EA008613B1 - Polyphase electrical machine - Google Patents
Polyphase electrical machine Download PDFInfo
- Publication number
- EA008613B1 EA008613B1 EA200601821A EA200601821A EA008613B1 EA 008613 B1 EA008613 B1 EA 008613B1 EA 200601821 A EA200601821 A EA 200601821A EA 200601821 A EA200601821 A EA 200601821A EA 008613 B1 EA008613 B1 EA 008613B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- rotor
- stator
- poles
- coils
- electric machine
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
- H02K3/28—Layout of windings or of connections between windings
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
- H02K1/2706—Inner rotors
- H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
- H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
- H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
- H02K1/278—Surface mounted magnets; Inset magnets
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Настоящее изобретение относится к электротехнике, а именно к многофазным электрическим машинам.The present invention relates to electrical engineering, namely to multiphase electric machines.
Уровень техникиState of the art
В электрических машинах традиционного исполнения с цилиндрическим ротором и активной зоной преобразования электромеханической энергии, образованной поверхностью магнитопровода ротора и коаксиальной поверхностью магнитопровода статора с распределенной по окружности в пазах магнитопровода фазной обмоткой, одним из недостатков является увеличение габаритной длины машины по сравнению с активной длиной ротора за счет длины вылетов лобовых частей обмотки статора. Другим недостатком указанного типа машин является наличие пазовой зоны магнитопровода статора, которое примерно в два раза уменьшает сечение стали, по которому проходит основной магнитный поток, тем самым ограничивая величину магнитной индукции поля возбуждения из-за насыщения магнитопровода зубцов пазовой зоны. Кроме того, выполнение распределенной обмотки для мощных электрических машин весьма трудоемко, т.к. требует пайки отдельных проводников с последующим нанесением изоляции.In traditionally manufactured electric machines with a cylindrical rotor and an electromechanical energy conversion zone formed by the surface of the rotor magnetic circuit and the coaxial surface of the stator magnetic circuit with phase winding distributed around the grooves of the magnetic circuit, one of the drawbacks is an increase in the overall length of the machine compared to the active rotor length due to the length of the departures of the frontal parts of the stator winding. Another drawback of this type of machine is the presence of a groove zone of the stator magnetic circuit, which approximately halves the cross section of steel through which the main magnetic flux passes, thereby limiting the magnitude of the magnetic induction of the field of excitation due to saturation of the magnetic circuit of the teeth of the groove zone. In addition, the implementation of a distributed winding for powerful electric machines is very time-consuming, because requires soldering of individual conductors with subsequent application of insulation.
Указанные недостатки в принципе устранены в электрических машинах с сосредоточенной обмоткой на статоре, к которым относятся многофазные машины с явнополюсными статором и ротором, имеющие неравное количество полюсов статора и ротора. В таких машинах, как правило, отсутствует система возбуждения ротора. Характерной особенностью указанной машины является путь прохождения магнитного потока статорных катушек поперек ротора по диаметральному направлению, создание электромагнитного момента в каждый момент времени в основном диаметрально противоположными полюсами статора.These drawbacks are, in principle, eliminated in electric machines with a concentrated winding on the stator, which include multiphase machines with an explicit pole stator and rotor, having an unequal number of stator and rotor poles. In such machines, as a rule, there is no rotor excitation system. A characteristic feature of this machine is the path of passage of the magnetic flux of the stator coils across the rotor in the diametrical direction, the creation of the electromagnetic moment at each moment of time is basically diametrically opposite to the poles of the stator.
В известном патенте И8 6949856 описана аналогичная многофазная электрическая машина, имеющая сосредоточенные катушки на статоре. Известная электрическая машина, которая может быть принята за ближайший аналог, содержит явнополюсный цилиндрический ротор с четным числом полюсов и системой возбуждения и явнополюсный статор, расположенный коаксиально с ротором. Система возбуждения создает в полюсах ротора магнитный поток, направление которого в любых соседних полюсах противоположно. Число полюсов статора не равно числу полюсов ротора, а электрическое подключение катушек статора стандартно для трёхфазных электрических машин. Соседние по окружности катушки статора соединены последовательно, что приводит к уменьшению суммарного электромагнитного момента машины. Система возбуждения ротора выполнена на основе радиально намагниченных постоянных магнитов, что не позволяет получить достаточно большую индукцию магнитного поля в зазоре между ротором и статором.The well-known I8 patent 6949856 describes a similar multiphase electric machine having lumped coils on a stator. The known electric machine, which can be taken as the closest analogue, contains an explicitly polar cylindrical rotor with an even number of poles and an excitation system and an explicitly polar stator located coaxially with the rotor. The excitation system creates a magnetic flux at the poles of the rotor, the direction of which is opposite in any adjacent poles. The number of stator poles is not equal to the number of rotor poles, and the electrical connection of the stator coils is standard for three-phase electric machines. The stator coils adjacent to the circumference are connected in series, which leads to a decrease in the total electromagnetic moment of the machine. The rotor excitation system is based on radially magnetized permanent magnets, which does not allow to obtain a sufficiently large magnetic field induction in the gap between the rotor and the stator.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задача настоящего изобретения состоит в создании электрической машины, более простой в конструктивном исполнении, в которой устранены указанные недостатки и обеспечен технический результат, заключающийся в увеличении электромагнитного момента и уменьшении амплитуды пульсирующего электромагнитного момента.The objective of the present invention is to create an electric machine, simpler in design, which eliminates these disadvantages and provides a technical result, which consists in increasing the electromagnetic moment and decreasing the amplitude of the pulsating electromagnetic moment.
Для этой цели предлагается многофазная электрическая машина, содержащая явнополюсный ротор с четным числом полюсов и системой возбуждения, создающей в полюсах ротора магнитный поток, направление которого в любых соседних полюсах ротора противоположно, и явнополюсный статор, число полюсов которого отлично от числа полюсов ротора, причем каждый полюс статора окружен идентичной катушкой, т.е. статор имеет сосредоточенную обмотку.For this purpose, a multiphase electric machine is proposed, comprising an explicitly polar rotor with an even number of poles and an excitation system that generates a magnetic flux at the poles of the rotor, the direction of which is opposite in any adjacent poles of the rotor, and an explicitly polar stator, the number of poles of which is different from the number of rotor poles, each the stator pole is surrounded by an identical coil, i.e. the stator has a concentrated winding.
Для увеличения электромагнитного момента необходимо задействовать в каждый момент времени по возможности все полюса статора, а не только диаметрально противоположные, как в известных решениях. Для достижения этого необходимо, чтобы магнитный поток каждого полюса ротора взаимодействовал только с ближайшими к нему полюсами статора, что обеспечивает максимальную амплитуду магнитного поля. Подобная локализация потока согласно изобретению достигается выполнением магнитопровода ротора в виде совокупности отдельных полюсов ротора без объединяющих их участка (спинки) магнитопровода. При таком исполнении магнитопровода поток, создаваемый полюсом ротора, пойдет по пути наименьшего магнитного сопротивления, т.е. будет замыкаться только через ближайшие к нему полюса статора.To increase the electromagnetic moment, it is necessary to use at every moment of time all possible poles of the stator, and not just diametrically opposite ones, as in the known solutions. To achieve this, it is necessary that the magnetic flux of each pole of the rotor interacts only with the stator poles nearest to it, which ensures the maximum amplitude of the magnetic field. Such a localization of the flux according to the invention is achieved by performing a rotor magnetic circuit in the form of a set of individual rotor poles without a magnetic circuit section (back) connecting them. With this design of the magnetic circuit, the flux created by the rotor pole will go along the path of least magnetic resistance, i.e. will be locked only through the stator poles closest to it.
Соотношение чисел полюсов ротора и статора определяется следующим образом. Задается число фаз машины т. Им соответствуют т подряд идущих полюсов статора. Поскольку каждый полюс статора окружен ровно одной катушкой, то эти катушки и будут представлять фазы машины. Затем выбирается число полюсов ротора п, которые будут взаимодействовать с сектором, образованным ранее выбранным числом т подряд идущих полюсов статора. Это число п должно быть целым и не иметь общих делителей с числом фаз т. Затем выбирается количество групп катушек или, что то же самое, количество групп полюсов статора (ротора) р таким образом, чтобы общее число полюсов ротора Νρ=ηρ было четным.The ratio of the numbers of poles of the rotor and stator is determined as follows. The number of phases of the machine m is set. They correspond to m consecutive stator poles. Since each pole of the stator is surrounded by exactly one coil, these coils will represent the phases of the machine. Then, the number of poles of the rotor n is selected, which will interact with the sector formed by the previously selected number m of consecutive stator poles. This number n must be integer and not have common divisors with the number of phases m. Then, the number of coil groups or, which is the same, the number of stator (rotor) pole groups p is chosen so that the total number of rotor poles Ν ρ = ηρ is even .
Соответственно, изобретение предлагает объединение последовательно расположенных катушек статора в идентичные группы таким образом, чтобы все катушки каждой группы принадлежали к разным фазам, а полярности полюсов статора, создаваемые катушками каждой группы, чередовались. ПоследнееAccordingly, the invention proposes combining successively arranged stator coils into identical groups so that all coils of each group belong to different phases, and the polarities of the stator poles created by the coils of each group are alternated. Last thing
- 1 008613 достигается за счет изменения направления тока на противоположное в соседних катушках внутри каждой группы.- 1 008613 is achieved by reversing the direction of the current in adjacent coils within each group.
Идентичность магнитного состояния групп катушек статора определяется двумя факторами: идентичностью взаимного расположения полюсов ротора и статора в пределах каждой группы катушек статора и выбором направления тока в катушках одноимённых фаз разных групп, в то время как по величине токи одноименных фаз в разных группах равны.The identity of the magnetic state of the groups of stator coils is determined by two factors: the identity of the relative positions of the poles of the rotor and stator within each group of stator coils and the choice of the direction of the current in the coils of the same phases of different groups, while the magnitude of the currents of the same phases in different groups are equal.
Для выполнения второго условия используются следующие правила выбора направления токов в идентичных фазах соседних групп.To fulfill the second condition, the following rules are used to select the direction of currents in identical phases of neighboring groups.
Если количество полюсов ротора п, взаимодействующих с одной группой катушек статора, является четным, то магнитные потоки поля в одинаковых катушках разных групп равны по знаку, направления тока в таких катушках совпадают, следовательно, обращенные к ротору полярности полюсов статора, создаваемые этими катушками, одноименны.If the number of poles of the rotor n interacting with one group of stator coils is even, then the magnetic fluxes of the fields in identical coils of different groups are identical in sign, the current directions in such coils coincide, therefore, the polarity of the stator poles created by these coils facing the rotor is of the same name .
Если же количество полюсов ротора п, взаимодействующих с одной группой катушек статора, является нечетным, то магнитные потоки поля в одинаковых катушках соседних групп противоположны по знаку. В этом случае для идентичности магнитного состояния токи в одинаковых катушках соседних групп должны быть противоположны по знаку, чтобы полярности полюсов статора, создаваемые этими катушками, были разноименны.If the number of rotor poles n interacting with one group of stator coils is odd, then the magnetic fluxes of the field in identical coils of neighboring groups are opposite in sign. In this case, for the magnetic state to be identical, the currents in identical coils of neighboring groups must be opposite in sign so that the polarities of the stator poles created by these coils are different.
Подобный выбор соотношения чисел полюсов ротора и статора можно обосновать в предположении синусоидальности распределения магнитного поля, исходя из следующих выражений:Such a choice of the ratio of the numbers of poles of the rotor and stator can be justified under the assumption of a sinusoidal distribution of the magnetic field, based on the following expressions:
(7. = ий 51П(<У(ί - ζ )) = ап(й>Г -<?-),(7. = u й 51n (<y (ί - ζ)) = an
2лω ί _ 2тг0'-1)2lω ί _ 2tg0'-1)
Ν€ωΜεχ Ν € ω Μεχ
Ν <Ρι =ωίί = ΓΑθΝ <Ρι = ωί ί = Γ Αθ
Νο ι - номер катушки,Νο ι - coil number,
Ио - амплитуда напряжения,Io is the voltage amplitude,
Ц - напряжение на катушке с номером ΐ,C - voltage on the coil with the number ΐ,
Гмех- механическая частота, ω - электрическая частота,Г fur - mechanical frequency, ω - electrical frequency,
Т - электрический период, сомех - циклическая механическая частота,T - electric period, with fur - cyclic mechanical frequency,
Νρ - число полюсов ротора,Ν ρ is the number of poles of the rotor,
Νο - число полюсов статора, β - время сдвига полюса ротора от первого полюса статора до полюса с номером ΐ, φ, - электрический сдвиг фазы напряжения на катушке с номером ΐ.Ν ο is the number of stator poles, β is the rotor pole shift time from the first stator pole to the pole with the number ΐ, φ, is the electric phase shift of the voltage on the coil with the number ΐ.
Пользуясь приведенными соотношениями, нужно определить, какие катушки будут синфазными, т.е. у каких катушек разность фаз напряжения будет кратна π радианам или, что то же самое, 180 электрическим градусам. Разность номеров этих катушек можно определить следующим образом:Using the above relations, it is necessary to determine which coils will be in-phase, i.e. on which coils the voltage phase difference will be a multiple of π radians or, equivalently, 180 electrical degrees. The difference in numbers between these coils can be determined as follows:
Ν„ Ν„ Ν„ φί— φ. =λ·(ζ-1)——я-(у-1)-^- = я-(/-у)—- = лк,^ = 0,1,2,3..., отсюдаΝ „ Ν „ Ν „φ ί - φ. = λ · (ζ-1) —— i- (y-1) - ^ - = i - (/ -y) —- = lk, ^ = 0,1,2,3 ..., hence
Νε Νε = к, к = 0,1,2,3.,.Ν ε Ν ε = k, k = 0,1,2,3.,.
Поскольку Νρ=ηρ, а Νε=ιηρSince Ν ρ = ηρ, and Ν ε = ιηρ
0-7)- = к, к = 0,1,2,3.,.0-7) - = k, k = 0,1,2,3.,.
тt
Если числа ш и η не имеют общих делителей, то синфазными будут катушки с разницей номеров, равной ш, т.е. катушки с номерами ΐ, 1+ш+1,1+2ш+1 и т.д., в зависимости от числа групп катушек статора. Если же общий делитель у чисел шип имеется, то внутри группы также появятся синфазные катушки. В самом деле, пусть ш = гщз, η = щз, где 8 - целое число больше единицы. Тогда синфазными будутIf the numbers w and η do not have common divisors, then coils with a difference of numbers equal to w will be in phase, i.e. coils with numbers ΐ, 1 + w + 1.1 + 2sh + 1, etc., depending on the number of groups of stator coils. If the spike numbers have a common factor, then in-phase coils will also appear inside the group. In fact, suppose that m = m3, m = m3, where 8 is an integer greater than one. Then in-phase will be
-2 008613 катушки с разницей номеров, равной Шр Поскольку трлн, то эти катушки будут принадлежать одной группе.-2 008613 coils with a difference of numbers equal to Shp Since trillion, then these coils will belong to one group.
(г-;)— = к,к = Ъ,\,2,3...(r -;) - = k, k = b, \, 2,3 ...
Из выражения т следует также, каким образом должны чередоваться полярности полюсов статора, окруженных идентичными катушками соседних групп. Для таких катушек разница номеров составляет т, и разность фаз будет равна п-180 электрических градусов. Если η четно, то эта разница кратна 360 электрических градусов, т.е. идентичные катушки находятся в фазе, и полярности полюсов статора совпадают, а если нечетно - идентичные катушки находятся в противофазе, и полярности полюсов статора противоположны.From the expression m it also follows how the polarities of the stator poles should be alternated, surrounded by identical coils of neighboring groups. For such coils, the difference in numbers is t, and the phase difference will be equal to n-180 electrical degrees. If η is even, then this difference is a multiple of 360 electrical degrees, i.e. identical coils are in phase, and the polarities of the stator poles are the same, and if odd, identical coils are out of phase, and the polarities of the stator poles are opposite.
Видно, что при данном выборе соотношения числа полюсов ротора и статора все фазы внутри группы будут различны, и по окружности статора будет иметься р идентичных групп катушек статора.It is seen that with this choice of the ratio of the number of poles of the rotor and stator, all phases within the group will be different, and there will be p identical groups of stator coils around the stator circumference.
Катушки статора, принадлежащие к одной фазе, могут быть соединены либо последовательно, либо параллельно в зависимости от нужд конкретной реализации.Stator coils belonging to one phase can be connected either in series or in parallel, depending on the needs of a particular implementation.
За счет принадлежности катушек каждой группы различным фазам имеет место сдвиг фаз, и гармоники пульсирующего магнитного момента каждой из фаз складываются таким образом, что в результирующем пульсирующем моменте остаются только гармоники высших порядков, амплитуда которых достаточно мала, а нулевые гармоники момента складываются, образуя постоянный вращающий момент. Таким образом, уменьшается амплитуда пульсирующего электромагнитного момента.Due to the belonging of the coils of each group to different phases, a phase shift occurs, and the harmonics of the pulsating magnetic moment of each phase are added so that only higher-order harmonics remain in the resulting pulsating moment, whose amplitude is small enough, and the zero moment harmonics add up, forming a constant rotational moment. Thus, the amplitude of the pulsating electromagnetic moment decreases.
Система питания данной машины должна обеспечить протекание в фазах симметричной знакопеременной многофазной системы токов. Реализации системы питания могут быть различными, например, это может быть вентильный преобразователь.The power supply system of this machine must ensure the flow in phases of a symmetric alternating multiphase system of currents. Implementations of the power system can be different, for example, it can be a valve converter.
Изложенные признаки не ограничивают осуществление заявленного изобретения только в качестве электрического двигателя или генератора тока с цилиндрическим ротором, расположенным коаксиально со статором. Вполне возможно также осуществление данной машины как линейного электрического двигателя.The foregoing features do not limit the implementation of the claimed invention only as an electric motor or current generator with a cylindrical rotor located coaxially with the stator. It is also possible to implement this machine as a linear electric motor.
В предпочтительном варианте система возбуждения ротора выполнена на основе постоянных магнитов, размещенных в радиальных разрезах магнитопровода ротора и имеющих поочередно встречное тангенциальное направление намагниченности. Разрезы разделяют магнитопровод ротора на отдельные сектора, и, в этом случае, обеспечивается наилучшее приближение к нулю магнитного потока, создаваемого в полюсах статора катушками одноименных фаз разных групп, соответственно, происходит локализация магнитного потока полюса ротора только в ближайших к нему полюсах статора.In a preferred embodiment, the rotor excitation system is made on the basis of permanent magnets located in radial sections of the rotor magnetic circuit and having alternately opposite tangential directions of magnetization. The sections divide the rotor magnetic circuit into separate sectors, and, in this case, the magnetic flux generated in the stator poles by coils of the same phases of different groups is best approximated to zero, respectively, the magnetic flux of the rotor pole is localized only in the stator poles nearest to it.
Тангенциальное направление намагниченности постоянных магнитов позволяет увеличить индукцию магнитного поля в зазоре между ротором и статором по сравнению с радиально намагниченными постоянными магнитами.The tangential direction of the magnetization of the permanent magnets allows you to increase the induction of the magnetic field in the gap between the rotor and the stator compared to radially magnetized permanent magnets.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг. 1а представлен пример осуществления электрической машины с ротором, расположенным коаксиально со статором внутри статора.In FIG. 1a shows an example of an electric machine with a rotor located coaxially with the stator inside the stator.
На фиг. 1 б представлен пример осуществления электрической машины с обращенной геометрией, когда ротор расположен коаксиально со статором снаружи статора.In FIG. 1 b shows an example of an electric machine with reversed geometry, when the rotor is located coaxially with the stator outside the stator.
На фиг. 2 представлена типичная картина магнитного поля в электрической машине, соответствующей примеру на фиг. 1б.In FIG. 2 shows a typical picture of a magnetic field in an electric machine, corresponding to the example in FIG. 1b.
На фиг. 3 показана одна из возможных схем распределения отдельных катушек по фазам.In FIG. Figure 3 shows one of the possible phase distribution schemes of individual coils.
На фиг. 4 показана характерная зависимость фазных токов от времени в случае, когда система питания электрической машины представляет собой вентильный преобразователь.In FIG. 4 shows the characteristic dependence of phase currents on time in the case when the power system of an electric machine is a valve converter.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
На фиг. 1 а представлен пример осуществления многофазной электрической машины с цилиндрическим ротором 2, расположенным внутри статора 1. Магнитная система статора 1 состоит из двух групп 7а и 7б катушек статора, всего имеется двенадцать полюсов 3 статора, равномерно расположенных по окружности статора 1 и объединенных общим магнитопроводом - спинкой статора 8. Каждый из этих полюсов окружен катушкой статорной обмотки 7, т.е. статор является явнополюсным. Все катушки 7 выполнены идентичными. Число различных фаз в данном осуществлении электрической машины равно шести.In FIG. 1 a presents an example of a multiphase electric machine with a cylindrical rotor 2 located inside the stator 1. The magnetic system of the stator 1 consists of two groups 7a and 7b of stator coils, there are twelve poles 3 of the stator, evenly spaced around the circumference of the stator 1 and united by a common magnetic circuit - the back of the stator 8. Each of these poles is surrounded by a coil of the stator winding 7, i.e. the stator is clearly polar. All coils 7 are made identical. The number of different phases in this embodiment of an electric machine is six.
Катушки статора одноименных фаз можно соединить как последовательно, так и параллельно с учетом описанного выше правила определения полярности тока в катушках.The stator coils of the same phases can be connected both in series and in parallel, taking into account the above-described rule for determining the polarity of the current in the coils.
Ротор 2 машины состоит из силовой немагнитной конструкции 9, на которой крепится магнитная система, состоящая из полюсов 4 ротора и постоянных магнитов 6. Силовая конструкция обеспечивает удержание центробежных сил, воздействующих на магнитную систему ротора, и передачу вращающего момента на вал машины. Тангенциально намагниченные постоянные магниты 6 размещены в межполюсных разрезах 5 ротора, причем направление намагниченности любых соседних магнитов противоположно.The rotor 2 of the machine consists of a power non-magnetic structure 9, on which a magnetic system is mounted, consisting of poles 4 of the rotor and permanent magnets 6. The power structure ensures the retention of centrifugal forces acting on the magnetic system of the rotor and the transmission of torque to the shaft of the machine. The tangentially magnetized permanent magnets 6 are placed in the interpole sections 5 of the rotor, and the direction of magnetization of any adjacent magnets is opposite.
В рассматриваемом примере электрической машины питание осуществляется шестифазной системой токов, причем из фаз можно образовать две независимые трехфазные звезды. Одна из возможныхIn the considered example of an electric machine, the power is supplied by a six-phase current system, and two independent three-phase stars can be formed from the phases. One of the possible
- 3 008613 схем распределения отдельных катушек по фазам с последовательным соединением катушек разных групп приведена на фиг. 3. Здесь υ1, VI и XVI - различные фазы первой трехфазной звезды, И2, У2, А2 различные фазы второй трехфазной звезды. Поскольку число полюсов ротора, приходящихся на одну группу, нечетно, необходимо, чтобы полярности диаметрально противоположных полюсов статора были противоположны. Для этого последовательное соединение двух синфазных катушек разных групп осуществлено таким образом, что конец обмотки одной катушки соединен с концом обмотки другой катушки, а начала обмоток обеих катушек образуют выводы данной фазы. За счет этого направление тока в данных катушках будет противоположным, что обеспечивает необходимую в этом случае противоположную полярность полюсов статора.- 3 008613 phase distribution schemes of individual coils with series connection of coils of different groups is shown in FIG. 3. Here υ1, VI and XVI are the different phases of the first three-phase star, I2, U2, A2 are the different phases of the second three-phase star. Since the number of rotor poles per group is odd, it is necessary that the polarities of the diametrically opposite stator poles are opposite. For this, the series connection of two common-mode coils of different groups is carried out in such a way that the end of the winding of one coil is connected to the end of the winding of the other coil, and the beginning of the windings of both coils form the terminals of this phase. Due to this, the direction of current in these coils will be opposite, which provides the necessary in this case, the opposite polarity of the stator poles.
Зависимость токов фаз от времени в случае питания фаз машины от вентильного преобразователя изображена на фиг. 4. Здесь по оси абсцисс отложено время, причем обозначен электрический период Т, по оси ординат - величина токов всех фаз электрической машины в данном осуществлении, соответственно 1и1 является величиной тока фазы υΐ первой трехфазной звезды, Ινΐ - величиной тока фазы VI первой трехфазной звезды, Ιν 1 - величиной тока фазы VI первой трехфазной звезды, 1и2 - величиной тока фазы и2 второй трехфазной звезды, Ιν2 -величиной тока фазы ν2 второй трехфазной звезды, Ιν2 величиной тока фазы А2 второй трехфазной звезды.The dependence of the phase currents on time in the case of supplying the phases of the machine from the valve converter is shown in FIG. 4. Here, the time is plotted on the abscissa axis, and the electric period T is indicated, on the ordinate axis is the current value of all phases of the electric machine in this embodiment, respectively, 1 and 1 is the magnitude of the phase current υΐ of the first three-phase star, Ινΐ is the magnitude of the phase VI current of the first three-phase star, Ιν 1 is the magnitude of the current of phase VI of the first three-phase star, 1i2 is the magnitude of the current of phase u2 of the second three-phase star, Ιν2 is the magnitude of the current of phase ν2 of the second three-phase star, Ιν2 is the magnitude of the current of phase A2 of the second three-phase star.
В рассматриваемом примере система возбуждения ротора выполнена на основе постоянных магнитов 6, которые размещены в межполюсных разрезах магнитопровода ротора и имеют поочередно встречное тангенциальное направление намагниченности. Указанные разрезы разделяют магнитопровод ротора на отдельные сектора, а полярность постоянных магнитов чередуется по окружности ротора. Возбуждение магнитного поля ротора может быть выполнено и другими способами, например, с помощью обмоток возбуждения, охватывающих каждый полюс ротора и запитанных постоянным током.In the considered example, the rotor excitation system is made on the basis of permanent magnets 6, which are placed in the interpolar sections of the rotor magnetic circuit and have alternately opposite tangential directions of magnetization. The indicated sections divide the rotor magnetic circuit into separate sectors, and the polarity of the permanent magnets alternates around the circumference of the rotor. The excitation of the magnetic field of the rotor can be performed in other ways, for example, using excitation windings, covering each pole of the rotor and powered by direct current.
На фиг. 2 приведена картина магнитного поля в заявленной машине в некоторый произвольно выбранный момент времени. Наглядно проиллюстрировано отсутствие магнитного потока между полюсами статора, окруженными катушками одноименных фаз различных групп, в данном случае между диаметрально противоположными полюсами.In FIG. 2 shows a picture of the magnetic field in the claimed machine at some arbitrarily selected instant. The absence of magnetic flux between the stator poles surrounded by coils of the same phases of different groups, in this case between diametrically opposite poles, is clearly illustrated.
На фиг. 1б представлен пример осуществления электрической машины со статором 1, расположенным внутри ротора 2. Данное решение имеет определенные преимущества, в частности, упрощается крепление постоянных магнитов 6 в роторе 2 за счет того, что центробежная сила прижимает узел постоянного магнита к силовой конструкции ротора, в то время как в случае традиционного расположения статора и ротора, приведенном на фиг. 1а, необходимы дополнительные меры по удержанию постоянных магнитов 6 на вращающемся роторе 2, более прочная силовая немагнитная конструкция 9.In FIG. 1b shows an example of an electric machine with a stator 1 located inside the rotor 2. This solution has certain advantages, in particular, the fastening of the permanent magnets 6 in the rotor 2 is simplified due to the fact that the centrifugal force presses the permanent magnet assembly against the rotor’s power structure, while time, as in the case of the conventional arrangement of the stator and rotor shown in FIG. 1a, additional measures are required to retain the permanent magnets 6 on the rotating rotor 2, a stronger non-magnetic power structure 9.
Claims (12)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA200601821A EA200601821A1 (en) | 2006-09-28 | 2006-09-28 | MULTI-PHASE ELECTRIC MACHINE |
| PCT/EA2007/000003 WO2008037264A1 (en) | 2006-09-28 | 2007-05-28 | Winding scheme for a polyphase electric machine having a permanent magnet rotor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA200601821A EA200601821A1 (en) | 2006-09-28 | 2006-09-28 | MULTI-PHASE ELECTRIC MACHINE |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA008613B1 true EA008613B1 (en) | 2007-06-29 |
| EA200601821A1 EA200601821A1 (en) | 2007-06-29 |
Family
ID=38462465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA200601821A EA200601821A1 (en) | 2006-09-28 | 2006-09-28 | MULTI-PHASE ELECTRIC MACHINE |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA200601821A1 (en) |
| WO (1) | WO2008037264A1 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009002928A1 (en) * | 2009-05-08 | 2010-11-18 | Robert Bosch Gmbh | synchronous machine |
| ES2615155B1 (en) * | 2016-11-30 | 2018-04-10 | José Manuel ALARCÓN PLANES | COMPENSATED ELECTRICAL GENERATOR |
| CN108649720B (en) * | 2018-07-13 | 2024-08-20 | 张喆 | Mute self-generating generator |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2089991C1 (en) * | 1996-01-15 | 1997-09-10 | Специальное конструкторское бюро "Ротор" | Reluctance commutated motor |
| RU2121207C1 (en) * | 1996-06-09 | 1998-10-27 | Анатолий Трофимович Пластун | Multiphase electrical machine armature |
| US6335582B1 (en) * | 1997-04-16 | 2002-01-01 | Japan Servo Co., Ltd | Permanent-magnet revolving electrodynamic machine with a concentrated winding stator |
| FR2827718A1 (en) * | 2001-07-18 | 2003-01-24 | Sonceboz Sa | Small dimension polyphase electric motor for operating air admission valves in automobiles, uses Hall effect rotor position sensors with analogue or digital outputs |
| RU2231200C2 (en) * | 2000-11-15 | 2004-06-20 | Мицубиси Хеви Индастриз, Лтд. | Brushless electric motor |
| DE10335792A1 (en) * | 2003-08-05 | 2005-03-10 | Praetec Praez Stechnik Gmbh | Multi-phase, multi-pole, high-speed linear or rotary synchronous motor |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2289991B (en) * | 1994-05-23 | 1998-12-02 | Ching Chuen Chan | A permanent magnet brushless dc motor |
| US6891299B2 (en) * | 2000-05-03 | 2005-05-10 | Moteurs Leroy-Somer | Rotary electric machine having a flux-concentrating rotor and a stator with windings on teeth |
| KR20040105698A (en) * | 2002-05-29 | 2004-12-16 | 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 | Motor generator |
-
2006
- 2006-09-28 EA EA200601821A patent/EA200601821A1/en not_active IP Right Cessation
-
2007
- 2007-05-28 WO PCT/EA2007/000003 patent/WO2008037264A1/en active Application Filing
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2089991C1 (en) * | 1996-01-15 | 1997-09-10 | Специальное конструкторское бюро "Ротор" | Reluctance commutated motor |
| RU2121207C1 (en) * | 1996-06-09 | 1998-10-27 | Анатолий Трофимович Пластун | Multiphase electrical machine armature |
| US6335582B1 (en) * | 1997-04-16 | 2002-01-01 | Japan Servo Co., Ltd | Permanent-magnet revolving electrodynamic machine with a concentrated winding stator |
| RU2231200C2 (en) * | 2000-11-15 | 2004-06-20 | Мицубиси Хеви Индастриз, Лтд. | Brushless electric motor |
| FR2827718A1 (en) * | 2001-07-18 | 2003-01-24 | Sonceboz Sa | Small dimension polyphase electric motor for operating air admission valves in automobiles, uses Hall effect rotor position sensors with analogue or digital outputs |
| DE10335792A1 (en) * | 2003-08-05 | 2005-03-10 | Praetec Praez Stechnik Gmbh | Multi-phase, multi-pole, high-speed linear or rotary synchronous motor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2008037264A1 (en) | 2008-04-03 |
| EA200601821A1 (en) | 2007-06-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105284033B (en) | Motor | |
| US7852037B2 (en) | Induction and switched reluctance motor | |
| KR20190044634A (en) | Improved multi-tunnel electric motor / generator | |
| JP2010531130A (en) | Synchronous motor having 12 stator teeth and 10 rotor poles | |
| Zulu et al. | Topologies for wound-field three-phase segmented-rotor flux-switching machines | |
| TWI647896B (en) | Large output and high efficiency single phase multipole generator | |
| US20130069453A1 (en) | Mechanically commutated switched reluctance motor | |
| US8736126B2 (en) | Circular transformer-generator | |
| US10505411B2 (en) | Electric motors | |
| JP2015509697A (en) | Synchronous electrical machine | |
| CN105048740A (en) | Permanent magnet and variable reluctance parallel hybrid excitation brushless motor | |
| US3401285A (en) | Variable reluctance dynamoelectric machines | |
| RU2437201C1 (en) | Non-contact electric machine with axial excitation | |
| RU2437202C1 (en) | Non-contact magnetoelectric machine with axial excitation | |
| EA008613B1 (en) | Polyphase electrical machine | |
| KR101945118B1 (en) | Electric Motor and Method of Operating the Same | |
| RU2393615C1 (en) | Single-phase contact-free electromagnetic generator | |
| CN110120732B (en) | Induction tandem type brushless excitation motor | |
| JP5175699B2 (en) | Rotating electric machine | |
| RU2001123704A (en) | ELECTRIC MACHINE WITH PERMANENT MAGNETS AND ENERGY SAVING CONTROL | |
| EA009822B1 (en) | Gate electric motor | |
| JP6335523B2 (en) | Rotating electric machine | |
| RU2771993C2 (en) | Electric machine with rotor created according to halbach scheme | |
| RU2088028C1 (en) | Electric motor (options) | |
| EA012217B1 (en) | Multipolar electrical machine with permanent magnets |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ KG MD TJ TM |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): BY KZ RU |