RU2820845C1 - Статор электрической машины постоянного тока с постоянными магнитами - Google Patents
Статор электрической машины постоянного тока с постоянными магнитами Download PDFInfo
- Publication number
- RU2820845C1 RU2820845C1 RU2023130617A RU2023130617A RU2820845C1 RU 2820845 C1 RU2820845 C1 RU 2820845C1 RU 2023130617 A RU2023130617 A RU 2023130617A RU 2023130617 A RU2023130617 A RU 2023130617A RU 2820845 C1 RU2820845 C1 RU 2820845C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pole
- stator
- permanent magnets
- conductors
- magnetic
- Prior art date
Links
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 29
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract 8
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 3
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 3
- 230000008719 thickening Effects 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 15
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области электротехники. Технический результат – повышение мощности и улучшение электромеханических характеристик машины. Статор электрической машины постоянного тока с постоянными магнитами содержит немагнитный корпус, полюсные сердечники, основанием прикрепленные к немагнитному корпусу статора, плоские постоянные магниты, установленные на боковых поверхностях полюсных сердечников, внешнее магнитомягкое ярмо, замыкающее разноименные поверхности постоянных магнитов близлежащих полюсов. Особенностью изобретения является выполнение полюсного сердечника в виде прямой трапецеидальной призмы. На боковых гранях призмы, проходящих через боковые стороны трапецеидального основания и прилегающих к постоянным магнитам, параллельно оси статора выполнены пазы, в которых размещена обмотка возбуждения, распределенная по пазам не равномерно, так что обеспечивается сгущение проводников на сбегающем крае полюса и разрежение проводников на набегающем крае полюса в случае применения статора в двигателе, или разрежение проводников на сбегающем крае полюса и сгущение проводников на набегающем крае полюса в случае применения статора в генераторе. 2 ил.
Description
Изобретение относится к электрическим машинам, в частности к электрическим двигателям и генераторам постоянного тока с постоянными магнитами, и может быть использовано в электроприводах промышленных роботов, манипуляторов, а также в электрических машинах двойного назначения: стартер-генератор.
Известен электродвигатель постоянного тока с цилиндрическим воздушным зазором и возбуждением от постоянных магнитов [Патент Франции №2511209, кл. НО2К 23/42, опубликован в 1983 г.], содержащий шихтованный пакет статора с прорезями, выполненными по замкнутому многоугольному контуру, и постоянные магниты в виде пластин, установленных в прорезях. Многоугольный контур проходит непосредственно от одного из концов используемой части полюсов, таким образом каждая пара магнитов образует полюс определенной полярности.
Недостатком такой конструкции является малая величина рабочего магнитного потока из-за неполного использования объема статора, из-за наличия воздушных зазоров между стенками прорезей статора и рабочими поверхностями магнитов.
Известен электродвигатель с постоянными магнитами [Патент США №4383192, кл. НО2К 21/28, опубликован в 1983 г.], содержащий две торцевые крышки, группу ферромагнитных внутренних полюсных деталей, прикрепленных концами к торцевым крышкам. Плоские постоянные магниты содержат внутренние полюсы, которые расположены во внутренних поверхностях, прикрепленных к плоским наружным поверхностям внутренних полюсных деталей. Постоянные магниты содержат также наружные полюсы, которые расположены в наружных поверхностях, представляющих собой грани прямоугольной призмы. Группа ферромагнитных наружных деталей содержит внутренние плоские поверхности, прикрепленные к наружным плоским поверхностям постоянных магнитов. Каждая из наружных полюсных деталей связана с одной плоской наружной поверхностью каждого из двух соседних магнитов, образуя замкнутую ферромагнитную цепь.
Недостатками такой конструкции являются ее сложность из-за наличия большого количества элементов магнитной системы и их закрепления, низкие выходные характеристики электродвигателя из-за значительных потоков рассеяния и малого магнитного потока.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является статор электрической машины постоянного тока [А.с. СССР №1711293, кл. НО2К 1/18, 23/04, опубликовано в 1992 г.], содержащий немагнитный корпус, полюсные сердечники, выполненные в виде усеченных пирамид и прикрепленные верхним основанием к немагнитному корпусу с помощью винтов. К одному полюсному сердечнику прилегают четыре плоских трапецеидальных магнита. Магнитомягкие ярма выполнены в виде скоб, замыкающих поверхности разноименной полярности постоянных магнитов близлежащих полюсов.
Недостатком такой конструкции являются недостаточно большое значение рабочего магнитного потока из-за ограниченных размеров постоянных магнитов и размагничивающего действия поля якоря.
Цель изобретения - повышение мощности путем увеличения магнитного потока и улучшение электромеханических характеристик машины.
Поставленная цель достигается тем, что в известном статоре электрической машины постоянного тока с постоянными магнитами, содержащем немагнитный корпус, полюсные сердечники, верхним основанием прикрепленные к немагнитному корпусу статора, плоские постоянные магниты, установленные на боковых поверхностях полюсных сердечников, внешнее магнитомягкое ярмо, замыкающее разноименные поверхности постоянных магнитов близлежащих полюсов, полюсный сердечник выполнен в виде прямой трапецеидальной призмы, на боковых гранях призмы, проходящих через боковые стороны трапецеидального основания и прилегающих к постоянным магнитам, параллельно оси статора выполнены пазы, в которых размещена распределенная обмотка возбуждения.
На фиг. 1 изображен общий вид статора электрической машины постоянного тока с постоянными магнитами в разрезе.
На фиг. 2 изображен разрез А-А статора на фиг. 1 с изображением схемы укладки обмотки возбуждения в пазы полюсного сердечника.
Статор электрической машины с постоянными магнитами содержит немагнитный корпус 1, полюсные сердечники 2, постоянные магниты 5, магнитомягкое ярмо 6.
Полюсные сердечники 2 выполнены в виде прямых трапецеидальных призм, меньшей боковой гранью они прикреплены с помощью винтов 4 к немагнитному корпусу 1. К одному полюсному сердечнику прилегают одноименной полярностью два плоских прямоугольных постоянных магнита 5. Ось намагниченности постоянных магнитов 5 перпендикулярна плоскости прилегания магнита к полюсному сердечнику 2. Со стороны боковых граней полюсного сердечника, к которым прилегают постоянные магниты 5 и которые образуют двухгранные углы с плоскостью крепления полюсного сердечника, в полюсном сердечнике выполнены полузакрытые, например круглые, пазы 3. На каждой боковой грани выполняют равное и четное число пазов. Пазы 3 выполнены так, что их оси параллельны оси статора. В пазы одной боковой грани полюсного сердечника укладывают половину витков катушки возбуждения одного полюса. Витки обмотки возбуждения 7 укладывают в пазы 3 каждой боковой грани полюсного сердечника по схеме простой петлевой обмотки. Магнитодвижущая сила катушки возбуждения каждой боковой грани направлена согласно с магнитодвижущей силой постоянного магнита, прилегающего к этой грани. Ярма 6 выполнены в виде скоб из магнитомягкого материала и замыкают поверхности разноименной полярности постоянных магнитов 5 близлежащих полюсов, образуя замкнутую магнитную цепь статора.
В заявляемом статоре электрической машины постоянного тока с постоянными магнитами увеличение магнитного потока достигается за счет того, что на полюсном сердечнике, помимо двух прямоугольных постоянных магнитов, размещена распределенная обмотка возбуждения, создающая магнитный поток возбуждения, согласованный с магнитным потоком постоянных магнитов. Увеличение магнитного потока статора повышает электромагнитный момент и, соответственно, увеличивает мощность машины.
В результате того, что в пазы двух боковых граней одного полюсного сердечника уложены две распределенные катушки возбуждения, которые могут иметь разное подключение к обмотке якоря электродвигателя: последовательное, параллельное, независимое, а также согласное или встречное включение катушек возбуждения по отношению к друг другу или по отношению к магнитному потоку прилегающих к соответствующей грани постоянных магнитов - это обеспечивает получение семейства электромеханических характеристик двигателя от жестких до мягких и возможность их регулирования.
Для компенсации размагничивающего действия поперечной составляющей поля якоря обмотку возбуждения включают последовательно с обмоткой якоря и укладывают в пазы сердечника полюса в виде распределенной катушки со сгущением витков под сбегающим краем полюса в режиме двигателя и под набегающим краем полюса в режиме генератора и разрежением витков под набегающим краем полюса в режиме двигателя и под сбегающим краем полюса в режиме генератора. При такой укладке обмотки возбуждения пазы в полюсных сердечниках выполняют разных размеров, чтобы обеспечить сгущение витков обмотки возбуждения пазы выполняют больших размеров по сравнению с пазами, в которые укладывают разреженные витки. Компенсация размагничивающего действия поля якоря обеспечивает постоянство магнитной индукции в воздушном зазоре при изменении нагрузки, что улучшает механическую характеристику двигателя и внешнюю характеристику генератора. Кроме того, улучшается процесс коммутации за счет полной компенсации реакции якоря и повышается перегрузочная способность электродвигателя.
При использовании предлагаемого статора в электрической машине двойного назначения стартер-генератор обмотка возбуждения подключается последовательно с обмоткой якоря, катушки возбуждения полюсов создают магнитные потоки одноименной полярности с прилегающими постоянными магнитами, что увеличивает магнитный поток, соответственно при работе электрической машины в режиме стартера увеличивается пусковой момент. Для перевода стартера в режим генератора переключают обмотку возбуждения, то есть меняют местами начало и конец обмотки возбуждения, магнитный поток полюсов увеличивается за счет суммирования потока постоянных магнитов и потока обмотки возбуждения, что обеспечивает постоянное напряжение на выходе генератора при высоком значении коэффициента полезного действия.
Claims (1)
- Статор электрической машины постоянного тока с постоянными магнитами, содержащий немагнитный корпус, полюсные сердечники, основанием прикрепленные к немагнитному корпусу статора, плоские постоянные магниты, установленные на боковых поверхностях полюсных сердечников, внешнее магнитомягкое ярмо, замыкающее разноименные поверхности постоянных магнитов близлежащих полюсов, отличающийся тем, что полюсный сердечник выполнен в виде прямой трапецеидальной призмы, на боковых гранях призмы, проходящих через боковые стороны трапецеидального основания и прилегающих к постоянным магнитам, параллельно оси статора выполнены пазы, в которых размещена обмотка возбуждения, распределенная по пазам не равномерно, так что обеспечивается сгущение проводников на сбегающем крае полюса и разрежение проводников на набегающем крае полюса в случае применения статора в двигателе, или разрежение проводников на сбегающем крае полюса и сгущение проводников на набегающем крае полюса в случае применения статора в генераторе.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2820845C1 true RU2820845C1 (ru) | 2024-06-11 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4383192A (en) * | 1981-05-21 | 1983-05-10 | Honeywell Inc. | Electromechanical actuator |
FR2511209B1 (fr) * | 1981-08-06 | 1985-08-16 | Cem Comp Electro Mec | Machine electrique a courant continu, a entrefer cylindrique et a excitation permanente |
SU1530105A3 (ru) * | 1982-11-22 | 1989-12-15 | Лукас Индастриз Паблик Лимитед Компани (Фирма) | Вращающа с электрическа машина с посто нными магнитами |
SU1711293A1 (ru) * | 1990-06-19 | 1992-02-07 | Оренбургский политехнический институт | Статор электрической машины посто нного тока с посто нными магнитами |
RU94020051A (ru) * | 1994-05-31 | 1996-04-10 | Московская государственная академия автомобильного и тракторного машиностроения | Двигатель постоянного тока с возбуждением постоянными магнитами |
RU96116757A (ru) * | 1996-08-16 | 1998-11-10 | Оренбургский государственный университет | Статор электрической машины постоянного тока с постоянными магнитами |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4383192A (en) * | 1981-05-21 | 1983-05-10 | Honeywell Inc. | Electromechanical actuator |
FR2511209B1 (fr) * | 1981-08-06 | 1985-08-16 | Cem Comp Electro Mec | Machine electrique a courant continu, a entrefer cylindrique et a excitation permanente |
SU1530105A3 (ru) * | 1982-11-22 | 1989-12-15 | Лукас Индастриз Паблик Лимитед Компани (Фирма) | Вращающа с электрическа машина с посто нными магнитами |
SU1711293A1 (ru) * | 1990-06-19 | 1992-02-07 | Оренбургский политехнический институт | Статор электрической машины посто нного тока с посто нными магнитами |
RU94020051A (ru) * | 1994-05-31 | 1996-04-10 | Московская государственная академия автомобильного и тракторного машиностроения | Двигатель постоянного тока с возбуждением постоянными магнитами |
RU96116757A (ru) * | 1996-08-16 | 1998-11-10 | Оренбургский государственный университет | Статор электрической машины постоянного тока с постоянными магнитами |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108964396B (zh) | 定子分区式交替极混合励磁电机 | |
KR101310529B1 (ko) | 스위치드 릴럭턴스 모터 | |
US5175457A (en) | Linear motor or alternator plunger configuration using variable magnetic properties for center row and outer rows of magnets | |
JP2002218729A (ja) | 永久磁石励磁同期型電動機と非接触電源供給装置を結合したシステム | |
CN103390978A (zh) | 一种双定子盘式混合励磁电机 | |
CN108110978A (zh) | 一种少稀土双边组合励磁定子分区磁通可调式永磁电机 | |
US5886442A (en) | Magnetic attraction driving engine using permanent magnet | |
EP1744437A2 (en) | Self magnetizing motor and stator thereof | |
CN115065212A (zh) | 一种新型定子分区双凸极记忆电机 | |
CN106451855A (zh) | 一种交替极永磁电机 | |
RU2820845C1 (ru) | Статор электрической машины постоянного тока с постоянными магнитами | |
CN110739822A (zh) | 一种并联磁路记忆电机及运行方法 | |
RU2327272C2 (ru) | Модульная торцевая электрическая машина с поперечным магнитным потоком | |
CN115118111A (zh) | 一种新型混合励磁双定子双凸极永磁电机 | |
CN112910130B (zh) | 一种转子磁极调制型可变磁通记忆电机 | |
Shen et al. | Design and analysis of a novel modular six-phase linear permanent-magnet vernier machine | |
JP2519435B2 (ja) | 電動機の着磁方法 | |
RU2169423C1 (ru) | Магнитный генератор | |
RU2507667C2 (ru) | Магнитный генератор | |
US20200119604A1 (en) | Rotary electric machine | |
RU2543512C1 (ru) | Линейный электродвигатель | |
RU2547813C1 (ru) | Вентильно-индукторный двигатель | |
CN105141050B (zh) | 环形轭部电枢绕组高功率密度混合励磁永磁直线发电机 | |
RU2609524C1 (ru) | Многофазный мотор-генератор с магнитным ротором | |
CN105186734B (zh) | 一种单集中绕组低成本高功率密度永磁直线发电机 |