SU1561164A2 - Contactless dc electrical machine - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электрическим машинам. Целью изобретени   вл етс  повышение точности при работе тахогенератором и равномерности вращени  при работе электродвигателем. Секции  корной обмотки расположены таким образом, чтобы дл  любых точек, лежащих на средних лини х всех лобовых участков секций данной фазы в пределах угла ±ϕ/PM, где P - число пар полюсовThis invention relates to electric machines. The aim of the invention is to improve the accuracy of the tachogenerator and the uniformity of rotation when operating an electric motor. The sections of the root winding are located so that for any points lying on the middle lines of all frontal sections of sections of a given phase within an angle ± ϕ / PM, where P is the number of pole pairs

M - число фаз, от секций и сдвинутых на полюсное деление друг относительно друга, суммы рассто ний этих точек от оси вращени  машины и от любой плоскости, проход щей через активные участки проводников обмотки перпендикул рно этой оси,  вл лись величинами посто нными. 4 ил.M is the number of phases from sections and pole divisions relative to each other, the sum of the distances of these points from the axis of rotation of the machine and from any plane passing through the active sections of the winding conductors perpendicular to this axis were constant values. 4 il.

Description

Изобретение относитс  к электрическим машинам и может быть использовано при создании бесконтактных реверсивных тахогенераторов с малой величиной пульсаций выходного напр жени  или управл емых бесконтактных двигателей с высокой равномерностью частоты вращени .The invention relates to electric machines and can be used to create non-contact reversible tachogenerators with a small amount of output voltage ripples or controlled non-contact motors with high uniformity of rotation frequency.

Цель изобретени  - повышение точности при работе тахогенератором и равномерности вращени  при работе электродвигателем.The purpose of the invention is to improve the accuracy during operation of the tachogenerator and the uniformity of rotation when operating with an electric motor.

На фиг.1 представлен пример конструкции бесконтактной электрической машины посто нного тока с трапецеидальной формой ЭДС в фазах, используемой в качестве тахогенератора; на фиг.2а,б,в - соответственно развертка цилиндрической изол ционной гильзы сFigure 1 shows an example of the design of a contactless DC electric machine with a trapezoidal form of emf in phases, used as a tachogenerator; 2a, b, c are respectively a scan of a cylindrical insulating sleeve with

петлевой обмоткой ср 2ит-4 (р - число пар полюсов, и - число фаз), проекции лобовых участков одной фазы обмотки с одной (фиг.2б) и другой (фиг,2в) стороны каркаса на плоскость Х-Х, проход щую через активные части проводников; на фиг.З - аналогична  развертка дл  волновой обмотки; на фиг,4 - пример другой формы лобовых участков обмотки с р 2 и m 4.loop winding cf 2it-4 (p is the number of pairs of poles, and is the number of phases), the projections of the frontal sections of one phase of the winding with one (fig.2b) and the other (fig, 2b) side of the frame on the xx plane passing through active parts of conductors; in FIG. 3 a similar scan for a wave winding; FIG. 4 is an example of another form of frontal winding sections with p 2 and m 4.

Бесконтактна  электрическа  машина содержит магнитоэлектрический индуктор 1 и беззубцовый  корь 2, Индуктор состоит из посто нных магнитов 3 в виде призм, намагниченных в тангенциальном направлении и расположенных между магнитом гкими полюсами 4. Полюса и магниты скреплены между собойThe contactless electric machine contains a magnetoelectric inductor 1 and implant-free measles 2. The inductor consists of permanent magnets 3 in the form of prisms magnetized in the tangential direction and located between the magnet poles 4. The poles and magnets are fastened together

Q1Q1

с помощью немагнитных шайб 5. Якорь 2 содержит диктованный магнитопровод 6, насаженный на немагнитный каркас 7, в пазах юторого размещены  корна  8 и корректирующие 9 обмотки Лобовые участки оэмотки 8 имеют вылет 1 и наход тс  в зоне действи  торцовых полей рассе ни  индуктора /у . В представленном на фиг.2 примере двухслойна   корна  обмотка 8 содержит четыре фазы (т 4; р 2), размещенные в пазах каркаса 7. Кажда  из фаз содержит четыре секции (секции намотаны двойным проводом,, принадлежащим раз- ным фазам, сдвинутым на 180 эл.град). В пределах межкоммутационного интервала , составл ющего ±1Г/рп от оси каждой секции, лобовые участки их расположены таким образом, что, если на их средних лини х 10 вз ть любые точки , сдвинутые на полюсное деление, то сумма рассто ний этих точек дл  каждой фазы от оси вращени  есть величина посто нна . Например, дл  по- казанной на фиг.2б,в незаштрихованной фазы это R,e + R,, + R4B + R4B + Rusing non-magnetic washers 5. Anchor 2 contains dictated magnetic circuit 6, mounted on non-magnetic frame 7, root 8 and correcting 9 windings are placed in the slots of the winding 8 and have a radius of 1 and are in the zone of action of end fields of the inductor / y. In the example shown in FIG. 2, the double-layer root winding 8 contains four phases (m 4; p 2) placed in the slots of the frame 7. Each of the phases contains four sections (the sections are wound with a double wire belonging to different phases shifted 180 el.grad). Within the intercommutation interval of ± 1Г / рп from the axis of each section, their frontal areas are located in such a way that, if on their middle lines 10 take any points shifted by pole division, then the sum of the distances of these points for each the phase from the axis of rotation is a constant value. For example, for the one shown in fig. 2b, in the unshaded phase, this is R, e + R ,, + R4B + R4B + R

MHMH

33

+ RiH + R-)H + R(.H const. Аналогично сумма рассто ний этих точек от плоскости Х-Х, проход щей через активные , участки пр сводников перпендикул рно оси враще -и  также есть величина посто нна . Дл  той же фазы на фиг,2а это a j + г + а (. b 4 + b 4 + Ь-} + Ъ$ const.+ RiH + R-) H + R (.H const. Similarly, the sum of the distances of these points from the X-X plane passing through the active, right-angled spring sections perpendicular to the axis of rotation is also constant. For the same phase fig 2a is aj + r + a (. b 4 + b 4 + b-} + b $ const.

На фиг.З представтен аналогичный пример дл  случа  волновой обмотки (проекции на плоскость Х-Х не показаны , так как они аналогичны фиг.26,в),Fig. 3 presents a similar example for the case of a wave winding (the projections on the XX plane are not shown, since they are similar to Fig.26, c),

В приведенных примерах формирова- ние лобовьх участков обмотки идет за счет некоторого увеличени  аксиального размера каркаса. Возможен другой случай, когда при узком и более глубоком пазе формирование лобовых участков происходит за счет некоторого увеличени  радиального размера, при этом осевой размер минимален (фиг.4).In the examples given, the formation of the frontal sections of the winding is due to a slight increase in the axial size of the frame. Another case is possible when, with a narrow and deeper groove, the formation of frontal sections occurs due to a slight increase in the radial size, while the axial size is minimal (Fig. 4).

Дл  придани  секци м указанной формы и положени  в пространстве они предварительно формуютс , а на кар- 1 касе 7 имеютс  углублени  и выступы, позвол ющие расположить лобовые участки указанным образом. После укладки секций лобовые участки закрепл ют вTo give the sections a specified shape and position in space, they are preformed, and on the cage 7 there are recesses and protrusions that allow the frontal areas to be arranged in this way. After the sections are laid, the frontal areas are fixed in

5five

заданном положении с помощью бандажаpreset position with a bandage

и пропитывают компаундом.and impregnated with compound.

В режиме тахогенератора при вращении индуктора в фазах  корной обмоткиIn the tachogenerator mode when the inductor rotates in the core winding phases

JQ j$ 20 25JQ j $ 20 25

3535

, 0  , 0

. .

5555

8 наводитс  ЭДС несинусоидальной формы (близка  к трапеции). Полупроводниковый коммутатор по сигналам с датчика положени  ротора подключает к выходу ту фазу, ЭДС которой в данный момент максимальна, образу  пульсирующую знакопосто нную ЭДС. Последовательно с фазами  корной обмотки включены фазы корректирующих обмоток 9, ЭДС которых складываетс  с основной ЭДС  корной обмотки. Число витков и полюсность корректирующих обмоток выбраны таким образом, чтобы результирующа  ЭДС имела минимальные пульсации в пределах межкоммутационного интервала.8 induces a non-sinusoidal emf (close to the trapezoid). According to the signals from the rotor position sensor, the semiconductor switch connects to the output that phase, the EMF of which is currently maximal, forming a pulsating sign-constant EMF. In series with the phases of the core winding, the phases of the correction windings 9 are included, the emf of which is added to the main emf of the core winding. The number of turns and the polarity of the corrective windings are chosen in such a way that the resulting EMF has minimal pulsations within the inter-switching interval.

При вращении индуктора в лобовых участках обмотки наводитс  ЭДС от радиальной и аксиальной составл ющих торцовых потоков рассе ни . При этом форма ЭДС, наведенной в каждом лобовом участке отдельно от каждой составл ющей в значительной степени повтор ет форму проекции лобового участка на расточку и на плоскость, перпендикул рную оси машины.When the inductor rotates in the frontal sections of the winding, an emf from the radial and axial components of the end currents of the scattering is induced. At the same time, the shape of the EMF induced in each frontal section separately from each component largely repeats the shape of the projection of the frontal section onto the bore and onto the plane perpendicular to the axis of the machine.

При посто нстве сумм рассто ний любых сдвинутых на полюсное деление точек, вз тых на средних лини х всех лобовых участков данной фазы в пре (ГAt a constant sum of the distances of any points shifted by the pole division, taken on the middle lines of all frontal sections of this phase in pre (D

делах угла +- от оси вращени  и от pincases of angle + - from the axis of rotation and from pin

произвольной плоскости, проход щей через активные участки проводников перпендикул рно оси вращени , суммарные ЭДС, наведенные во всех лобовых участках данной фазы от радиальной и аксиальной составл ющих потоков рассе ни ,  вл ютс  величинами посто нными . Поэтому лобовые участки практически не внос т искажений в форму результирующей ЭДС. Это позвол ет в 2-3 раза снизить величину пульсаций выпр мленного напр жени  тахогенератора по сравнению с образцами, в которых секции обмотки уложены традиционным способом.An arbitrary plane passing through the active sections of the conductors perpendicular to the axis of rotation, the total emf induced in all the frontal sections of this phase from the radial and axial components of the scattering fluxes are constant values. Therefore, the frontal areas practically do not introduce distortions in the form of the resulting EMF. This makes it possible to reduce by 2-3 times the magnitude of the pulsations of the rectified voltage of the tachogenerator compared with samples in which the winding sections are laid in the traditional way.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Бесконтактна  электрическа  машина посто нного тока по авт.св. В 1274081, отличающа с  тем, что, с целью повышени  точности при работе тахогенератором и равномерности вращени  при работе электродвигателем, секции  корной обмотки расположены так, что дл  любых точе к, лежащих наContactless DC electric machine according to auth.St. In 1274081, characterized in that, in order to increase the accuracy of the tachogenerator and the uniformity of rotation when the electric motor is operated, the core winding sections are arranged so that for any points lying on 5156116451561164 средних лини х всех лобовых участков ций и сдвинутых на полюсное делениеmiddle lines of all frontal sections and shifted by pole division друг относительно друга, СУММЫ рлг- сто ннй их от оси вращени  машины иrelative to each other, the sum of each of them from the axis of rotation of the machine and секций данной фазы в пределах углаsections of this phase within an angle 4 -four - oiii ГДе Р число паР полюсов, т - число фаз, отсчитанного от осей сек- 6oiii ГДе Р number of pairs of poles, t is the number of phases, counted from the axes of the sec- 6 фл .fl. -8-eight от плоскости, проход щей через актив ные участки проводников перпендикуЛЯРНО ЭТОЙ ОСИ, ВЫПОЛНеНЫ ПОСТОЯННЫМfrom the plane passing through the active sections of the conductors perpendicular to this axle, are made constant от плоскости, проход щей через активные участки проводников перпендикуЛЯРНО ЭТОЙ ОСИ, ВЫПОЛНеНЫ ПОСТОЯННЫМИfrom the plane passing through the active sections of the conductors perpendicular to this axis, are made constant Фиг. fFIG. f  аbut Фиг.ЗFig.Z ФиеАPhieA