BG112334A - Electric machine with claw poles - Google Patents

Electric machine with claw poles Download PDF

Info

Publication number
BG112334A
BG112334A BG112334A BG11233416A BG112334A BG 112334 A BG112334 A BG 112334A BG 112334 A BG112334 A BG 112334A BG 11233416 A BG11233416 A BG 11233416A BG 112334 A BG112334 A BG 112334A
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
beak
shaped poles
permanent magnets
shaped
poles
Prior art date
Application number
BG112334A
Other languages
Bulgarian (bg)
Other versions
BG66992B1 (en
Inventor
Енчо Попов
Николов Попов Енчо
Original Assignee
"Алмотт" Оод
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 "Алмотт" Оод filed Critical "Алмотт" Оод
Priority to BG112334A priority Critical patent/BG66992B1/en
Priority to PCT/BG2017/000013 priority patent/WO2018009987A2/en
Publication of BG112334A publication Critical patent/BG112334A/en
Publication of BG66992B1 publication Critical patent/BG66992B1/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/02—Details
    • H02K21/04—Windings on magnets for additional excitation ; Windings and magnets for additional excitation
    • H02K21/042—Windings on magnets for additional excitation ; Windings and magnets for additional excitation with permanent magnets and field winding both rotating
    • H02K21/044—Rotor of the claw pole type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility

Abstract

The machine is intended for use as an alternator and an alternator motor for motor vehicles, electric motors for electric vehicles, servomotors and electric motors for bi-directional speed regulation. It provides synergistic control of the magnetic flux of the current when operating as a generator, the speed of rotation while operating as an electric motor, by regulating the electric current and improving the protection of permanent magnets from heat, increased power and current. Between the adjacent sides of at least two diametrically spaced pairs, adjacent claw poles of the carrier and worn pole configurations are formed geometric spaces in which are the permanent magnets (8, 8 ', 8 ") with the geometrical shape of the cross-section corresponding to the form The ratio of the smaller widths of the claw poles (6, 6 'and 6 ") and (7, 7', 7") to their larger width is not less than 0.5.

Description

(54) ЕЛЕКТРИЧЕСКА МАШИНА С КЛЮНООБРАЗНИ ПОЛЮСИ (57) Машината е предназначена за работа като алтернатор и мотор алтернатор за моторни превозни средства, електродвигатели за електропревозни средства, серводвигатели и електродвигатели за двузонно регулиране на скоростта на въртене. Тя осигурява синергично регулиране на магнитния поток на токоотдаването при работа като генератор, на скоростта на въртене при работа като електромотор, чрез регулиране на електровъзбудилния ток и подобрена защита на постоянните магнити от топлината, повишени мощност и токоотдаване. Между съседните страни на поне две диаметрално разположени двойки, съседни клюнообразни полюси на носещата и носената полюсни конфигурации са оформени геометрични пространства, в които са втикнати постоянните магнити (8, 8', 8) със геометрична форма на напречното им сечение, съответствуваша на формата на геометричните пространства. Отношението на по- малката ширина на клюнообразните полюси (б, 6' и б) и (7, 7', 7) към по-голямата им ширина е не по-малко от 0,5.(54) ELECTRIC MACHINE WITH BEAKED POLES (57) The machine is designed to work as an alternator and motor alternator for motor vehicles, electric motors for electric vehicles, servomotors and electric motors for dual-zone speed control. It provides synergistic regulation of the magnetic flux of the current when working as a generator, the speed of rotation when working as an electric motor, by regulating the excitation current and improved protection of permanent magnets from heat, increased power and current. Between the adjacent sides of at least two diametrically located pairs, adjacent beak-shaped poles of the bearing and worn pole configurations are formed geometric spaces in which the permanent magnets (8, 8 ', 8) are inserted with a geometric shape of their cross section corresponding to the shape of geometric spaces. The ratio of the smaller width of the beak-shaped poles (b, 6 'and b) and (7, 7', 7) to their larger width is not less than 0.5.

претенции. 4 фигури.claims. 4 figures.

ЕЛЕКТРИЧЕСКА МАШИНА С КЛЮНООБРАЗНИ ПОЛЮСИELECTRICAL MACHINE WITH BEAKED POLES

ОБЛАСТ НА ТЕХНИКАТАFIELD OF THE INVENTION

Изобретението се отнася за електрическа машина с клюнообразни полюси с повишена мощност, предназначена за работа като алтернатор и мотор алтернатор за моторни превозни средства, като електродвигател за електропревозни средства, като серводвигател и електродвигател за двузонно регулиране на скоростта на въртене.The invention relates to an electric machine with beak-shaped poles with increased power, designed to work as an alternator and alternator motor for motor vehicles, as an electric motor for electric vehicles, as a servomotor and an electric motor for two-zone speed control.

ПРЕДШЕСТВАЩО СЪСТОЯНИЕ НА ТЕХНИКАТАBACKGROUND OF THE INVENTION

Известна е електрическа машина с ротор с клюнообразни полюси [1], предназначена за работа като алтернатор, включваща вал, лагеруван в преден и заден щитове посредством преден и заден лагери. Върху вала, извън предния щит е монтиран центробежен вентилатор. Между предния и задния щитове е затворен корпус, който обхваща неподвижно статор. По вътрешната повърхност на статора са оформени множество равномерно разположени канали, в които е положена трифазна намотка. Изводите на намотката са свързани с токоизправители, монтирани върху задния щит, които са покрити от капак. Върху вала е закрепен неподвижно роторен модул обхванат подвижно от статора. Роторният модул е съставен от носеща и носена полюсни конфигурации с клюнообразни полюси. Носещата полюсна конфигурация включва носещ магнитопроводим диск с равномерно разположени по периферията му клюнообразни полюси. Носената полюсна конфигурация включва равномерно разположени втори клюнообразни полюси, които са свързани с магнитопроводим пръстен. Вторите клюнообразни полюси са свързани неподвижно чрез съответен немагнитен пръстен с първите клюнообразни полюси. Роторният модул обхваща възбудител, оформен от макара, съставена от външна и вътрешна страница, свързани с цилиндрично тяло, образувайки канал, в който е поместена възбудителна бобина. Външната страница е с форма на диск, свързан към задния щит. Вътрешната страница е с форма на диск с аксиален размер, многократно по-малък от аксиалния размер на външната страница. Цилиндричното тяло, свързващо неподвижно външната и вътрешната станици е с форма на тънкостенна втулка, върху която е навита възбудителната бобина.An electric machine with a rotor with beak-shaped poles [1] is known, designed to work as an alternator, comprising a shaft mounted in front and rear shields by means of front and rear bearings. A centrifugal fan is mounted on the shaft, outside the front shield. Between the front and rear shields is a closed housing, which covers a fixed stator. Numerous evenly spaced channels are formed on the inner surface of the stator, in which a three-phase winding is placed. The winding terminals are connected to rectifiers mounted on the rear shield, which are covered by a cover. A rotor module movably covered by the stator is fixedly mounted on the shaft. The rotor module is composed of bearing and bearing pole configurations with beak-shaped poles. The carrier pole configuration includes a carrier magnetic disk with evenly spaced beak-shaped poles. The worn pole configuration includes evenly spaced second beak-shaped poles that are connected by a magnetically conductive ring. The second beak-shaped poles are fixedly connected by a corresponding non-magnetic ring to the first beak-shaped poles. The rotor module comprises an exciter formed by a spool composed of an outer and an inner side connected to a cylindrical body, forming a channel in which an excitation coil is housed. The outer side is disk-shaped connected to the rear shield. The inner page is in the shape of a disk with an axial size many times smaller than the axial size of the outer page. The cylindrical body, fixedly connecting the outer and inner cells, is in the form of a thin-walled sleeve on which the excitation coil is wound.

Недостатък на известната електрическа машина е ограничената мощност, дължаща се на невъзможността през вътрешността на възбудителните бобини, над известна дължина на статора, да се прекара магнитен поток с по-висока стойност. Така стойността на мощността, която може да се постигне при определен диаметър на електрическата машина е ограничена.A disadvantage of the known electric machine is the limited power due to the impossibility to pass a magnetic flux with a higher value through the inside of the excitation coils, above a certain length of the stator. Thus, the value of power that can be achieved with a certain diameter of the electric machine is limited.

Друг недостатък е, че практически, целият магнитен поток, който преминава през вътрешността на възбудителната бобина, преминава и през още две въздушни междини, освен въздушните междини между ротора и статора, чрез което магнитното съпротивление по пътя на възубдителния магнитен поток е увеличено, което намалява стойността на магнитния поток.Another disadvantage is that practically all the magnetic flux that passes through the inside of the excitation coil passes through two more air gaps, in addition to the air gaps between the rotor and the stator, which increases the magnetic resistance in the path of the excitation magnetic flux. the value of the magnetic flux.

ТЕХНИЧЕСКА СЪЩНОСТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТОSUMMARY OF THE INVENTION

Задача на изобретението е да се създаде електрическа машина с клюнообразни полюси с регулируем магнитен поток, с повишена мощност и с повишено токоотдаване.The object of the invention is to provide an electric machine with beak-shaped poles with adjustable magnetic flux, with increased power and with increased current output.

Тази задача се решава с електрическа машина с клюнообразни полюси, съдържаща вал, лагеруван посредством преден и заден лагери, съответно, в преден и заден щитове. Между предния и задния щитовете е монтиран статор с множество равномерно разположени канали по вътрешната му повърхност, в които е положена фазна намотка с брой на фазите по-голям от две. Статорът обхваща подвижно поне един роторен модул, съставен от носеща и носена полюсни конфигурации с клюнообразни полюси, свързани неподвижно помежду си с немагнитопроводим пръстен. Носещата полюсна конфигурация съдържа стъпална дискова част, набита неподвижно върху вала. По периферията на стъпалната дискова част са разположени равномерно клюнообразни полюси. Клюнообразните полюси на носената полюсна конфигурация са свързани помежду си неподвижно с магнитопроводим пръстен. Полюсните конфигурации с клюнообразни полюси обхващат подвижно възбудител, закрепен неподвижно към един от щитовете. Възбудителят се състои от макара със страници и цилиндрично тялол в която е навита възбудителна бобина. Съгласно изобретението, между съседните страни на поне две двойки, диаметрално разположени съседни клюнообразни полюси на носещата и на носената полюсни конфигурации са оформени геометрични пространства, в които са втикнати постоянни магнити със геометрична форма на напречното им сечение, съответствуваща на формата на геометричните пространства, оформени между съседните клюнообразни полюси. Отношението на по-малката ширина на клюнообразните полюси към по-голямата им ширина е не по-малко от 0,5.This task is solved by an electric machine with beak-shaped poles, containing a shaft mounted by means of front and rear bearings, respectively, in front and rear shields. Between the front and rear shields is mounted a stator with a number of evenly spaced channels on its inner surface, in which a phase winding with a number of phases greater than two is placed. The stator movably comprises at least one rotor module consisting of support and support pole configurations with beak-shaped poles fixedly connected to each other by a non-magnetic conductive ring. The bearing pole configuration comprises a stepped disk part fixed to the shaft. Beak-shaped poles are evenly spaced on the periphery of the stepped disc part. The beak-shaped poles of the worn pole configuration are fixedly connected to each other by a magnetically conductive ring. Pole configurations with beak-shaped poles comprise a movable exciter fixedly attached to one of the shields. The exciter consists of a spool with pages and a cylindrical body l in which an excitation coil is wound. According to the invention, geometric spaces are formed between adjacent sides of at least two pairs of diametrically located adjacent beak-shaped poles of the carrier and the carrier pole configurations, in which permanent magnets are inserted with a geometric cross-sectional shape corresponding to the shape of the geometric spaces formed. between adjacent beak-shaped poles. The ratio of the smaller width of the beak-shaped poles to their larger width is not less than 0.5.

Външният диаметър на магнитопроводимите пръстени, съединяващи неподвижно клюнообразните полюси на носените звезди, е не по-голям от диаметъра, над който са разположени постоянните магнити.The outer diameter of the magnetically conductive rings connecting the beak-shaped poles of the worn stars is not larger than the diameter above which the permanent magnets are located.

Вариант на изобретението е, когато между страничните повърхности на постоянните магнити и обграждащите ги странични стени на съседните клюнообразни полюси са формирани малки въздушни междини.A variant of the invention is when small air gaps are formed between the side surfaces of the permanent magnets and the surrounding side walls of the adjacent beak-shaped poles.

Тези малки въздушни междини може да са оформени чрез прокладки във вид на дистанцииращи тесни издатъци с ширина не по-голяма от 0,5 mm и височина не неголяма от 0,1 mm, оформени върху обграждащите стени на съседните клюнообразни полюси.These small air gaps may be formed by spacers in the form of spacer narrow protrusions with a width of not more than 0.5 mm and a height of not less than 0.1 mm, formed on the surrounding walls of the adjacent beak-shaped poles.

Малките въздушни междини между страничните повърхности на постоянните магнити и обграждащите ги страни на съседните им клюнообразни полюси може да са оформени и чрез прокладки във вид на лентички от термоизолационен материал е дебелина до 0,1 mm и ширина до 1,5 mm, втикнати между постоянните магнити и страните на клюнообразните полюси.The small air gaps between the side surfaces of the permanent magnets and the surrounding sides of their adjacent beak-shaped poles can also be formed by strips in the form of strips of thermal insulation material up to 0.1 mm thick and up to 1.5 mm wide inserted between the permanent magnets and the sides of the beak-shaped poles.

Друг вариант на изобретението е когато над външната повърхност на постоянните магнити са формирани тънки въздушни междини, оформени между външната повърхност на постоянните магнити и разположени върху тях профилирани капачки от термоизолационен материал, чиито странични краища са притиснати между издадени козирки, оформени в клюнообразните полюсите в областта над постоянните магнити.Another embodiment of the invention is when thin air gaps are formed above the outer surface of the permanent magnets, formed between the outer surface of the permanent magnets and profiled caps of thermal insulation material located on them, the lateral ends of which are pressed between protruding visors formed in the beak-shaped poles. above the permanent magnets.

Отношението а1/а2 на дебелините на стъпалата на стъпалната дискова част на носещата звезда съответства на отношението D1/D2 на външния диаметър на втулката към външния диаметър на макарата.The ratio a1 / a2 of the steps of the steps of the step disk part of the bearing star corresponds to the ratio D1 / D2 of the outer diameter of the sleeve to the outer diameter of the spool.

Предимство на електрическата машина с клюнообразни полюси, съгласно изобретението е, че допълнителната работна част на магнитния поток създавана от постоянните магнити, не преминава през въздушните междини, оформени между възбудителите и клюнообразните конфигурации. Така магнитното съпротивление по пътя на магнитния поток, създаван от постоянните магнити, е намалено в сравнение е магнитното съпротивление по пътя на магнитния поток, създаван от електромагнитното възбуждане.An advantage of the electric machine with beak-shaped poles according to the invention is that the additional working part of the magnetic flux created by the permanent magnets does not pass through the air gaps formed between the exciters and the beak-shaped configurations. Thus, the magnetic resistance in the path of the magnetic flux created by the permanent magnets is reduced compared to the magnetic resistance in the path of the magnetic flux created by the electromagnetic excitation.

Друго предимство на електрическата електрическа машина е синергичната връзка между стойностите на магнитните потоци, създавани от електромагнитното възбуждане и постоянните магнити. При увеличаване на работния магнитен поток, създаван от електромагнитното възбуждане, се увеличава и работния магнитен поток, създаван от постоянните магнити и обратно.Another advantage of the electric electric machine is the synergistic relationship between the values of the magnetic fluxes created by the electromagnetic excitation and the permanent magnets. As the working magnetic flux created by the electromagnetic excitation increases, so does the working magnetic flux created by the permanent magnets and vice versa.

Предимство е и намаленото топлинно въздействие на статора и клюнообразните полюси върху постоянните магнити, дължащо се на формираните топлинни съпротивления през малки въздушни междини, оформени над постоянните магнити и между постоянните магнити и страните на клюнообразните полюси.Another advantage is the reduced thermal effect of the stator and beak-shaped poles on the permanent magnets, due to the formed thermal resistances through small air gaps formed above the permanent magnets and between the permanent magnets and the sides of the beak-shaped poles.

Предимство е и намалените железни загуби в статора чрез ограничената аксиална компонента на преминаващия между съседните клюнообразни полюси магнитен поток чрез ограничената минимална стойност до 0,5 на отношението на малката към голямата ширини на клюнообразните полюси, дължащо се на равномерното разпределение на добавеното от постоянните магнитити магнитно поле по дължината на клюнообразните полюси.An advantage is the reduced iron losses in the stator due to the limited axial component of the magnetic flux passing between adjacent beak poles through the limited minimum value to 0.5 of the ratio of small to large widths of beak poles due to the uniform distribution of added by permanent magnets. field along the beak-shaped poles.

Друго предимство е добрата балансираност на въртящите се полюсни конфигурации, дължащо се на втикване на постоянните магнити в геометричните пространства между клюнообразните полюси, след завършена механична обработка на ротора с неподвижно закрепени към вала полюсни клюнообразни конфигурации.Another advantage is the good balance of the rotating pole configurations due to the insertion of the permanent magnets in the geometric spaces between the beak-shaped poles, after completion of machining of the rotor with pole beak-shaped configurations fixed to the shaft.

ПОЯСНЕНИЕ НА ПРИЛОЖЕНИТЕ ФИГУРИEXPLANATION OF THE ATTACHED FIGURES

Фиг. 1 представлява надлъжен разрез на електрическа машина с един роторен модул през постоянни магнити.FIG. 1 is a longitudinal section of an electric machine with one rotor module through permanent magnets.

Фиг.2 представлява напречен разрез на електрическата машина от фигура 1.Figure 2 is a cross section of the electrical machine of Figure 1.

Фиг.З представлява надлъжен разрез на електрическа машина с два роторни модула през постоянни магнити.Fig. 3 is a longitudinal section of an electric machine with two rotor modules through permanent magnets.

Фиг 4 представлява напречен разрез през сегмент на роторен модул.Fig. 4 is a cross section through a segment of a rotor module.

ПРИМЕРИ НА ИЗПЪЛНЕНИЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТОEXAMPLES OF EMBODIMENT OF THE INVENTION

На фигури 1 и 2 е показан първи варианти на електрическата машина с клюнообразни полюси, съгласно изобретението, който е реализиран с един роторен комплект. Електрическата машина включва вал 1 с набита върху него магнитопроводима втулка 2 с външен диаметър D1. Магнитопроводимата втулка 2 е обхваната подвижно от възбудител, включващ макара 3 със страници с външен диаметър D2 и цилиндрично тяло. В макарата 3 е навита възбудителна бобина 4. Макарата 3 е обхваната подвижно от роторен комплект 5, съдържащ носеща полюсна конфигурация, изпълнена като звезда с клюнообразни полюси 6 и носена полюсна конфигурация, изпълнена като звезда с клюнообразни полюси Ί. Носещата полюсна конфигурация е набита върху вала 1 и е притисната странично от магнитопроводимата втулка 2. Между страничните повърхности на поне две двойки, диаметрално разположени, съседни клюнообразни полюси 6 на носещата звезда и клюнообразни полюси 7 на носената звезда са оформени надлъжни геометрично пространства. В показаното на фигури 1 и 2 примерно изпълнение, тези геометрични пространства са оформени между всеки два съседни клюнооразни полюса 6 и 7. Във всяко геометрично пространство е втикнат постоянен магнит 8 с радиален размер h. Геометричната форма на напречното сечение на постоянния магнит 8 съответствува на формата на геометричните пространства между съседните клюнообразни полюси 6 и 7.Figures 1 and 2 show first variants of the electric machine with beak-shaped poles according to the invention, which is realized with one rotor set. The electric machine includes a shaft 1 with a magnetically conductive sleeve 2 with an outer diameter D1. The magnetically conductive sleeve 2 is movably covered by an exciter comprising a spool 3 with sides with an outer diameter D2 and a cylindrical body. An excitation coil 4 is wound in the spool 3. The spool 3 is movably enclosed by a rotor set 5 comprising a bearing pole configuration made as a star with beak-shaped poles 6 and a bearing pole configuration made as a star with beak-shaped poles Ί. The support pole configuration is pressed onto the shaft 1 and is pressed laterally by the magnetically conductive sleeve 2. Between the side surfaces of at least two pairs, diametrically located, adjacent beak-shaped poles 6 of the bearing star and beak-shaped poles 7 of the supported star are formed longitudinally geometric spaces. In the exemplary embodiment shown in Figures 1 and 2, these geometric spaces are formed between any two adjacent beak-shaped poles 6 and 7. A permanent magnet 8 of radial size h is inserted into each geometric space. The geometric shape of the cross section of the permanent magnet 8 corresponds to the shape of the geometric spaces between the adjacent beak-shaped poles 6 and 7.

Геометричното очертание на напречното сечение на това геометрично пространство може да бъде с правоъгълна или с трапецовидна форма.The geometric outline of the cross section of this geometric space can be rectangular or trapezoidal.

Роторният комплект 5 е обхванат подвижно от статор 9, по вътрешната повърхност на който е оформено множество равномерно разположени канали 10. В каналите 10 е положена намотка с брой на фазите по-голям от две. Валът 1 посредством преден лагер 12 и заден лагер 13 е лагеруван, съответно, в преден щит 14 и заден щит 15. Между предния щит 14 и задния щит 15 е притиснат статора 9 с положената в него намотка 11.The rotor assembly 5 is movably covered by a stator 9, on the inner surface of which is formed a number of evenly spaced channels 10. In the channels 10 is placed a winding with a number of phases greater than two. The shaft 1 is mounted by means of a front bearing 12 and a rear bearing 13, respectively, in a front shield 14 and a rear shield 15. Between the front shield 14 and the rear shield 15 the stator 9 is pressed with the coil 11 placed in it.

Носещата звезда с клюнообразни полюси 6 е набита върху вала 1 чрез стъпална дискова част 16 с дебелини al и а2 и е притисната неподвижно от магнитопроводимата втулка 2.The support star with beak-shaped poles 6 is driven onto the shaft 1 by a stepped disk part 16 with thicknesses al and a2 and is pressed fixedly by the magnetically conductive sleeve 2.

Клюнообразните полюси 7 на носената звезда са свързани неподвижно помежду си чрез магнитопроводим пръстен 17. Външният диаметър D на магнитопроводивмия пръстен 17 е не по-голям от диаметъра Dm на вътрешните повърхности на постоянните магнити 8, които са с радиален размер h.The beak-shaped poles 7 of the supported star are fixedly connected to each other by a magnetically conductive ring 17. The outer diameter D of the magnetically conductive ring 17 is not larger than the diameter Dm of the inner surfaces of the permanent magnets 8, which are radial in size h.

Клюнообразните полюси 6 на носещата звезда и клюнообразните полюси 7 на носената звезда са свързани неподвижно е немагнитопроводим пръстен 18.The beak-shaped poles 6 of the support star and the beak-shaped poles 7 of the support star are fixedly connected by a non-magnetically conductive ring 18.

Отношението а1/а2 на дебелините на стъпалата на стъпалната дискова част 16 на носещата звезда е съответствуващо на отношението D1/D2 на външния диаметър на втулката 2 и външния диаметър на макарата 3.The ratio a1 / a2 of the steps of the steps of the step disk part 16 of the supporting star corresponds to the ratio D1 / D2 of the outer diameter of the sleeve 2 and the outer diameter of the spool 3.

В друг вариант на изпълнение на изобретението, непоказан на чертежите, между предния 14 и задния 15 щитове е притиснат корпус, обхващащ неподвижно статора 8.In another embodiment of the invention, not shown in the drawings, a housing comprising a stator 8 is fixedly clamped between the front 14 and rear 15 shields.

На фиг 3 е показан надлъжен разрез през постоянни магнити на електрическата машина с клюнообразни полюси, съгласно изобретението, изпълнена с два роторни комплекта 5’ и 5”. Валът 1, посредством преден лагер 12 и заден лагер 13 е лагеруван в преден щит 14 и заден щит 15. Между предния 14 и задния 15 щитове е притиснат статор 9 с множество канали 10 по вътрешната му повърхност, в които е положена фазна намотка lie брой на фазите по-голям от две. Статорът 9 обхваща подвижно огледално разположените роторни комплекти 5’ и 5”. Носещите звезди на двата роторни комплекта 5’ и 5” са обединени в обща конструкция с общ магнитопроводим диск 16, по периферията на който равномерно са разположени, обединени в общи конструктиви, клюнообразните полюси 6’ и 6” на двата роторни модула 5’ и 5”. Към клюнообразните полюси 6’ и 6” неподвижно са свързани посредством немагнитопроводими пръстени 18’ и 18”, съответно, клюнообразните полюси 7’ на предната носена звезда и клюнообразните полюси 7” на задната носена звезда. Клюнообразните полюси 7’ на предната носна звезда са свързани неподвижно помежду си с магнитопроводим пръстен 17’. Клюнообразните полюси 7” на задната носена звезда са свързани неподвижно помежду си с магнитопроводим пръстен 17”. Роторните комплекти 5’ и 5” обхващат, съответно, преден възбудител и заден възбудител, всеки от които включва макара 3’, съответно, макара 3”, във всяка от които е навита съответна възбудителна бобина 4’, 4”. При два роторни комплекта, еквивалентните магнитопроводими части, съответстващи на втулката 2 от примерното изпълнение на изобретението е един роторен комплект, показан на фиг.1 и фиг.2, са интегрирани е цилиндричните части на макарите 3’ и 3”. Между страничните повърхности на поне две диаметрално разположени двойки на клюнообразните полюси 6’ и 6” на носещите звезди със съседни клюнообразни полюси 7’ и 7” на носените звезди са оформени надлъжни геометрични пространства, във всяко от които са втикнати постоянни магнити 8’ и 8” с радиален размер h. Външните диаметри D’, D” на магнитопроводимите пръстени 17’ и 17” са по-малки от диаметъра Dm на вътрешните повърхности на постоянните магнити 8’ и 8” с радиален размер h.Figure 3 shows a longitudinal section through permanent magnets of the electric machine with beak-shaped poles, according to the invention, made with two rotor sets 5 'and 5 ". The shaft 1, by means of a front bearing 12 and a rear bearing 13, is mounted in a front shield 14 and a rear shield 15. Between the front 14 and the rear 15 shields a stator 9 with multiple grooves 10 is pressed on its inner surface, in which a phase winding is laid. of phases greater than two. The stator 9 comprises movably mirrored rotor sets 5 'and 5 ". The bearing stars of the two rotor sets 5 'and 5 "are united in a common construction with a common magnetically conductive disk 16, on the periphery of which the beak-shaped poles 6' and 6" of the two rotor modules 5 'and 5 are evenly arranged, united in common constructions. ”. To the beak-shaped poles 6 'and 6 "are fixedly connected by means of non-magnetically conductive rings 18' and 18", respectively, the beak-shaped poles 7 'of the front support star and the beak-shaped poles 7 "of the rear support star. The beak-shaped poles 7 'of the front nose star are fixedly connected to each other by a magnetically conductive ring 17'. The beak-shaped poles 7 ”of the rear worn star are fixedly connected to each other by a magnetically conductive ring 17”. The 5 'and 5' rotor kits comprise a front exciter and a rear exciter, respectively, each of which includes a 3 'spool and a 3' spool, respectively, in each of which a corresponding 4 ', 4 "excitation coil is wound. In two rotor sets, the equivalent magnetically conductive parts corresponding to the sleeve 2 of the exemplary embodiment of the invention is one rotor set shown in Fig. 1 and Fig. 2, the cylindrical parts of the spools 3 'and 3' are integrated. Between the lateral surfaces of at least two diametrically located pairs of beak-shaped poles 6 'and 6 "of the supporting stars with adjacent beak-shaped poles 7' and 7" of the supporting stars are formed longitudinal geometric spaces in each of which permanent magnets 8 'and 8 ”With radial size h. The outer diameters D ', D "of the magnetically conductive rings 17' and 17" are smaller than the diameter Dm of the inner surfaces of the permanent magnets 8 'and 8 "with radial size h.

При работа на електрическата машина с клюнообразни полюси като електромотор, към задния щит 15 е монтиран непоказан на фигури 1 и 3 датчик на управление.When operating the electric machine with beak-shaped poles as an electric motor, a control sensor not shown in Figures 1 and 3 is mounted to the rear shield 15.

На напречния разрез, показан на фиг.4 на роторния комплект 5 (5’, 5”) са показани дистанцииращи прокладки 19, оформящи малки въздушни междини 20 между страните на клюнообразните полюси 6 (6’, 6”) на носещите звезди, съответно, на клюнообразните полюси 7 (7’, 7”) на носените звезди, и постоянните магнити съответно 8 (8’, 8”).The cross-section shown in Fig. 4 of the rotor assembly 5 (5 ', 5 ") shows spacer pads 19 forming small air gaps 20 between the sides of the beak-shaped poles 6 (6', 6") of the supporting stars, respectively, at the beak-shaped poles 7 (7 ', 7 ”) of the worn stars, and the permanent magnets respectively 8 (8', 8”).

Възможно е прокладките 19 да са изпълнени като тесни ленти от топлоизолационен материал с дебелина до 0,1 mm и ширина до 1,5 mm.It is possible for the gaskets 19 to be made as narrow strips of thermal insulation material up to 0.1 mm thick and up to 1.5 mm wide.

В друг вариант на изпълнение на изобретениетто, прокладките 19 може да са оформени като издатъци върху страничните повърхности на клюнообразните полюси 6 (6’, 6”) на носещата и 7 (7’, 7”) на носената звезди. Издатъците са с ширина до 0,5 mm. и височина до 0,1mm.In another embodiment of the invention, the gaskets 19 may be formed as projections on the side surfaces of the beak-shaped poles 6 (6 ', 6 ") of the carrier and 7 (7', 7") of the carrier star. The protrusions are up to 0.5 mm wide. and height up to 0.1mm.

Над постоянните магнити 8 (8’, 8”) може да са монтирани капачки 21 от тънък термоизолационен материал, е подгънати странични краища 22, застъпени между постоянните магнити 8 (8’, 8”) и козирки, издадени от клюнообразните полюси 6 (6’, 6’) на носещата звезда и клюнообразни полюси 7 (7’, 7”) на носената звезда. В този случай, между капачките 21 и горните повърхности на постоянните магнити 8 (8’, 8”) са оформени тънки въздушни междини 23. Постоянните магнити 8 (8’, 8” ) са залепени в ъглите под издадените от клюнообразните полюси 6 (6’, 6”) и 7 (7’, 7”) козирки.Above the permanent magnets 8 (8 ', 8 ") can be mounted caps 21 of thin thermal insulation material, the side edges 22 are folded, sandwiched between the permanent magnets 8 (8', 8") and visors protruding from the beak-shaped poles 6 (6). ', 6') of the supporting star and beak-shaped poles 7 (7 ', 7 ”) of the supporting star. In this case, thin air gaps 23 are formed between the caps 21 and the upper surfaces of the permanent magnets 8 (8 ', 8 ”). The permanent magnets 8 (8', 8”) are glued at the corners below the beak-shaped poles 6 (6) ', 6') and 7 (7 ', 7 ”) visors.

ДЕЙСТВИЕ НА ЕЛЕКТРИЧЕСКАТА МАШИНА С КЛЮНООБРАЗНИ ПОЛЮСИOPERATION OF THE ELECTRICAL MACHINE WITH BEAKED POLES

В неработещо състояние на електрическа машина е клюнообразни полюси, преобладаваща част от магнитния поток, създаван от постоянните магнити 8, 8’ и 8”, е затворена в магнитната верига, включваща клюнообразните полюсни конфигурации с интегрираните към тях магнитопроводими части и макарата 3 на възбудителя. След завъртване на електрическата маишина и подаване на електрически ток във възбудителната бобина 4, в зависимист от стойността на тока, съответсстваща част от магнитния поток, създаван от постоянните мзагнити 8, 8’ и 8” се включва паралелно с потока, създаван от електромагнитното възбуждане, като работната част преминава през статора 9 и пронизваща статорната намотка 11. Чрез такова синергично взаимодействние между потока, създаван от възбудителната бобина 4, 4’ и 4” и постоянните магнити 8, 8’ и 8” се регулира общата стойност на работната съставка на магнитния поток и, съответно, създаваното електродвижещо напрежение в статорната намотка 11. Така се регулира токоотдаването като алтернатор и скоростта на въртене и мощността като електродвигател. Чрез създадените въздушни междини като топлинни съпр(о) (И)твления около постоянните магнити 8, 8’ и 8” е намалено размагнитващото действие на топлината, създавана в електрическата машина включително, и от повърхностните загуби в клюнообразните полюси 6, 6’, 6” и 7, 7’, 7”.In the idle state of an electric machine is beak-shaped poles, the predominant part of the magnetic flux created by the permanent magnets 8, 8 'and 8 "is closed in the magnetic circuit, including beak-shaped pole configurations with integrated magnetic conductors and coil 3 of the exciter. After rotating the electric machine and applying an electric current to the excitation coil 4, depending on the value of the current, a corresponding part of the magnetic flux created by the permanent magnets 8, 8 'and 8 "is connected in parallel with the flux created by the electromagnetic excitation, as the working part passes through the stator 9 and penetrates the stator winding 11. Through such a synergistic interaction between the flow created by the excitation coil 4, 4 'and 4 "and the permanent magnets 8, 8' and 8" the total value of the working component of the magnetic current and, accordingly, the generated electromotive voltage in the stator winding 11. This regulates the current output as an alternator and the rotational speed and power as an electric motor. The created air gaps as thermal resistances around the permanent magnets 8, 8 'and 8 ”reduce the demagnetizing action of the heat generated in the electric machine inclusive, and from the surface losses in the beak-shaped poles 6, 6', 6. ”And 7, 7 ', 7”.

ЕКСПЕРИМЕНТАЛНИ РЕЗУЛТАТТИ ПРИ ИЗСЛЕДВАНЕ НА ЕКСПЕРИМЕНТАЛ (И) (СТАВА -Е) Н ОБРАЗЕЦ РЕАЛИЗИРАЩ ИЗОБРЕТЕНИЕТОEXPERIMENTAL RESULTS IN THE EXAMINATION OF EXPERIMENTAL (I) BECOMES IMPLEMENTING THE INVENTION

Разработен е виртуален образец на алтернатор в габаритния размер 237 mm на съществуващ алтернатор с токоотдаване ЗЗОА и 550А съответно при 2000 RPM и 6000 RPM с добавяне на около 0,35 kg. високоенергийни постоянни магнити и увеличаване на масата с около 10%.Реализирано е увеличаване на токоотдаването при 2000 RPM и 6000 RPM с около 35%.A virtual sample of an alternator in the overall size of 237 mm of an existing alternator with current output ZZOA and 550A at 2000 RPM and 6000 RPM with the addition of about 0.35 kg was developed. high-energy permanent magnets and an increase in mass by about 10%. An increase in current output at 2000 RPM and 6000 RPM by about 35% was realized.

Claims (6)

1. Електрическа машина с клюнообразни полюси, съдържаща вал лагеруван посредством преден и заден лагери, съответно, в преден и заден щитове, като между предния и задния щитовете е монтиран статор с множество равномерно разположени канали по вътрешната му повърхност, в които е положена фазна намотка с брой на фазите по-голям от две, а статорът е обхващащ подвижно поне един роторен модул, съставен от носеща и носена полюсни конфигурации с клюнообразни полюси, свързани неподвижно помежду си с немагнитопроводим пръстен, като носещата полюсна конфигурация съдържа дискова част, набита неподвижно върху вала и по периферията на дисковата част равномерно са разположени клюнообразни полюси, като клюнообразните полюси на носената полюсна конфигурация са неподвижно свързани помежду си с магнитопроводим пръстен, при което полюсните конфигурации с клюнообразни полюси обхващат подвижно възбудител, закрепен неподвижно към един от щитовете и се състои от макара със страници и цилиндрично тяло, в която е навита възбудителна бобина, характеризираща се с това, че между съседните страни на поне две двойки, диаметрално разположени съседни клюнообразни полюси (6, 6’, 6”) на носещата и (7, 7’, 7”) на носената полюсни конфигурации са оформени геометрични пространства, в които са втикнати постоянни магнити (8, 8’, 8”) с геометрична форма на напречното им сечение, съответствуваща на формата на геометричните пространства, оформени мажду съседните клюнообразни полюси (6, 6’, 6”) и (7, 7’, 7”) , като отношението на по-малката ширина на клюнообразните полюси (6, 6’, 6”) и (7, 7’, 7”) към по-голямата им ширина е не по-малко от 0,5, а външният диаметър (D, D’, D”) на магнитопроводими пръстени (17, 17’, 17”), съединяващи неподвижно клюнообразните полюси (7, 7’, 7”) на носените звезди, е не по-голям от диаметъра (Dm), над който са разположени постоянните магнити (8, 8’, 8”).An electric machine with beak-shaped poles, comprising a shaft bearing by means of front and rear bearings, respectively, in front and rear shields, a stator with a number of evenly spaced channels on its inner surface, in which a phase winding is placed, is mounted between the front and rear shields. with a number of phases greater than two, and the stator is movably enclosing at least one rotor module consisting of supporting and supported pole configurations with beak-shaped poles fixed to each other by a non-magnetically conductive ring, the supporting pole configuration comprising a disk portion fixed on the shaft and on the periphery of the disk part are evenly spaced beak-shaped poles, the beak-shaped poles of the worn pole configuration are fixedly connected to each other by a magnetically conductive ring, where the pole configurations with beak-shaped poles comprise movably excited spool with pages and a cylindrical body in which is a coiled excitation coil, characterized in that between adjacent sides of at least two pairs, diametrically located adjacent beak-shaped poles (6, 6 ', 6 ”) of the supporting and (7, 7', 7”) of the worn pole configurations are shaped geometric spaces in which permanent magnets (8, 8 ', 8 ”) are inserted with a geometric shape of their cross section, corresponding to the shape of the geometric spaces formed between the adjacent beak-shaped poles (6, 6', 6”) and 7, 7 ', 7 ”), the ratio of the smaller width of the beak-shaped poles (6, 6', 6”) and (7, 7 ', 7 ”) to their greater width is not less than 0.5, and the outer diameter (D, D ', D ”) of the magnetically conductive rings (17, 17', 17”) connecting the beak-shaped poles (7, 7 ', 7 ”) of the worn stars is no more larger than the diameter (Dm) above which the permanent magnets are located (8, 8 ', 8 ”). 2. Електрическа машина с клюнообразни полюси, съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че между страничните повърхности на постоянните магнити (8, 8’, 8”) и обграждащите ги странични стени на съседните клюнообразни полюси (6, 6’, 6”) и (7, 7’, 7”) са формирани малки въздушни междини (20).Beak-shaped electric machine according to Claim 1, characterized in that between the side surfaces of the permanent magnets (8, 8 ', 8 ") and the surrounding side walls of the adjacent beak-shaped poles (6, 6', 6") ) and (7, 7 ', 7 ”) small air gaps (20) are formed. 3. Електрическа машина с клюнообразни полюси съгласно претенция 2, характеризираща се с това, че малките въздушни междини (20) между страничните повърхности на постоянните магнити (8, 8’, 8”) и обграждащите ги страни на съседните им клюнообразни полюси (6, 6’, 6”) и (7, 7’, 7”) са оформени чрез прокладки (19) във вид на дистанцииращи тесни издатъци с ширина не по-голяма от 0,5 nun и височина не по-голяма от 0,1 mm, оформени върху обграждащите стени на съседните клюнообразни полюси (6, 6’, 6”) и (7, 7’, 7”).Beak-shaped electric machine according to claim 2, characterized in that the small air gaps (20) between the side surfaces of the permanent magnets (8, 8 ', 8 ”) and the surrounding sides of their adjacent beak-shaped poles (6, 6 ', 6 ") and (7, 7', 7") are formed by gaskets (19) in the form of spacer narrow protrusions with a width of not more than 0.5 nun and a height of not more than 0.1 mm formed on the surrounding walls of the adjacent beak-shaped poles (6, 6 ', 6 ”) and (7, 7', 7”). 4. Електрическа машина с клюнообразни полюси съгласно претенции 2, характеризираща се с това,че малките въздушни междини (20) между страничните повърхности на постоянните магнити (8, 8’, 8”) и обграждащите ги страни на съседните им клюнообразни полюси (6, 6’, 6”) и (7, 7’, 7”) са оформени чрез прокладки (19) във вид на лентички от термоизолационен материал с дебелина до 0,1 mm (и) ширина до 1,5 mm, втикнати между постоянните магнити и страните на клюнообразните полюси (6, 6’, 6”) и (7, 7’, 7”).Beak-shaped electric machine according to Claim 2, characterized in that the small air gaps (20) between the side surfaces of the permanent magnets (8, 8 ', 8 ”) and the surrounding sides of their adjacent beak-shaped poles (6, 6 ', 6 ") and (7, 7', 7") are formed by gaskets (19) in the form of strips of thermal insulation material up to 0.1 mm (s) up to 1.5 mm wide, inserted between the permanent magnets and the sides of the beak-shaped poles (6, 6 ', 6 ”) and (7, 7', 7”). 5. Електрическа машина съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че над външната повърхност на постоянните магнити (8, 8’, 8”) са формирани тънки въздушни междини, оформени между външната повърхност на постоянните магнити (8, 8’ и 8”) и разположени върху тях профилирани капачки (21) от термоизолационен материал, чиито странични краища са притиснати между издадени козирки, офармени в клюнообразните полюси (6, 6’и 6”) и (7, 7’и 7”) в областта над постоянните магнити (8, 8’ и 8”).Electric machine according to Claim 1, characterized in that thin air gaps are formed above the outer surface of the permanent magnets (8, 8 ', 8 ”) formed between the outer surface of the permanent magnets (8, 8' and 8”). ) and profiled caps (21) of thermal insulation material located on them, the side edges of which are pressed between protruding visors formed in the beak-shaped poles (6, 6'i 6 ”) and (7, 7'i 7”) in the area above the permanent magnets (8, 8 'and 8 "). 6. Електрическа машина съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че отношението а1/а2 на дебелините на стъпалата на стъпалната ( на-ОТПАДА) дискова част (16) на носещата звезда е съответствуващо на отношението D1ZD2 на външния диаметър на втулката (2) и външния диаметър на макарата (3).Electric machine according to claim 1, characterized in that the ratio a1 / a2 of the steps of the steps of the step (on-WASTE) disk part (16) of the bearing star corresponds to the ratio D1ZD2 of the outer diameter of the sleeve (2) and the outer diameter of the spool (3).
BG112334A 2016-07-11 2016-07-11 Electric machine with claw poles BG66992B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG112334A BG66992B1 (en) 2016-07-11 2016-07-11 Electric machine with claw poles
PCT/BG2017/000013 WO2018009987A2 (en) 2016-07-11 2017-07-05 Electrical machine with claw poles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG112334A BG66992B1 (en) 2016-07-11 2016-07-11 Electric machine with claw poles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BG112334A true BG112334A (en) 2018-01-31
BG66992B1 BG66992B1 (en) 2019-11-29

Family

ID=60262649

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BG112334A BG66992B1 (en) 2016-07-11 2016-07-11 Electric machine with claw poles

Country Status (2)

Country Link
BG (1) BG66992B1 (en)
WO (1) WO2018009987A2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108199535B (en) * 2018-02-05 2023-09-29 姜春辉 Barrel type single air gap external rotor motor
CN108199534B (en) * 2018-02-05 2023-09-26 姜春辉 Barrel type single air gap external rotor motor

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3237217B2 (en) * 1991-08-08 2001-12-10 株式会社デンソー Vehicle alternator rotor
JP3743113B2 (en) * 1997-05-07 2006-02-08 株式会社デンソー Rotating electric machine
JP4396471B2 (en) * 2004-10-01 2010-01-13 株式会社デンソー Rotating electric machine for vehicle and manufacturing method thereof
JP2009077588A (en) * 2007-09-21 2009-04-09 Denso Corp Ac generator for vehicle
DE102008044187A1 (en) * 2008-11-28 2010-06-02 Robert Bosch Gmbh Electrical machine e.g. claw pole generator, for motor vehicle, has magnets fastened with clamp or with spring ring arranged in grooves and in non-cut grooves, where clamp has spring elements arranged in non-cut grooves
US8629597B2 (en) 2010-03-03 2014-01-14 Remy Technologies, Llc Airflow passage arrangement for claw-pole electric machines
WO2016037243A1 (en) * 2014-09-12 2016-03-17 Almott Ltd. Brushless alternator with claw pole rotor

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018009987A2 (en) 2018-01-18
BG66992B1 (en) 2019-11-29
WO2018009987A3 (en) 2018-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101440624B1 (en) Electric machine and rotor for the same
JP5566386B2 (en) Electric machine
JP5696694B2 (en) Rotating electric machine stator
US20170338726A1 (en) Polyphase motor having an alternation of permanent magnets and salient poles
CN110268610B (en) Synchronous machine with magnetic rotating field reduction and flux concentration
US3663846A (en) Claw-tooth rotor dynamoelectric machine
US10075032B2 (en) Brushless alternator with claw poles
KR20140122187A (en) Rotary electric machine rotor pole configuration
BG112334A (en) Electric machine with claw poles
US3549923A (en) Low-speed synchronous electric motor
US20150364957A1 (en) Electric machine
US20190006925A1 (en) Low profile axial flux permanent magnet synchronous motor
US10770956B2 (en) Electric machine
GB1220228A (en) Electric machines
BG2567U1 (en) An electric machine with beak like poles
JP2018148675A (en) Stator for rotary electric machine
JPH10210722A (en) Ac generator for vehicle
CN112655136B (en) Enhanced geometry of permanent magnet claw-shaped pole segments
RU224471U1 (en) Synchronous brushless electric motor with independent excitation
US20210288540A1 (en) Rotary electrical machine with an optimised configuration
US2307785A (en) Dynamoelectric machine
US20160099619A1 (en) Brushless Electrical Machine with Permanent Magnets
US20150333599A1 (en) Electric machine
BG3086U1 (en) Brushless electrical machine with permanent magnetic excitation
BG67270B1 (en) Brushless electric machine with permanent magnetic excitation