exponential on the width of each pole division. To confirm the feasibility of implementing the proposed design of a direct current machine with unidirectional, unipolar impulses of a sinusoidal type EMF with an attenuation amplitude from almost to zero according to the law of the exponent on the width of each pole division, we send the results of experiments on a physical model of a direct current machine, carried out in two versions of the inductor assembly (rotor):

1) индуктор с одним профилированным пакетом на роторе, осциллограмма импульса ЭДС, фиг. 1,1) an inductor with one profiled package on the rotor, an oscillogram of the EMF pulse, FIG. one,

2) индуктор с четырьмя профилированным пакетом на роторе, осциллограмма суммирования импульсов ЭДС от четырех профилированным пакетов, фиг. 2.2) an inductor with four profiled packets on the rotor, an oscillogram of the summation of EMF pulses from four profiled packets, FIG. 2.

Результаты экспериментов подтверждают работоспособность бесколлекторной машины постоянного тока.The experimental results confirm the efficiency of a DC brushless machine.

Предложение соответствует критерию существенные отличия, так как из известного перечня информации, установленного нормативным документом (П127 Э3-1-74), технические решения с признаками подобными заявленным не обнаружены.The proposal meets the criterion of significant differences, since from the well-known list of information established by the regulatory document (P127 E3-1-74), technical solutions with signs similar to those declared were not found.

На фиг. 3 схематически изображена в продольном разрезе машина постоянного тока с числом полюсных делений равным 4 (р=4); на фиг. 4 - ее поперечное сечение.In FIG. 3 schematically shows in longitudinal section a DC machine with the number of pole divisions equal to 4 (p = 4); in FIG. 4 - its cross section.

Электрическая машина постоянного тока включает статор с сердечником якоря из пакетов шихтованной стали 1, разделенных кольцевыми немагнитными промежутками 2, с пазами 3 по его расточке, с продольными насыщающимися участками 4, с обмоткой якоря кольцевого типа активной 5 и лобовыми частями 6, внешним магнитопроводом 7 с другими пазами 8 и дополнительными прорезями 9, с обмоткой индуктора 10, с другими пазами 11 по дну пазов 3, ротор с магнитопроводом индуктора из кольцевых шихтованных пакетов стали 12, разделенных кольцевыми немагнитными промежутками 13, с немагнитным кожухом 14, воздушный зазор 15.An electric DC machine includes a stator with an anchor core made of burdened steel packages 1, separated by annular non-magnetic gaps 2, with grooves 3 along its bore, with longitudinal saturating sections 4, with winding of the ring-type anchor 5 and frontal parts 6, external magnetic circuit 7 s other grooves 8 and additional slots 9, with the winding of the inductor 10, with other grooves 11 along the bottom of the grooves 3, a rotor with a magnetic circuit of the inductor from the ring charge packages of steel 12, separated by a ring non-magnetic gap kami 13, with non-magnetic casing 14, air gap 15.

Устройство в генераторном режиме работает следующим образом.The device in the generator mode operates as follows.

При подаче тока в обмотку индуктора возбуждается одноименно полюсный магнитный поток в магнитопроводах якоря и индуктора. Распределение индукции магнитного потока по ширине полюсного деления практически определяется конкретным значением воздушного зазора, задаваемого формой цилиндрической поверхности кольцевых пакетов стали индуктора, то есть распределение значения индукции магнитного потока по ширине полюсного деления будет соответствовать обратно пропорциональному значению воздушного зазора.When current is supplied to the inductor winding, the same pole magnetic flux is excited in the magnetic circuits of the armature and inductor. The distribution of magnetic flux density induction over the width of the pole division is practically determined by the specific value of the air gap specified by the shape of the cylindrical surface of the annular steel packages of the inductor, i.e., the distribution of the magnetic flux density induction across the width of the pole division will correspond inversely to the value of the air gap.

Требуемая форма однонаправленного, однополярного импульса ЭДС рассчитывается в соответствии полученным нами аналитическим выражениям импульса ЭДС синусоидального типа с амплитудой затухания практически до нулевого значения на ширине каждого полюсного деления по закону экспоненты в следующем виде:The required shape of a unidirectional, unipolar EMF pulse is calculated in accordance with the analytical expressions of a sinusoidal type EMF pulse with the attenuation amplitude practically up to zero on the width of each pole division according to the law of the exponent as follows:

Figure 00000001
Figure 00000001

где Aα - амплитуда ЭДС, затухающая на ширине полюсной дуги (0≤α≤Pi),where Aα is the amplitude of the EMF, damping across the width of the pole arc (0≤α≤Pi),

Figure 00000002
Figure 00000002

Ao=const,Ao = const,

где α - электрический угол поворота ротора.where α is the electric angle of rotation of the rotor.

В относительных единицах значение индукции в зазоре БМПТ равно значению ЭДСIn relative units, the induction value in the BMPT gap is equal to the EMF value

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

c=const, c>1.c = const, c> 1.

Figure 00000005
Figure 00000005

αмах - значение угла поворота ротора, при котором ЭДС импульса достигает максимального значения.α max - the value of the angle of rotation of the rotor at which the emf of the pulse reaches its maximum value.

Для получения требуемой формы однополярного импульса ЭДС распределение значения индукции в воздушном зазоре должно соответствовать расчетным значениям индукции по формулеTo obtain the desired shape of a unipolar EMF pulse, the distribution of the induction value in the air gap must correspond to the calculated values of the induction according to the formula

Figure 00000006
Figure 00000006

В связи с указанным выше выражением распределения индукции в зазоре полюсного деления получим расчетное выражение значений воздушного зазора на ширине полюсного деления исходя из постоянства магнитодвижущей силы потока возбуждения по окружности расточки статораIn connection with the above expression of the distribution of induction in the gap of the pole division, we obtain the calculated expression of the values of the air gap at the width of the pole division based on the constancy of the magnetomotive force of the excitation flux around the circumference of the stator bore

Figure 00000007
Figure 00000007

в видеas

Figure 00000008
Figure 00000008

Figure 00000009
Figure 00000010
Figure 00000009
Figure 00000010

где By - униполярная составляющая индукции.where By is the unipolar component of induction.

Таким образом может быть получена требуемая форма поверхности полюса ротора, обеспечивающая индуцирование однополярных однонаправленных импульсов ЭДС. Магнитный поток обмотки возбуждения 10 проходит по внешнему магнитопроводу 7 вдоль зубцов каждого пазового деления 8 и распределяется на каждое пазовое деление 3 сердечника якоря, ограничиваясь в радиальном направлении каждой парой дополнительных прорезей 9 и каждой парой других прорезей 11 пазов якоря 3.Thus, the desired shape of the surface of the rotor pole can be obtained, ensuring the induction of unipolar unidirectional EMF pulses. The magnetic flux of the field winding 10 passes through the external magnetic circuit 7 along the teeth of each groove division 8 and is distributed to each groove division 3 of the armature core, limited radially by each pair of additional slots 9 and each pair of other slots 11 of the armature grooves 3.

При включении нагрузки в обмотке якоря протекает ток якоря одного направления в катушке каждого паза, который создает кольцевой магнитный поток по окружности сердечника якоря (подобно соленоиду), магнитный поток реакции якоря Фа, величина которого при заданной нагрузке зависит от магнитного сопротивления магнитопровода якоря по окружности спинки якоря.When the load is turned on, the armature current flows in one direction in the coil of each groove, which creates an annular magnetic flux around the circumference of the armature core (like a solenoid), the magnetic flux of the armature reaction Фа, the magnitude of which at a given load depends on the magnetic resistance of the armature magnetic circuit around the back circumference anchors.

В конструкции магнитопровода с насыщающимися магнитными участками значение магнитного сопротивления для потока реакции якоря определяется суммарным сопротивлением намагничивающихся участков 4 магнитопровода якоря.In the design of the magnetic circuit with saturable magnetic sections, the value of the magnetic resistance for the armature reaction flux is determined by the total resistance of the magnetized sections 4 of the armature magnetic circuit.

Если принять реальное сечение в зонах спинки якоря, ограниченных каждой парой дополнительных прорезей 9 и других прорезей 3 в 2,5-3 раза больше, чем в зонах насыщенных участков 4, образованных выше указанными прорезями, то индукция в зонах насыщения участков будет в 2,5÷3 раза выше по сравнению с зонами ненасыщенных участков.If we take the real cross section in the areas of the back of the anchor bounded by each pair of additional slots 9 and other slots 3 is 2.5-3 times larger than in the zones of saturated sections 4 formed by the above-mentioned slots, then the induction in the zones of saturation of the sections will be 2, 5 ÷ 3 times higher in comparison with the zones of unsaturated sites.

При принятом расчетном значении индукции в ненасыщенных зонах Ва=1 Тл, в зонах насыщенных участков индукция составит Ва=2,5÷3 Тл. В этом случае магнитная проницаемость зонах насыщенных участков составит μн≈(1,05÷1,1)μо.With the accepted calculated value of induction in the unsaturated zones Ba = 1 T, in the zones of saturated areas the induction will be Ba = 2.5 ÷ 3 T. In this case, the magnetic permeability of the zones of saturated areas will be μn≈ (1.05 ÷ 1.1) μo.

Число участков насыщения равно числу пазов сердечника якоря (Z1). При значении Z1=100 и ширине одного дополнительного паза равного Вп=2,5÷3 мм, суммарная длина зоны насыщения составит ∑Lн≈(250÷300)/1,1≈225÷270 мм, В зонах прохождения магнитного потока возбуждения расчетное значение индукции составит

Figure 00000011
что является обычным расчетным значениям индукции в зубце.The number of saturation sections is equal to the number of grooves in the core of the armature (Z 1 ). With a value of Z 1 = 100 and a width of one additional groove equal to Bp = 2.5–3 mm, the total length of the saturation zone will be ∑Lн≈ (250–300) / 1.1≈225–270 mm, in the zones of passage of the magnetic flux of excitation the calculated value of induction will be
Figure 00000011
which is the usual calculated value of induction in the tooth.

Таким образом, для потока возбуждения магнитопровод спинки сердечника статора не насыщен, в то время как для магнитного потока реакции якоря очень сильно насыщен, тем самым магнитопровод ограничивает значение потока реакции якоря до приемлемого уровня. В магнитном отношении все пазы обмотки якоря становятся в идентичном положении, что не создает сколь-нибудь значительной концентрации магнитодвижущей силы реакции якоря на отдельных участках сердечника якоря, как это возникает при сосредоточенных немагнитных вставках, провоцирующих возникновение продольной составляющей реакции якоря, отрицательно влияющей на работу машины постоянного тока.Thus, the magnetic circuit of the back of the stator core is not saturated for the excitation flux, while the armature reaction is very saturated for the magnetic flux of the reaction, thereby the magnetic circuit limits the value of the armature reaction flux to an acceptable level. Magnetically, all the grooves of the armature winding become in an identical position, which does not create any significant concentration of the magnetomotive force of the armature reaction in individual sections of the armature core, as occurs with concentrated non-magnetic inserts that provoke the appearance of a longitudinal component of the armature reaction, which negatively affects the operation of the machine direct current.

Преимущество предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом:The advantage of the invention in comparison with the prototype:

- значение воздушного зазора изменяется в соответствии с законом изменения индукции магнитного потока на ширине каждого магнитного полюсного деления, обеспечивающего индуцирование в обмотке якоря однополярных импульсов однонаправленной ЭДС синусоидального типа с амплитудой затухания практически до нулевого значения на ширине каждого полюсного деления по закону экспоненты, исключающего появление обратной составляющей ЭДС однополярного импульса;- the value of the air gap changes in accordance with the law of variation of the magnetic flux induction across the width of each magnetic pole division, which ensures induction of unipolar pulses of a unidirectional EMF of a sinusoidal type with attenuation amplitude practically to zero on the width of each pole division according to the law of the exponent, which excludes the appearance of the inverse EMF component of a unipolar pulse;

- сдвиг соседних профилирующих пакетов выполняется со сдвигом на электрический угол одного импульса, равным частному от деления ширины полюсного деления на число кольцевых немагнитных промежутков индуктора, обеспечивающих идентичность значений ЭДС обмотки якоря в каждом пазу;- the shift of adjacent profiling packets is performed with a shift by the electric angle of one pulse equal to the quotient of dividing the width of the pole division by the number of ring non-magnetic gaps of the inductor, ensuring the identity of the EMF values of the armature winding in each groove;

- выполнение продольных немагнитных вставок в виде насыщающихся магнитных участков позволяет улучшить массогабаритные характеристики МПТ и повысить ее надежность.- the implementation of longitudinal non-magnetic inserts in the form of saturable magnetic sections can improve the overall dimensions of the MPT and increase its reliability.

Claims (1)

Машина постоянного тока, содержащая статор с сердечником якоря, с пакетами шихтованной стали с пазами по его расточке, разделенными кольцевыми немагнитными промежутками, с продольными немагнитными вставками и обмоткой якоря кольцевого типа с активной и лобовыми частями, с внешним магнитопроводом и обмоткой индуктора, ротор с магнитопроводом индуктора из кольцевых профилированных пакетов с одноименно полюсными делениями, с взаимным сдвигом соседних пакетов, разделенных между собой кольцевыми немагнитными промежутками, соотносящимися с пакетами сердечника якоря, с воздушным зазором с периодически переменным значением на ширине каждого полюсного деления, обеспечивающим индуцирование в обмотке якоря однополярных импульсов однонаправленной ЭДС на каждом полюсном делении, отличающаяся тем, что значение воздушного зазора изменяется в соответствие с законом изменения индукции магнитного потока на ширине каждого полюсного деления, обеспечивающей индуцирование в обмотке якоря однополярных импульсов однонаправленной ЭДС синусоидального типа с амплитудой затухающей практически до нулевого значения на ширине каждого полюсного деления по закону экспоненты, на внешнем диаметре внешнего магнитопровода выполнены другие пазы с дополнительными прорезями на длине сердечника якоря, с размещенными в них лобовыми частями обмотки якоря, соотносящимися с пазами на расточке якоря, снабженными другими прорезями по дну этих пазов, продольные немагнитные вставки выполняются в виде насыщающихся магнитных участков, образованных дополнительными прорезями внешнего магнитопровода и другими прорезями по дну пазов расточки якоря, сдвиг соседних профилированных пакетов выполняется на электрический угол одного импульса, равный частному от деления от ширины полюсного деления на число кольцевых промежутков между соседними профильными пакетами на длине индуктора.A DC machine containing a stator with an anchor core, with packaged steel bundles with grooves in its bore, separated by annular non-magnetic gaps, with longitudinal non-magnetic inserts and windings of an annular armature with active and frontal parts, with an external magnetic circuit and inductor winding, a rotor with a magnetic circuit inductor from annular profiled packets with the same pole divisions, with a mutual shift of adjacent packets separated by annular non-magnetic gaps corresponding to with packages of the core of the armature, with an air gap with a periodically variable value on the width of each pole division, providing induction in the armature winding of unipolar pulses of unidirectional EMF on each pole division, characterized in that the value of the air gap changes in accordance with the law of variation of the magnetic flux induction over the width each pole division, providing induction in the armature winding of unipolar pulses of unidirectional EMF of a sinusoidal type with an amplitude of damping practically to zero on the width of each pole division according to the law of the exponent, other grooves are made on the outer diameter of the external magnetic circuit with additional slots along the length of the armature core, with the frontal parts of the armature winding placed in them, corresponding to the grooves on the armature boring, equipped with other slots along the bottom of these grooves, longitudinal non-magnetic inserts are made in the form of saturable magnetic sections formed by additional slots of the external magnetic circuit and other slots along the bottom of the grooves anchor points, the shift of adjacent profiled packets is performed by the electric angle of one pulse equal to the quotient of the division from the width of the pole division by the number of annular gaps between adjacent profile packets along the length of the inductor.
RU2017132564A 2017-09-18 2017-09-18 Dc electric machine RU2666970C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017132564A RU2666970C1 (en) 2017-09-18 2017-09-18 Dc electric machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017132564A RU2666970C1 (en) 2017-09-18 2017-09-18 Dc electric machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2666970C1 true RU2666970C1 (en) 2018-09-18

Family

ID=63580401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017132564A RU2666970C1 (en) 2017-09-18 2017-09-18 Dc electric machine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2666970C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3535604A (en) * 1968-06-14 1970-10-20 Superior Electric Co Electric stepping motor
DE4209568A1 (en) * 1990-09-26 1993-09-30 James J Connell Inductor alternators
RU44431U1 (en) * 2004-10-25 2005-03-10 Гришко Александр Павлович GENERATOR
RU2407135C2 (en) * 2009-01-19 2010-12-20 Владимир Михайлович Чернухин Contactless reducer electromagnetic machine
RU2524166C1 (en) * 2013-04-10 2014-07-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" Inductor machine
RU2565384C2 (en) * 2013-03-12 2015-10-20 Виталий Арсеньевич Обухов Dc electric machine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3535604A (en) * 1968-06-14 1970-10-20 Superior Electric Co Electric stepping motor
DE4209568A1 (en) * 1990-09-26 1993-09-30 James J Connell Inductor alternators
RU44431U1 (en) * 2004-10-25 2005-03-10 Гришко Александр Павлович GENERATOR
RU2407135C2 (en) * 2009-01-19 2010-12-20 Владимир Михайлович Чернухин Contactless reducer electromagnetic machine
RU2565384C2 (en) * 2013-03-12 2015-10-20 Виталий Арсеньевич Обухов Dc electric machine
RU2524166C1 (en) * 2013-04-10 2014-07-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" Inductor machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5449892B2 (en) Permanent magnet excitation type radial magnetic bearing and magnetic bearing device including the radial magnetic bearing
US9479017B2 (en) Deep V-magnet cavity structure rotor
KR101781382B1 (en) Design improvements for flux switching machines
US8729762B2 (en) Permanent magnet synchronous machine, and pressing or extrusion machine including permanent magnet synchronous machine
US20060028082A1 (en) Interior permanent magnet electric rotating machine
CN111602318B (en) Rotor for axial flux motor, radial flux motor and transverse flux motor
US10693331B2 (en) Synchronous machine with magnetic rotating field reduction and flux concentration
CN115298952A (en) Electric motor
US10122230B2 (en) Permanent-field armature with guided magnetic field
US20150155761A1 (en) Electronically Commutated Electromagnetic Apparatus
RU2666970C1 (en) Dc electric machine
KR101439072B1 (en) Brushless dc motor, and method for controlling same
RU2565384C2 (en) Dc electric machine
Yang et al. Research on the no-load rotor eddy loss of a high-speed pulsed alternator
JP2008067561A (en) Permanent-magnet electromotor
US6538349B1 (en) Linear reciprocating flux reversal permanent magnetic machine
US3445691A (en) Axial air gap dynamoelectric machine with cooling
Tekgun Acoustic noise and vibration reduction on switched reluctance machines through hole placement in stator/rotor laminations
JP5175699B2 (en) Rotating electric machine
RU2730246C1 (en) Direct-current electric machine
JP2019083604A (en) Rotor of synchronous motor
RU2019100791A (en) DC ELECTRIC MACHINE
JP2014030293A (en) Rotor of rotary electric machine
JP5544538B2 (en) Embedded cylindrical linear motor
Labbe et al. Innovative permanent-magnet starter motors for automotive micro-hybrid applications

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200919

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20220304