RU2390086C1 - Contactless reductor electric machine with combined excitation - Google Patents
Contactless reductor electric machine with combined excitation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2390086C1 RU2390086C1 RU2009113064/09A RU2009113064A RU2390086C1 RU 2390086 C1 RU2390086 C1 RU 2390086C1 RU 2009113064/09 A RU2009113064/09 A RU 2009113064/09A RU 2009113064 A RU2009113064 A RU 2009113064A RU 2390086 C1 RU2390086 C1 RU 2390086C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stator
- rotor
- packets
- electric machine
- teeth
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности к низкооборотным высокомоментным электрическим двигателям, электроприводам и генераторам, касается конструктивного исполнения бесконтактных электрических машин с электромагнитной редукцией и может быть использовано в системах автоматики, в качестве мотор-колес, мотор-барабанов, стартер-генераторов, электроусилителей руля, электроприводов большой и средней мощности судов, троллейбусов, трамваев, метро, бетоносмесителей, грузоподъемных механизмов, ленточных транспортеров, насосов для перекачки жидкостей, механизмов с высокими моментами на валу и низкими частотами вращения вала, а также, в качестве ветрогенераторов, гидрогенераторов, высокочастотных электрических генераторов и синхронных генераторов преобразователей частоты.The invention relates to electrical engineering, in particular to low-speed high-torque electric motors, electric drives and generators, for the design of non-contact electric machines with electromagnetic reduction and can be used in automation systems, as motor wheels, motor drums, starter generators, electric power steering , electric drives of large and medium power ships, trolleybuses, trams, subways, concrete mixers, hoisting mechanisms, conveyor belts, pumps for pumping liquids, mechanisms with high moments on the shaft and low shaft speeds, as well as wind generators, hydrogenerators, high-frequency electric generators and synchronous generators of frequency converters.
Известна индукторная электрическая машина (патент RU 2009599 С1, МПК 5 H02K 19/06, H02K 19/24, авторы: Жуловян В.В., Новокрещенов О.И., Шаншуров Г.А.), содержащая явнополюсный с числом полюсов Z0 зубчатый статор с многофазной катушечной обмоткой, каждая катушка которой размещена на одном полюсе статора, безобмоточный ферромагнитный зубчатый ротор и преобразователь, к которому подключена обмотка статора, статор и ротор выполнены с четными и не равными друг другу числами зубцов и каждая фаза обмотки выполнена из р встречно включенных катушек, размещенных со сдвигом на двойное полюсное деление 2·τ, где 2·τ=Z0/p, р - число четное.Known induction electric machine (patent RU 2009599 C1, IPC 5 H02K 19/06, H02K 19/24, authors: Zhulovyan V.V., Novokreschenov O.I., Shanshurov G.A.), containing explicitly with the number of poles Z 0 a gear stator with a multiphase coil winding, each coil of which is located on one pole of the stator, a winding winding ferromagnetic gear rotor and a converter, to which the stator winding is connected, the stator and rotor are made with even and unequal number of teeth and each phase of the winding is made of p counter included coils placed with Vig on
Известен синхронный редукторный двигатель (патент RU 2054220 С1, МПК 6 H02K 37/00, H02K 19/06, авторы: Шевченко А.Ф., Калужский Д.Л.), содержащий ротор с Zp зубцами и статор с 4·р полюсами (р=1, 2, 3, …), на внутренней поверхности которых выполнены элементарные зубцы по Zs зубцов на каждом полюсе, причем Zr=4·p·(Zs+K)±р (где К=0, 1, 2, … - целое число), в большие пазы между полюсами уложены катушки однофазной обмотки по одной на каждом полюсе, катушки, расположенные на одноименных полюсах с номерами, различающимися на 4, соединены последовательно “конец” с “началом” и образуют четыре ветви, “конец” первой ветви, образованной 1, 5, …, 1+4·(p-1) катушками, соединен с “началом” третьей ветви, образованной 3, 7, …, 3+4·(p-1) катушками, и точка соединения этих ветвей подключена к первому выводу обмотки, “конец” второй ветви, образованной 2, 6, …, 2+4·(p-1) катушками, соединен с "началом" четвертой ветви, образованной 4, 8, …, 4+4·(р-1) катушками и точка соединения этих ветвей через последовательно включенный конденсатор также подключена к первому выводу, а ко второму выводу подключены два диода таким образом, что с анодом первого из них соединены первая и четвертая ветви, а с катодом второго диода - вторая и третья ветви.Known synchronous geared motor (patent RU 2054220 C1, IPC 6 H02K 37/00, H02K 19/06, authors: Shevchenko AF, Kaluzhsky DL) containing a rotor with Z p teeth and a stator with 4 · p poles (p = 1, 2, 3, ...), on the inner surface of which there are elementary teeth with Z s teeth at each pole, with Z r = 4 · p · (Z s + K) ± p (where K = 0, 1 , 2, ... is an integer), single-phase winding coils are placed in large grooves between the poles, one at each pole, coils located at the same poles with numbers differing by 4 are connected in series from “end” to “beginning” and call four branches, the “end” of the first branch formed by 1, 5, ..., 1 + 4 · (p-1) coils, connected to the “beginning” of the third branch formed by 3, 7, ..., 3 + 4 · (p- 1) by coils, and the connection point of these branches is connected to the first terminal of the winding, the “end” of the second branch formed by 2, 6, ..., 2 + 4 · (p-1) coils is connected to the “beginning” of the fourth branch formed by 4, 8, ..., 4 + 4 · (p-1) coils and the connection point of these branches through a series-connected capacitor is also connected to the first terminal, and two diodes are connected to the second terminal in such a way that with the anode of the first of they are connected, the first and fourth branches, and the cathode of the second diode - the second and third branches.
Недостатком описанных индукторной электрической машины и синхронного редукторного двигателя являются невысокие энергетические показатели. Кроме этого, указанные технические устройства чаще всего выполняют с малыми воздушными зазорами, что затрудняет их изготовление при массовом (серийном) производстве.The disadvantage of the described inductor electric machine and synchronous gear motor are low energy performance. In addition, these technical devices are most often performed with small air gaps, which complicates their manufacture in mass (mass) production.
Известен бесконтактный моментный электродвигатель (патент RU 2285322 С1, МПК H02K 21/00, автор Епифанов O.K.), содержащий магнитомягкий кольцевой пазовый статор с Р явно выраженными зубчатыми полюсами и с сосредоточенной m-фазной обмоткой якоря, выполненной в виде катушек, охватывающих полюса статора, и ротор, выполненный в виде двух соосно расположенных кольцевых зубчатых магнитомягких магнитопроводов ротора, развернутых относительно друг друга на половину своего зубцового деления, между которыми размещен кольцевой слой аксиально намагниченных в одном направлении постоянных магнитов, причем зубчатые полюса статора и зубчатые магнитопроводы ротора обращены друг к другу и разделены воздушным зазором δ, а зубцы на магнитопроводах ротора и на полюсах статора выполнены с равномерными и равными друг другу зубцовыми делениями TZ, ротор снабжен немагнитной втулкой толщиной большей половины толщины bM слоя постоянных магнитов, на которой установлены и закреплены неподвижно относительно друг друга зубчатые магнитопроводы ротора равной друг другу активной осевой длиной Lp и кольцевой слой постоянных магнитов, при этом число m фаз m-фазной обмотки якоря выполнено кратным трем, определяемым как m=2f±1, где f равно 1, 2, 3, а явно выраженные зубчатые полюса на пазовом статоре расположены равномерно, при этом их число определяется как Р=2m·2S, где s равно 0, 1, 2, …, а на каждом зубчатом полюсе статора симметрично относительно его оси размещено нечетное число зубцов ZC толщиной bZC, при этом оси зубцов соседних зубчатых полюсов статора смещены относительно друг друга на величину, пропорциональную отношению ±TZ к m, причем соседние полюса статора разделены шлицом шириной bШ не менее десятикратной величины воздушного зазора, определяемой из соотношения bШ=TZ·[(1±1/m)-bZC/TZ], а число зубцов ZR на каждом из зубчатых магнитопроводов ротора выполнено кратным 2n при n, равном 2, 3, 4, …, определяемым как ZR=P·(ZC±1/m), при этом толщина зубцов bZP каждого из зубчатых магнитопроводов ротора выполнена равной половине его зубцового деления TZ и связана с толщиной зубцов зубчатых полюсов статора bZC соотношением 2/3≤bZC/bZP≤1, а катушки обмотки якоря одной фазы, отстоящие друг от друга на число полюсных делений статора, равное числу m фаз, соединены последовательно-согласно, при этом активная осевая длина LC кольцевого пазового статора с зубчатыми полюсами определяется из соотношения LC=(2LP+bM), причем кольцевые зубчатые магнитопроводы ротора расположены относительно кольцевого пазового статора аксиально симметрично. Недостатком аналога является выполнение числа m фаз m-фазной обмотки якоря только кратным трем, числа явно выраженных зубчатых полюсов статора только четным, числа зубцов на каждом из зубчатых магнитопроводов ротора только кратным 2n при n, равном 2, 3, 4, числа зубцов, размещенных на каждом полюсе статора, только нечетным, толщины зубцов bZP каждого из зубчатых магнитопроводов ротора, равной только половине его зубцового деления TZ, при этом питание m-фазной обмотки якоря осуществляется только от источника напряжения с таким же числом m фаз, что и у обмотки якоря. Это снижает возможные конструктивные исполнения данного технического устройства и возможности его использования.Known non-contact torque motor (patent RU 2285322 C1, IPC H02K 21/00, author Epifanov OK) containing a magnetically soft ring groove stator with P distinct gear poles and with a concentrated m-phase winding of the armature, made in the form of coils covering the stator poles, and the rotor, made in the form of two coaxially arranged ring gear magnetically soft magnetic rotor cores, deployed relative to each other by half of their tooth division, between which an annular layer is axially magnetized in one direction of permanent magnets, with the stator toothed poles and the rotor toothed magnetic circuits facing each other and separated by an air gap δ, and the teeth on the rotor magnetic circuits and at the stator poles are made with uniform and equal to each other gear divisions T Z , the rotor is equipped with a non-magnetic bush larger in thickness half the thickness of the layer b M permanent magnets, which are installed and are fixed relative to one another toothed rotor magnetic circuits equal to each other the active axial length L p and the ring with second permanent magnets, with the number m of phases m-phase armature winding formed multiple of three, defined as m = 2 f ± 1, where f is 1, 2, 3, and explicit toothed poles on grooves stator evenly spaced, with their the number is defined as P = 2m · 2 S , where s is 0, 1, 2, ..., and an odd number of teeth Z C with thickness b ZC is placed symmetrically with respect to its axis on each tooth pole of the stator, while the tooth axes of adjacent tooth teeth of the stator are offset relative to each other by a value proportional to the ratio ± T Z to m, and adjacent poles with the tator are separated by a slot with a width b Ш of at least ten times the air gap, determined from the relation b Ш = T Z · [(1 ± 1 / m) -b ZC / T Z ], and the number of teeth Z R on each of the rotor gear cores is made a multiple of 2 n with n equal to 2, 3, 4, ..., defined as Z R = P · (Z C ± 1 / m), while the thickness of the teeth b ZP of each of the gear magnetic circuits of the rotor is equal to half its gear division T Z and it is associated with the stator pole teeth of gear b ZC thickness ratio 2 / 3≤b ZC / b ZP ≤1, and winding the armature coils of one phase are separated from each other by a number of field GOVERNMENTAL stator divisions equal to the number m of phases are connected in series, in accordance, with the active axial length L C of the annular grooved stator toothed poles is determined by the relation L C = (2L P + b M), wherein the annular toothed yokes rotor arranged relative to the annular grooves the stator is axially symmetrical. The disadvantage of the analogue is that the number of m phases of the m-phase winding of the armature is only a multiple of three, the number of pronounced toothed poles of the stator is only even, the number of teeth on each of the toothed magnetic circuits of the rotor is only a multiple of 2 n with n equal to 2, 3, 4, the number of teeth, placed at each pole of the stator, only odd, the thickness of the teeth b ZP of each of the gear magnetic circuits of the rotor, equal to only half of its gear division T Z , while the m-phase armature winding is supplied only from a voltage source with the same number of m phases that and at the winding of the anchor. This reduces the possible design of this technical device and the possibility of its use.
Известна, принятая за прототип, бесконтактная индукторная вентильная электрическая машина с электромагнитным возбуждением (патент RU 2277284 С2, МПК H02K 19/10, H02K 29/00, авторы: Демьяненко А.В., Жердев И.А., Козаченко В.Ф., Русаков A.M., Остриров В.Н.), содержащая корпус с установленными в нем шихтованными из листов электротехнической стали пакетами статора, число которых кратно двум, с пазами в них для укладки фазных обмоток, фазные обмотки, уложенные в пазы пакетов статора так, что их витки в пазовых частях обмотки параллельны продольной оси машины и один виток охватывает все зубцы пакетов статора, находящиеся против друг друга, обмотку возбуждения с продольной осью, параллельной продольной оси машины, расположенную на статоре между пакетами статора, металлический немагнитный вал с втулкой из магнитомягкого металла на нем, на которой установлены зубчатые пакеты ротора, шихтованные из пластин магнитомягкой стали, число которых равно числу пакетов статора, две крышки с подшипниками, общее число фазных обмоток больше трех и их число кратно трем, причем каждые три фазные обмотки имеют свою независимую нулевую точку и между соседними фазами различных триад имеется угол фазового сдвига, при том, что отношение числа зубцов статора Zст к числу зубцов ротора Zр выражается дробью, в которой число зубцов ротора является простым числом, начиная с пяти (5, 7, 11, 13, 17, …), либо представляет собой произведение простого числа на два, начиная с шести. Недостатком прототипа является выполнение числа пакетов статора только кратным двум, фазных обмоток больше трех и только кратных трем, а числа зубцов ротора являются только простыми числами, начиная с пяти, либо представляют собой произведение простых чисел на два, начиная с шести. Это снижает возможные конструктивные исполнения данного технического устройства и возможности его использования. Кроме того, прототип имеет меньший по сравнению с заявляемым изобретением удельный (отнесенный к массе активных материалов) момент на валу, меньший КПД и большую длину при прочих равных условиях.Known adopted for the prototype, non-contact induction valve electric machine with electromagnetic excitation (patent RU 2277284 C2, IPC H02K 19/10, H02K 29/00, authors: Demyanenko A.V., Zherdev I.A., Kozachenko V.F. , Rusakov AM, Ostrov V.N.), comprising a housing with stator packs buried from sheets of electrical steel installed in it, the number of which is a multiple of two, with grooves in them for laying the phase windings, phase windings laid in the grooves of the stator packets so that their turns in the groove parts of the winding are parallel to the longitudinal axis of the machine and one the current covers all the teeth of the stator packets, which are opposite each other, the field winding with a longitudinal axis parallel to the longitudinal axis of the machine, located on the stator between the stator packets, a metal non-magnetic shaft with a sleeve of soft magnetic metal on it, on which the gear packages of the rotor mounted soft magnetic steel plates, the number of which is equal to the number of stator packets, two covers with bearings, the total number of phase windings is more than three and their number is a multiple of three, and each three phase windings have their own dependence of the zero point and between adjacent phases different triads there is an angle of the phase shift, though the ratio of the number of stator teeth Z item among Z p rotor teeth is expressed by a fraction where the number of rotor teeth is a prime number, ranging from five (5, 7, 11, 13, 17, ...), or is a product of a prime number by two, starting with six. The disadvantage of the prototype is that the number of stator packets is only a multiple of two, phase windings are more than three and only a multiple of three, and the number of teeth of the rotor are only primes starting at five, or are a product of primes by two, starting at six. This reduces the possible design of this technical device and the possibility of its use. In addition, the prototype has a smaller relative to the claimed invention specific (referred to the mass of active materials) torque on the shaft, lower efficiency and greater length, ceteris paribus.
Целью настоящего изобретения является создание новой конструкции бесконтактной редукторной электрической машины с комбинированным возбуждением с большим удельным вращающим моментом на валу при высокой электромагнитной редукции частоты вращения в режиме электрического двигателя и при большой удельной мощности и высокой электромагнитной редукции частоты ЭДС в режиме электрического генератора, обладающей высокой технологичностью выполнения обмоток и высокой надежностью.The aim of the present invention is to provide a new design of a non-contact gear electric machine with combined excitation with a large specific torque on the shaft with high electromagnetic speed reduction in the electric motor mode and with high specific power and high electromagnetic frequency reduction of the EMF in the electric generator mode with high adaptability performance windings and high reliability.
Задачей настоящего изобретения является оптимальный выбор числа зубчатых явно выраженных полюсов каждого пакета статора, числа зубцов каждого пакета статора и числа зубцов каждого пакета ротора при выполнении сосредоточенной на зубчатых явно выраженных полюсах пакетов статора катушечной m-фазной обмотки якоря, кольцеобразной обмотки возбуждения индуктора, расположенной между пакетами статора, и расположенными между магнитопроводами ротора кольцевыми слоями аксиально намагниченных в одном направлении постоянных магнитов бесконтактной редукторной электрической машины с комбинированным возбуждением.The objective of the present invention is the optimal choice of the number of tooth pronounced poles of each stator package, the number of teeth of each stator package and the number of teeth of each rotor package when performing an m-phase coil armature focused on the tooth poles of the stator packages, an annular inductor excitation coil located between stator packs, and annular layers of axially magnetized in one direction permanent contactless magnets axially magnetized in one direction, located between the rotor cores tnoj reducer electric machine with a combined excitation.
Техническим результатом настоящего изобретения является получение высоких эксплуатационных характеристик бесконтактной редукторной электрической машины с комбинированным возбуждением с возможностью глубокого регулирования ее выходными параметрами.The technical result of the present invention is to obtain high performance non-contact gear electric machines with combined excitation with the possibility of deep regulation of its output parameters.
С целью достижения поставленной задачи и технического результата бесконтактная редукторная электрическая машина с комбинированным возбуждением содержит корпус, выполненный из магнитомягкой стали с высокой магнитной проницаемостью и являющийся магнитопроводом статора, четные и нечетные пакеты статора и ротора, шихтованные из изолированных листов электротехнической стали с высокой магнитной проницаемостью, причем число пакетов статора не менее двух, число пакетов ротора равно числу пакетов статора, пакеты статора и ротора обращены друг к другу и разделены воздушным зазором, активная длина крайних пакетов статора и ротора в аксиальном направлении одинакова, при наличии пакетов статора и, соответственно, ротора более двух, активная длина пакетов статора и ротора в аксиальном направлении, находящихся между крайними пакетами, в два раза больше активной длины крайних пакетов, пакеты статора содержат равномерно распределенные по цилиндрической поверхности явно выраженные полюса, на внутренней поверхности которых выполнены элементарные зубцы, число явно выраженных полюсов на каждом пакете статора одинаково, число элементарных зубцов на каждом явно выраженном полюсе пакета статора одинаково, пакеты статора в тангенциальном направлении расположены таким образом, что оси находящихся друг против друга в аксиальном направлении явно выраженных полюсов всех четных и нечетных пакетов статора совпадают, пакеты ротора содержат равномерно распределенные по цилиндрической поверхности зубцы, число которых на каждом пакете ротора одинаково, четные пакеты ротора смещены относительно нечетных пакетов ротора в тангенциальном направлении на половину зубцового деления пакета ротора, пакеты ротора напрессованы на соответствующие втулки, выполненные из магнитомягкой стали с высокой магнитной проницаемостью и являющиеся магнитопроводами ротора, которые, в свою очередь, насажены на немагнитную втулку, установленную на валу, между магнитопроводами ротора расположены кольцевые слои аксиально намагниченных в одном направлении постоянных магнитов, число кольцевых слоев постоянных магнитов на один меньше числа пакетов ротора, на явно выраженных полюсах пакетов статора сосредоточена катушечная m-фазная обмотка якоря, каждая катушка которой в аксиальном направлении охватывает соответствующие (находящиеся друг против друга) явно выраженные полюса четных и нечетных пакетов статора по одному явно выраженному полюсу каждого пакета, между пакетами статора расположена обмотка возбуждения индуктора, выполненная в виде охватывающих ротор кольцеобразных катушек с продольной осью, совпадающей с продольной осью машины, число кольцеобразных катушек обмотки возбуждения индуктора на одну меньше числа пакетов статора и равно числу кольцевых слоев постоянных магнитов, возбуждение индуктора осуществляется комбинированным способом: от постоянных магнитов и при питании обмотки возбуждения постоянным (выпрямленным) электрическим током, ширина коронок зубцов пакетов ротора в угловом измерении определяется выражением bZ2=k·tZ2, а ширина коронок элементарных зубцов, расположенных на явно выраженных полюсах статора, в угловом измерении может определяться выражением bZ1=k·tZ1, а также, выражением bZ1=k·tZ2, при этом tZ1 и tZ2 представляют собой зубцовые деления в угловом измерении явно выраженных полюсов статора и пакетов ротора соответственно, k=0,38÷0,5 является коэффициентом пропорциональности и выбирается в зависимости от формы переменного тока якоря при работе машины в режиме электрического двигателя и от формы переменной ЭДС якоря при работе машины в режиме электрического генератора.In order to achieve the task and technical result, a contactless electric reducer machine with combined excitation contains a housing made of soft magnetic steel with high magnetic permeability and is a stator magnetic circuit, even and odd stator and rotor packets, bursted from insulated sheets of electrical steel with high magnetic permeability, moreover, the number of stator packets is at least two, the number of rotor packets is equal to the number of stator packets, the stator and rotor packets are inverted each other and are separated by an air gap, the active length of the extreme stator and rotor packages in the axial direction is the same, if there are more than two stator packages and, respectively, the rotor packages, the active length of the stator and rotor packages in the axial direction between the extreme packages is twice greater than the active length of the outermost packets, the stator packets contain clearly defined poles uniformly distributed over the cylindrical surface, on the inner surface of which elementary teeth are made, the number of explicitly expressed the number of elementary teeth on each pronounced pole of the stator packet is the same, the stator packets in the tangential direction are located so that the axes of the explicitly opposite poles of all the even and odd stator packets coincide in the axial direction, the rotor packets contain teeth evenly distributed over a cylindrical surface, the number of which is identical on each rotor package; even rotor packets are offset relative to odd rotor packets in in the angular direction by half the tooth division of the rotor package, the rotor packages are pressed onto the corresponding bushings made of soft magnetic steel with high magnetic permeability and which are the magnetic circuits of the rotor, which, in turn, are mounted on a non-magnetic sleeve mounted on the shaft, annular layers are located between the magnetic circuits of the rotor axially magnetized in one direction of permanent magnets, the number of annular layers of permanent magnets is one less than the number of packages of the rotor, on clearly expressed floor In the stator packets, the coil m-phase armature winding is concentrated, each coil of which in the axial direction spans the corresponding (opposite to each other) distinct poles of the even and odd stator packets along one explicit pole of each packet, between the stator packets there is an inductor excitation coil made in the form of ring-shaped coils spanning the rotor with a longitudinal axis coinciding with the longitudinal axis of the machine, the number of ring-shaped coils of the inductor field coil per meter less than the number of stator packets and equal to the number of annular layers of permanent magnets, the inductor is excited in a combined way: from permanent magnets and when the field winding is supplied with direct (rectified) electric current, the width of the crowns of the teeth of the rotor packets in the angular measurement is determined by the expression b Z2 = k · t Z2 and the width of the elementary crowns of teeth disposed on the salient poles of the stator, the angular measurement may be determined by the expression b Z1 = k · t Z1, as well as the expression b Z1 = k · t Z2, wherein t Z1 and t Z2 represents These are tooth divisions in the angular measurement of the pronounced stator poles and rotor packages, respectively, k = 0.38 ÷ 0.5 is a proportionality coefficient and is selected depending on the shape of the alternating current of the armature when the machine is operating in electric motor mode and on the shape of the variable EMF of the armature when the machine is in electric generator mode.
При применении бесконтактной редукторной электрической машины с комбинированным возбуждением в качестве синхронного электрического двигателя питание обмотки якоря осуществляется:When using a non-contact gear electric machine with combined excitation as a synchronous electric motor, the armature winding is powered by:
- от источника трехфазного переменного напряжения,- from a source of three-phase alternating voltage,
- от m-фазного источника переменного напряжения постоянной частоты,- from an m-phase source of alternating voltage of constant frequency,
- от m-фазного источника переменного напряжения регулируемой частоты,- from an m-phase variable voltage source of adjustable frequency,
- от источника постоянного напряжения посредством управляемого инвертора, подающего синусоидальное напряжение на фазы обмотки якоря в зависимости от показаний датчика углового положения ротора для достижения максимального вращающего момента.- from a constant voltage source by means of a controlled inverter supplying a sinusoidal voltage to the phases of the armature winding, depending on the readings of the rotor angular position sensor to achieve maximum torque.
При применении бесконтактной редукторной электрической машины с комбинированным возбуждением в качестве двигателя постоянного тока питание обмотки якоря осуществляется прямоугольными импульсами напряжения от электронного коммутатора по определенному алгоритму в зависимости от показаний датчика углового положения ротора для достижения максимального вращающего момента.When using a non-contact gear electric machine with combined excitation as a direct current motor, the armature winding is supplied with rectangular voltage pulses from the electronic switch according to a certain algorithm depending on the readings of the rotor angular position sensor to achieve maximum torque.
Бесконтактная редукторная электрическая машина с комбинированным возбуждением может также работать в качестве синхронного m-фазного генератора синусоидальной ЭДС и в качестве синхронного m-фазного генератора переменной ЭДС прямоугольной формы без постоянной составляющей.A non-contact reducer electric machine with combined excitation can also work as a synchronous m-phase generator of a sinusoidal EMF and as a synchronous m-phase generator of a variable EMF of rectangular shape without a constant component.
Обмотка возбуждения индуктора бесконтактной редукторной электрической машины с комбинированным возбуждением может подключаться к независимому источнику постоянного (выпрямленного) напряжения непосредственно, а также, может подключаться к выходу диодного m-фазного моста, входные концы которого подключены к выходным концам фаз m-фазной обмотки якоря. При выполнении второго варианта в режиме электрического двигателя при питании обмотки якоря прямоугольными импульсами напряжения от электронного коммутатора по определенному алгоритму в зависимости от показаний датчика углового положения ротора выходные параметры машины будут соответствовать выходным параметрам двигателя постоянного тока со смешанным возбуждением.The excitation winding of the inductor of a non-contact gear electric machine with combined excitation can be connected directly to an independent source of direct (rectified) voltage, and can also be connected to the output of the m-phase bridge diode, the input ends of which are connected to the output ends of the phases of the m-phase armature winding. When the second option is performed in the electric motor mode when the armature winding is supplied with rectangular voltage pulses from the electronic switch according to a certain algorithm, depending on the readings of the rotor angular position sensor, the output parameters of the machine will correspond to the output parameters of the DC motor with mixed excitation.
В настоящем изобретении катушечная m-фазная обмотка якоря и обмотка возбуждения индуктора располагаются на статоре, а ферромагнитный зубчатый ротор выполнен с постоянными магнитами и безобмоточным. Возможны исполнения бесконтактной редукторной электрической машины с комбинированным возбуждением с внешним статором и внутренним ротором, с внутренним статором и внешним ротором.In the present invention, the m-phase coil of the armature and the field coil of the inductor are located on the stator, and the ferromagnetic gear rotor is made with permanent magnets and non-winding. Executions of a non-contact gear electric machine with combined excitation with an external stator and an internal rotor, with an internal stator and an external rotor are possible.
В соответствии с настоящим изобретением для получения наилучших энергетических показателей при максимальном удельном моменте на валу бесконтактной редукторной электрической машины с комбинированным возбуждением число явно выраженных полюсов каждого пакета статора Z1p, число элементарных зубцов на каждом явно выраженном полюсе пакета статора Z1s=1, 2, 3, 4 …, число фаз w-фазной обмотки якоря m=3, 4, 5, 6 …, число явно выраженных полюсов каждого пакета статора в фазе Z1m=1, 2, 3, 4 число зубцов каждого пакета статора Z1 число зубцов каждого пакета ротора Z2 связаны равенствами (1), (2), (3):In accordance with the present invention, in order to obtain the best energy performance at the maximum specific moment on the shaft of a contactless gear electric machine with combined excitation, the number of pronounced poles of each stator package Z 1p , the number of elementary teeth on each pronounced pole of the stator package Z 1s = 1, 2, 3, 4 ..., the number of phases of the w-phase armature winding m = 3, 4, 5, 6 ..., the number of pronounced poles of each stator package in phase Z 1m = 1, 2, 3, 4 the number of teeth of each stator package Z 1 number prongs of each mouth pack ra Z 2 are related by the equations (1), (2), (3):
Катушки m-фазной обмотки якоря в фазе должны быть соединены между собой таким образом (согласно или встречно), чтобы векторы наведенных в них ЭДС, геометрически складываясь, образовывали максимальную суммарную ЭДС фазы якоря бесконтактной редукторной электрической машины с комбинированным возбуждением.The coils of the m-phase armature winding in the phase must be interconnected in such a way (according to or opposite) that the vectors of the induced EMF in them, geometrically folding, form the maximum total EMF of the armature phase of the contactless gear electric machine with combined excitation.
Аксиально намагниченные в одном направлении постоянные магниты в кольцевых слоях прилегают к магнитопроводам ротора и расположены между ними таким образом, чтобы созданный ими постоянный магнитный поток замыкался униполярно через магнитопроводы и пакеты ротора и статора, а также воздушный зазор между ними. При этом зубцы нечетных пакетов ротора намагничены в радиальном направлении как магнитные полюса одной полярности, например, как южные полюса «S», а зубцы четных пакетов ротора намагничены в радиальном направлении как магнитные полюса другой полярности, например, как северные полюса «N».Permanent magnets axially magnetized in one direction in the annular layers lie adjacent to the rotor cores and are located between them so that the constant magnetic flux created by them closes unipolar through the cores and rotor and stator packages, as well as the air gap between them. In this case, the teeth of the odd rotor packets are magnetized in the radial direction as magnetic poles of one polarity, for example, as the South S poles, and the teeth of the even rotor packages are magnetized in the radial direction as magnetic poles of another polarity, for example, as the North N poles.
Кольцеобразные катушки обмотки возбуждения индуктора должны быть подключены к источнику постоянного (выпрямленного) напряжения таким образом, чтобы созданный при протекании по ним постоянного (выпрямленного) электрического тока постоянный магнитный поток замыкался униполярно через магнитопроводы и пакеты ротора и статора, а также воздушный зазор между ними, и совпадал по направлению с постоянным магнитным потоком, созданным постоянными магнитами.The ring-shaped coils of the field coil of the inductor must be connected to a source of constant (rectified) voltage so that the constant magnetic flux created by the flow of a constant (rectified) electric current through them closes unipolar through the magnetic circuits and packages of the rotor and stator, as well as the air gap between them, and coincided in direction with the constant magnetic flux created by the permanent magnets.
Сущность изобретения поясняется чертежами, гдеThe invention is illustrated by drawings, where
на фиг.1 - общий вид бесконтактной редукторной электрической машины с комбинированным возбуждением с внешним статором и внутренним ротором,figure 1 is a General view of a non-contact gear electric machine with combined excitation with an external stator and an internal rotor,
на фиг.2÷11 - примеры реализации изобретения в виде поперечных сечений нечетных и четного пакетов статора и нечетных и четного пакетов активного ротора, схем соединения катушек m-фазных обмоток якоря и включение m-фазных обмоток якоря на источники переменных напряжений с различным числом фаз и в виде векторных диаграмм электрических токов (МДС).figure 2 ÷ 11 - examples of the invention in the form of cross-sections of the odd and even packages of the stator and the odd and even packages of the active rotor, the connection schemes of the coils of the m-phase armature windings and the inclusion of the m-phase armature windings on sources of variable voltage with a different number of phases and in the form of vector diagrams of electric currents (MDC).
На фиг.3 представлена схема соединений катушек 3x-фазной обмотки якоря с подключением на 3x-фазный источник напряжения.Figure 3 presents the connection diagram of the coils of a 3 x -phase armature winding with a connection to a 3 x -phase voltage source.
На фиг.5 представлена схема соединений катушек 4x-фазной обмотки якоря с подключением на 4x-фазный источник напряжения и с подключением двух кольцеобразных катушек обмотки возбуждения индуктора через 4x-фазный диодный мост D1÷D8 к выходным концам обмотки якоря. Направление намотки кольцеобразных катушек обмотки возбуждения индуктора в аксиальном направлении одинаковое, начало н1 первой кольцеобразной катушки соединено с «минусовым» выходом диодного моста, конец к1 первой кольцеобразной катушки соединен с концом к2 второй кольцеобразной катушки, начало н2 второй кольцеобразной катушки соединено с «плюсовым» выходом диодного моста.Figure 5 shows the connection diagram of the coils of the 4 x -phase armature winding with connection to a 4 x -phase voltage source and with the connection of two ring-shaped coils of the field coil of the inductor through the 4 x- phase diode bridge D1 ÷ D8 to the output ends of the armature winding. The direction of winding the ring-shaped coils of the field coil of the inductor in the axial direction is the same, the beginning n1 of the first ring-shaped coil is connected to the "negative" output of the diode bridge, the end k1 of the first ring-shaped coil is connected to the end k2 of the second ring-shaped coil, the beginning of H2 of the second ring-shaped coil is connected to the "plus" output diode bridge.
На фиг.7 представлена схема соединений катушек 5и-фазной обмотки якоря с подключением на 5и-фазный источник напряжения.Figure 7 presents the connection diagram of the coils 5 and the -phase winding of the armature with connection to the 5th and -phase voltage source.
На фиг.9 представлена схема соединений катушек 6и-фазной обмотки якоря с подключением на 6и-фазный источник напряжения.Figure 9 presents the connection diagram of the coils 6 and the -phase winding of the armature with connection to the 6th and -phase voltage source.
На фиг.11 представлена схема соединений катушек 6и-фазной обмотки якоря с подключением на 3х-фазный источник напряжения.Figure 11 presents the connection diagram of the
На фиг.2÷11 представлены примеры реализации изобретения в соответствии с формулами (1), (2), (3). Соответствие фигур чертежей поперечных сечений нечетных и четного пакетов статора и нечетных и четного пакетов ротора и фигур схем соединения катушек m-фазных обмоток якоря поясняется в таблице.Figure 2 ÷ 11 presents examples of the invention in accordance with formulas (1), (2), (3). The correspondence of the figures of the cross-sectional drawings of the odd and even packages of the stator and the odd and even packages of the rotor and the figures of the connection schemes of the coils of the m-phase armature windings is explained in the table.
Буква m в таблице обозначает количество фаз m-фазной обмотки якоря бесконтактной редукторной электрической машины с комбинированным возбуждением, а mист. - количество фаз переменного источника напряжения. Положение нечетных и четного пакетов ротора относительно нечетных и четного пакетов статора на чертеже в двигательном режиме соответствует моменту времени, при котором показано положение векторов электрических токов на соответствующем чертеже схемы соединения катушек m-фазной обмотки якоря бесконтактной редукторной электрической машины с комбинированным возбуждением.The letter m in the table indicates the number of phases of the m-phase winding of the armature of a contactless gear electric machine with combined excitation, and m source. - the number of phases of an alternating voltage source. The position of the odd and even packages of the rotor relative to the odd and even packages of the stator in the drawing in the motor mode corresponds to the point in time at which the position of the electric current vectors is shown in the corresponding drawing of the connection diagram of the coils of the m-phase winding of the armature of a contactless gear electric machine with combined excitation.
Рассмотрим конструкцию бесконтактной редукторной электрической машины с комбинированным возбуждением с внешним статором и внутренним ротором (фиг.1, 2, 4, 6, 8, 10). Перемагничиваемые с высокой частотой нечетные 1 и четный 2 пакеты статора выполнены шихтованными из изолированных листов электротехнической стали с высокой магнитной проницаемостью и закреплены в магнитопроводе 4 статора, выполненного из магнитомягкой стали с высокой магнитной проницаемостью и являющегося корпусом. Пакеты 1 и пакет 2 статора содержат равномерно распределенные по цилиндрической поверхности явно выраженные полюса 13, на внутренней поверхности которых выполнены элементарные зубцы 14. Число явно выраженных полюсов 13 на каждом пакете статора одинаково, число элементарных зубцов 14 на каждом явно выраженном полюсе 13 пакетов статора одинаково. Пакеты 1 и пакет 2 статора в тангенциальном направлении расположены таким образом, что оси их находящихся друг против друга в аксиальном направлении явно выраженных полюсов 13 совпадают. На явно выраженных полюсах 13 пакетов статора размещена катушечная m-фазная обмотка 12 якоря, каждая катушка которой в аксиальном направлении охватывает соответствующие явно выраженные полюса нечетных 1 и четного 2 пакетов статора по одному полюсу каждого пакета. Катушки m-фазной обмотки 12 якоря выполняются из обмоточного медного провода или обмоточной медной шины. Ротор при помощи подшипников 11, вала 5 и подшипниковых щитов 3 позиционирован относительно статора. Вал 5 выполнен немагнитным, например, из немагнитной стали или титана. На валу 5 установлена немагнитная втулка 6, которая может быть выполнена из сплавов алюминия, немагнитной стали или титана. На втулку 6 насажены нечетные 7 и четный 8 магнитопроводы ротора, выполненные из магнитомягкой стали с высокой магнитной проницаемостью, на которых напрессованы соответствующие нечетные 9 и четный 10 пакеты ротора. Нечетные 7 и четный 8 магнитопроводы с нечетными 9 и четным 10 пакетами ротора позиционированы относительно нечетных 1 и четного 2 пакетов статора соответственно. Пакеты 9 и 10 ротора выполнены шихтованными из изолированных листов электротехнической стали с высокой магнитной проницаемостью и содержат равномерно распределенные по цилиндрической поверхности зубцы 15, число которых на каждом пакете ротора одинаково. Четный 10 пакет ротора смещен относительно нечетных 9 пакетов ротора в тангенциальном направлении на половину зубцового деления пакета ротора tZ2. С целью удешевления конструкции пакеты 9 и 10 ротора могут быть выполнены металлообработкой из цельных кусков стали с высокой магнитной проницаемостью заедино с магнитопроводами 7 и 8 ротора соответственно. При выполнении машин с малыми диаметрами немагнитная втулка 6 может не устанавливаться. Между магнитопроводами ротора расположены два кольцевых слоя аксиально намагниченных в одном направлении постоянных магнитов. При выполнении машин со средними и большими диаметрами кольцевые слои аксиально намагниченных в одном направлении постоянных магнитов могут быть выполнены из сегментарных постоянных магнитов, а при выполнении машин с малыми диаметрами - из цельных цилиндрических. Постоянные магниты в слоях расположены таким образом, что к нечетным магнитопроводам они прилегают своими полюсами одной полярности, например, «S», а к четным магнитопроводам - другой полярности, например, «N» (фиг.1). Между нечетными пакетами 1 и четным пакетом 2 статора расположена обмотка возбуждения индуктора, выполненная в виде двух охватывающих ротор кольцеобразных катушек 16 и 77 с продольной осью, совпадающей с продольной осью машины. Кольцеобразные катушки 16 и 17 могут быть выполнены из обмоточного медного провода или обмоточной медной шины и могут быть соединены между собой последовательно или параллельно. Концы обмотки возбуждения индуктора соединяются с источником постоянного (выпрямленного) напряжения.Consider the design of a non-contact gear electric machine with combined excitation with an external stator and an internal rotor (Fig. 1, 2, 4, 6, 8, 10). The odd 1 and even 2 stator packets remagnetized with a high frequency are made of lined from insulated sheets of electrical steel with high magnetic permeability and are fixed in the
Бесконтактная редукторная электрическая машина с комбинированным возбуждением работает в двигательном и генераторном режимах.Non-contact gear electric machine with combined excitation operates in motor and generator modes.
Рассмотрим двигательный режим (фиг.1, 2, 4, 6, 8, 10). На обмотку возбуждения индуктора подают постоянное (выпрямленное) напряжение, по обмотке возбуждения протекает постоянный (выпрямленный) электрический ток, создавая постоянное магнитное поле индуктора с постоянной во времени МДС индуктора и постоянным магнитным потоком индуктора, совпадающим по направлению с постоянным магнитным потоком, созданным постоянными магнитами. Суммарный постоянный магнитный поток индуктора униполярно замыкается через кольцевые слои аксиально намагниченных в одном направлении постоянных магнитов, нечетные 7 и четный 8 магнитопроводы ротора, нечетные 9 и четный 10 пакеты ротора, воздушный зазор между ротором и статором, нечетные 1 и четный 2 пакеты статора и магнитопровод 4 статора. Под действием суммарного постоянного магнитного потока индуктора зубцы 15 нечетных 9 пакетов ротора намагничиваются и образуют полюса одной полярности, например южные полюса «S», а зубцы 15 четного пакета 10 ротора намагничиваются и образуют полюса другой полярности, например северные полюса «N». На фазы m-фазной обмотки 12 якоря подают переменное напряжение, по m-фазной обмотке 12 якоря протекает переменный электрический ток, создающий переменное вращающееся магнитное поле якоря. При этом образуется переменная во времени МДС якоря и переменный во времени магнитный поток якоря. На фиг.3, 5, 7, 9, 11 представлены векторные диаграммы электрических токов 18 для соответствующих m-фазных обмоток 12 якоря, представленных на этих же чертежах. Симметричные m-фазные напряжения, поданные на зажимы m-фазных обмоток 12 якоря, изменяются во времени, и векторы электрических токов 18 поворачиваются в осях координат xy против часовой стрелки. Рассмотрим момент времени, когда электрические токи проецируются на ось ординат. Катушки m-фазной обмотки 12 якоря названы буквой, обозначающей принадлежность к соответствующей фазе, и цифрой, обозначающей номер соответствующих явно выраженных полюсов 13 пакетов 1 и 2 статора. Например, катушка В2 - катушка фазы В, расположенная на вторых явно выраженных полюсах 13 пакетов 1 и 2 статора. На фиг.3, 5, 7, 9, 11 обозначены направления электрических токов в катушках m-фазной обмотки якоря в соответствии с проекцией векторов электрических токов на ось y. При этом элементарные зубцы 14, расположенные на соответствующих явно выраженных полюсах 13 пакетов статора, на которых расположены катушки m-фазной обмотки 12 якоря, образуют южные полюса «S» и северные полюса «N». Вследствие взаимодействия переменного магнитного поля якоря с постоянным магнитным полем индуктора, созданным постоянными магнитами и протекающим по кольцеобразной обмотке возбуждения индуктора постоянным (выпрямленным) электрическим током, к ротору приложен однонаправленный в течение всего времени работы электрического двигателя вращающий момент, т.е. при изменении питающих m-фазных напряжений, поданных на m-фазную обмотку якоря с частотой f (Гц), синхронная частота вращения ротора определяется выражением n=60·f/Z2 (об./мин). Направление вращения ротора на чертежах показано стрелкой с буквой «n». Следует отметить, что при Z1<Z2 направление вращения ротора совпадает с направлением вращения магнитного поля якоря, а при Z1>Z2 направление вращения ротора противоположно направлению вращения магнитного поля якоря.Consider the motor mode (figure 1, 2, 4, 6, 8, 10). A constant (rectified) voltage is supplied to the excitation winding of the inductor, a constant (rectified) electric current flows through the excitation winding, creating a constant magnetic field of the inductor with a time-constant MDF of the inductor and a constant magnetic flux of the inductor, which coincides in direction with the constant magnetic flux created by the permanent magnets . The total constant magnetic flux of the inductor is unipolarly closed through the annular layers of permanent magnets axially magnetized in one direction, the odd 7 and even 8 rotor cores, the odd 9 and even 10 rotor packets, the air gap between the rotor and the stator, the odd 1 and even 2 stator packets and the
Рассмотрим генераторный режим (фиг.1, 2, 4, 6, 8, 10). При вращении ротора сторонним источником момента с частотой вращения n суммарный постоянный магнитный поток индуктора, созданный постоянными магнитами и протекающим по кольцеобразной обмотке возбуждения индуктора постоянным (выпрямленным) электрическим током, пронизывая воздушный зазор и явно выраженные полюса 13 пакетов статора то со стороны ротора, то со стороны статора, создает в явно выраженных полюсах 13 пакетов статора переменный магнитный поток, наводящий в катушках m-фазной обмотки 12 якоря переменную ЭДС. Если внешняя цепь - цепь нагрузки замкнута, то по m-фазной обмотке 12 якоря протекает переменный электрический ток, электрическая мощность отдается потребителю.Consider the generator mode (figure 1, 2, 4, 6, 8, 10). When the rotor rotates with an external source of torque with a rotational speed n, the total constant magnetic flux of the inductor created by the permanent magnets and flowing through the annular excitation coil of the inductor by a constant (rectified) electric current, penetrating the air gap and the
Фазы m-фазной обмотки якоря могут быть соединены в звезду, а также в многоугольник.The phases of the m-phase armature winding can be connected to a star, as well as to a polygon.
При выполнении статора с числом пакетов более двух, кольцеобразные катушки обмотки возбуждения индуктора могут быть соединены между собой последовательно, а также параллельно. При выполнении статора с нечетным числом пакетов, начиная с пяти, кольцеобразные катушки обмотки возбуждения индуктора могут быть соединены между собой смешанно. Изменяя величину постоянного (выпрямленного) электрического тока обмотки возбуждения индуктора можно влиять на выходные параметры бесконтактной редукторной электрической машины с комбинированным возбуждением.When performing a stator with a number of packets of more than two, the ring-shaped coils of the field coil of the inductor can be connected to each other in series and also in parallel. When performing a stator with an odd number of packets, starting with five, the ring-shaped coils of the field coil of the inductor can be interconnected mixed. By changing the value of the direct (rectified) electric current of the field coil of the inductor, it is possible to influence the output parameters of a contactless gear electric machine with combined excitation.
Claims (18)
bZ2=k·tZ2, а ширина коронок элементарных зубцов, расположенных на явно выраженных полюсах статора, в угловом измерении определяется выражением bZ1=k·tZ1, при этом
tZ1 представляет собой зубцовое деление явно выраженных полюсов статора, k=0,38÷0,5 является коэффициентом пропорциональности, число явно выраженных полюсов каждого пакета статора определяется равенством Z1p=m·Z1m, где Z1m=1, 2, 3, 4 … - число явно выраженных полюсов каждого пакета статора в фазе, число зубцов каждого пакета статора определяется равенством Z1=Z1p·Zls, где Zls=1, 2, 3, 4 … - число элементарных зубцов на каждом явно выраженном полюсе пакета статора, число зубцов каждого пакета ротора определяется равенством Z2=Z1±Z1m.1. Non-contact reducer electric machine with combined excitation, containing a stator with a casing of soft magnetic material with stator packs fixed from insulated sheets of electrical steel with high magnetic permeability, a coil m-phase armature winding, an inductor excitation coil located between the stator packs, non-magnetic shaft with a sleeve, rotor packets, the number of which is equal to that of buried from insulated sheets of electrical steel with high magnetic permeability the number of stator packets, characterized in that the stator and rotor packets are divided into even and odd, the number of stator packets is at least two, the active length of the extreme stator and rotor packets in the axial direction is the same, the stator packets contain clearly defined poles uniformly distributed over the cylindrical surface, on the inner surface of which elementary teeth are made, the number of pronounced poles on each stator package is the same, the number of elementary teeth on each pronounced pole of the stator package is the same in, the stator packets in the tangential direction are arranged so that the axes of their clearly opposite poles opposite each other in the axial direction coincide, the odd and even rotor packets are pressed onto the corresponding odd and even rotor magnetic circuits, which are mounted on a non-magnetic sleeve mounted on the shaft, rotor packages contain teeth evenly distributed over a cylindrical surface, the number of which is the same on each rotor package, even rotor packages are offset relative to odd packets a rotor in the tangential direction by half the tooth pitch of the rotor package t Z2, between the rotor magnetic circuits disposed annular layers axially magnetized in one direction of the permanent magnets, the number of ring layers of permanent magnets for one less than the number of rotor packets on salient poles of the stator packets is concentrated reel m-phase armature winding, each coil of which in the axial direction covers the corresponding explicit poles of the even and odd stator packets, one clearly expressed at the pole of each packet, with the number of phases of the coil m-phase armature winding m = 3, 4, 5, 6 ..., the field coil of the inductor made in the form of ring-shaped coils with a longitudinal axis coinciding with the longitudinal axis of the machine, the number of ring-shaped coils of the field coil of the inductor one less than the number of stator packets, the width of the crowns of the teeth of the rotor packets in the angular dimension is determined by the expression
b Z2 = k · t Z2 , and the width of the crowns of elementary teeth located at the pronounced poles of the stator in the angular dimension is determined by the expression b Z1 = k · t Z1 , while
t Z1 is the tooth division of the pronounced stator poles, k = 0.38 ÷ 0.5 is the proportionality coefficient, the number of pronounced poles of each stator packet is determined by the equality Z 1p = m · Z 1m , where Z 1m = 1, 2, 3 , 4 ... is the number of pronounced poles of each stator packet in phase, the number of teeth of each stator packet is determined by the equality Z 1 = Z 1p · Z ls , where Z ls = 1, 2, 3, 4 ... is the number of elementary teeth on each pronounced pole of the stator package, the number of teeth of each rotor package is determined by the equality Z 2 = Z 1 ± Z 1m .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009113064/09A RU2390086C1 (en) | 2009-04-09 | 2009-04-09 | Contactless reductor electric machine with combined excitation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009113064/09A RU2390086C1 (en) | 2009-04-09 | 2009-04-09 | Contactless reductor electric machine with combined excitation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2390086C1 true RU2390086C1 (en) | 2010-05-20 |
Family
ID=42676256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009113064/09A RU2390086C1 (en) | 2009-04-09 | 2009-04-09 | Contactless reductor electric machine with combined excitation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2390086C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2520610C2 (en) * | 2012-06-18 | 2014-06-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар" | Axial inductor electric machine with electromagnet excitation |
| RU2543522C2 (en) * | 2013-07-23 | 2015-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Механотроника" | Mechatronic device |
| RU2680147C1 (en) * | 2018-06-14 | 2019-02-18 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Generator with the shaft rotation changing frequency and combined excitation voltage stabilization method |
| RU191977U1 (en) * | 2018-12-27 | 2019-08-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ростовский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВО РГУПС) | HIGH-TURNING ELECTRIC INDUCTOR TYPE MACHINE |
| RU195975U1 (en) * | 2019-12-16 | 2020-02-12 | Акционерное общество «АВТОВАЗ» | Generator |
-
2009
- 2009-04-09 RU RU2009113064/09A patent/RU2390086C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2520610C2 (en) * | 2012-06-18 | 2014-06-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар" | Axial inductor electric machine with electromagnet excitation |
| RU2543522C2 (en) * | 2013-07-23 | 2015-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Механотроника" | Mechatronic device |
| RU2680147C1 (en) * | 2018-06-14 | 2019-02-18 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Generator with the shaft rotation changing frequency and combined excitation voltage stabilization method |
| RU191977U1 (en) * | 2018-12-27 | 2019-08-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ростовский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВО РГУПС) | HIGH-TURNING ELECTRIC INDUCTOR TYPE MACHINE |
| RU195975U1 (en) * | 2019-12-16 | 2020-02-12 | Акционерное общество «АВТОВАЗ» | Generator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7134180B2 (en) | Method for providing slip energy control in permanent magnet electrical machines | |
| RU2390086C1 (en) | Contactless reductor electric machine with combined excitation | |
| RU2437202C1 (en) | Non-contact magnetoelectric machine with axial excitation | |
| RU2437201C1 (en) | Non-contact electric machine with axial excitation | |
| RU2407135C2 (en) | Contactless reducer electromagnetic machine | |
| RU2356154C1 (en) | Electrical machine with double-pack inductor (versions) | |
| CN106487176B (en) | Rotating electrical machine | |
| RU2302692C1 (en) | Electromechanical converter | |
| Spiessberger et al. | The four-pole planetary motor | |
| RU2437200C1 (en) | Non-contact reduction machine with axial excitation | |
| RU2412519C1 (en) | Reluctance machine | |
| RU2414039C1 (en) | Modular synchronous electric machine | |
| RU2392724C1 (en) | Single-phased electric generator | |
| RU2416858C1 (en) | Electric reduction machine with salient-pole armature | |
| RU2392723C1 (en) | Contactless reductor magnetoelectric machine with pole geared inductor | |
| RU2354032C1 (en) | Contactless electromagnetic machine | |
| RU2414793C1 (en) | Non-contact modular magnetoelectric machine | |
| RU2407134C2 (en) | Contactless reducer electric machine with electromagnet excitation | |
| JP2010516224A (en) | Multi-phase drive or generator machine | |
| RU2478250C1 (en) | Reduction magnetoelectric machine with pole gear-type inductor | |
| RU2477917C1 (en) | Electric reducer machine with polar gear inducer | |
| RU2416860C1 (en) | Non-contact magnetic electric reduction machine with salient-pole armature | |
| RU2437198C1 (en) | Electric reduction machine with axial excitation | |
| RU2382475C1 (en) | Contactless reducer electromagnetic machine with multipack inductor | |
| WO2009051515A1 (en) | Synchronous electrical machine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 14-2010 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120410 |