LV15517B

LV15517B - SYNCHRONOUS JET ENGINE

Info

Publication number: LV15517B
Application number: LVP-19-05
Authority: LV
Inventors: ORLOVA Svetlana; PUGAČEVS ladislavs
Original assignee: Fizikālās Enerģētikas Institūts
Filing date: 2019-01-16
Publication date: 2021-11-20

Abstract

Izgudrojums attiecas uz elektrotehnikas jomu, bet precīzāk uz sinhronajiem reaktīvajiem dzinējiem. Piedāvātais izgudrojums ir reaktīvais dzinējs ar magnētiski izolētiem poliem un tādiem sektoru izmēriem, lai tiktu paaugstināts dzinēja īpatnējais moments. Reaktīvais dzinējs satur statoru (1) ar trīsfāžu tinumu un rotoru ar magnētiski izolētiem poliem (2) atsevišķu sektoru veidā, kas atrodas uz nemagnētiska jūga (3), kur sektoru platums ir izvēlēts robežās no 0,85 līdz 0,9 no rotora polu iedaļas, bet sektoru augstums ir robežās no 0,2 līdz 0,25 no rotora diametra lieluma. Tādējādi dzinēja induktīvā pretestība garenass χ^ virzienā ir ievērojami mazāka par induktīvo pretestību dzinēja šķērsass xq virzienā, kas nosaka elektromagnētiskā momenta Tm rašanos, to pievienojot trīsfāžu tīklam.The invention relates to the field of electrical engineering, but more specifically to synchronous jet engines. The proposed invention is a jet engine with magnetically isolated poles and such sector sizes as to increase the engine's specific torque. The jet engine contains a stator (1) with a three-phase winding and a rotor with magnetically insulated poles (2) in the form of separate sectors located on a non-magnetic yoke (3), where the width of the sectors is selected in the range of 0.85 to 0.9 of the section of the rotor poles , but the height of the sectors ranges from 0.2 to 0.25 of the size of the rotor diameter. Thus, the inductive resistance of the engine in the direction of the longitudinal axis χ^ is significantly smaller than the inductive resistance in the direction of the transverse axis xq of the engine, which determines the generation of the electromagnetic moment Tm when it is connected to a three-phase network.

Description

IZGUDROJUMA APRAKSTSDESCRIPTION OF THE INVENTION

Tehnikas nozareTechnical industry

[001] Izgudrojums attiecas uz elektrotehnikas jomu, bet precīzāk uz bezkontakta sinhrono elektrisko, mazas un vidējas, jaudas mašīnu jomu.The invention relates to the field of electrical engineering, and more particularly to the field of non-contact synchronous electric, small and medium power machines.

Zināmā tehnikas līmeņa analīzeAnalysis of the prior art

[002] Ir zināmi sinhronie reaktīvie dzinēji [1]. Tādu dzinēju rotoram nav ierosmes tinuma un tā ir polu sistēma ar feromagnētisku jūgu. Lietderības koeficienta un jaudas koeficienta vērtības tādos dzinējos ir daudz zemākas nekā cita veida maiņstrāvas dzinējos.Synchronous jet engines are known [1]. The rotor of such motors has no excitation winding and is a pole system with a ferromagnetic yoke. Efficiency and power factor values in such motors are much lower than in other types of AC motors.

[003] Piedāvātajam tehniskajam risinājumam tuvāks ir sinhronais reaktīvais dzinējs [2] ar magnētiski izolētiem poliem, kas atdalīti ar šaurām radiālajām atstarpēm. Tas nosaka izkliedes plūsmu palielinājumu un tāda veida dzinēju masas un gabarītu rādītāju samazināšanos kopumā.Closer to the proposed technical solution is a synchronous jet engine [2] with magnetically insulated poles separated by narrow radial gaps. This results in an increase in dissipation flows and a decrease in the mass and dimensions of this type of engine as a whole.

[004] Izgudrojuma mērķis - reaktīvā dzinēja elektromagnētiskā momenta paaugstināšana.[004] The object of the invention is to increase the electromagnetic moment of a jet engine.

Izgudrojuma īstenošanas piemēru detalizēts izklāstsDETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS OF THE INVENTION

[005] Izgudrojums tiek paskaidrots ar rasējumu, kas parādīts 1. zīmējumā, kur parādīts dzinēja šķērsgriezums ar magnētisku lauku atsevišķās elementos.The invention is illustrated by the drawing shown in Figure 1, which shows a cross-section of an engine with a magnetic field in individual elements.

[006] Dzinējā ir (1) stators, uz kura zobiem (2) atrodas trīsfāžu enkura tinums. Uz rotora atrodas vairāki, viens no otra magnētiski izolēti poli (3), atsevišķu sektoru veidā. Poli izgatavoti no elektrotehniskā tērauda un tiek stiprināti uz rotora nemagnētiskā jūga (4) ar fiksāciju starppolu intervālos. Dzinēja vārpsta (5) var būt izgatavota gan no magnētiska materiāla (tērauds), gan arī no nemagnētiska materiāla.[006] The motor has (1) a stator on which the teeth (2) have a three-phase anchor winding. There are several magnetically isolated poly (3) on the rotor in the form of separate sectors. The poles are made of electrical steel and are attached to the non-magnetic yoke of the rotor (4) with interlocking at spacing. The motor shaft (5) can be made of both magnetic material (steel) and non-magnetic material.

[007] Uzstādītais mērķis tiek sasniegts ar to, ka sinhronajā reaktīvajā dzinējā, kas satur statoru(1) ar trīsfāžu tinumu uz tā zobiem (2) un rotoru ar viens no otra magnētiski izolētiem poliem (3) atsevišķu sektoru veidā, kuru platums b atrodas 85:90 procentu robežās no rotora polu iedaļas τ, bet polu augstums h - 20:25 procentu robežās no rotora diametra D lieluma.[007] The set object is achieved in that in a synchronous jet engine comprising a stator (1) with a three-phase winding on its teeth (2) and a rotor with magnetically isolated poles (3) in the form of separate sectors with a width b 85:90 percent of the rotor pole section τ, but the pole height h - 20:25 percent of the rotor diameter D.

[008] Dzinējs darbojas šādā veidā. Dzinējā ar magnētiski izolētiem poliem kopējā gaisa sprauga magnētiskajai plūsmai garenass virzienā ir ievērojami lielāka nekā sprauga magnētiskajām plūsmām garenvirzienā, tāpēc induktīvā pretestība garenass virzienā Xd ir ievērojami mazāka par induktīvo pretestību dzinēja šķērsass x_q virzienā.The engine operates in this way. In an engine with magnetically insulated poles, the total air gap for the longitudinal magnetic flux is significantly larger than the gap for the longitudinal magnetic flux, so the inductive resistance in the longitudinal direction Xd is significantly smaller than the inductive resistance in the transverse axis x _{q of the} motor.

Xd«Xq (1)Xd «Xq (1)

[009] Atšķirība induktīvo pretestību xd un xq lielumos nosaka dzinēja elektromagnētiskā momenta T_em rašanos, pievienojot to trīs fāžu tīklam. Momenta maksimālais lielums tiek noteikts ar izteiksmi ^{Tem m P} 2_ω kur m - fāžu skaits, p - polu pāru skaits,[009] The difference between the inductive resistances xd and xq determines the _{generation of the motor electromagnetic moment T em} when connected to the three-phase network. The maximum value of the moment is determined by the expression ^{Tem m P} 2 _ω where m - number of phases, p - number of pole pairs,

U2 - fāzes spriegums, ω - leņķiskā frekvence.U2 - phase voltage, ω - angular frequency.

[010] Izteiksmes analīze parāda, ka, palielinoties attiecībai x_q/xd, dzinēja elektromagnētiskā momenta lielums palielinās. Tāpēc elektromagnētiskā momenta un attiecības x_q/xd paaugstināšanas nolūkā sektoru platums b tiek izvēlēts 85^-90 procentu robežās no rotora polu iedaļas τ lieluma, bet sektoru augstums h - 20^-25 procentu robežās no rotora diametra D lieluma.[010] The analysis of the expression shows that as the ratio x _q / xd increases, the magnitude of the electromagnetic moment of the motor increases. Therefore, in order to increase the electromagnetic moment and the ratio x _q / xd, the sector width b is chosen in the range of 85 ^ -90 percent of the rotor pole section τ, and the sector height h is in the range of 20 ^ -25 percent of the rotor diameter D.

[011] 1. zīmējumā attēlots magnētiskais lauks dzinēja šķērsgriezumā stabila līdzsvara stāvokļa režīmā, kad magnētiskajai plūsmai šķērsvirzienā ir maksimālais lielums. Ar bultiņām parādīti magnētisko plūsmu virzieni dzinēja elementos.[011] Figure 1 shows a magnetic field in a cross-section of a motor at steady state with a maximum transverse magnetic flux. The arrows show the directions of magnetic fluxes in the motor elements.

Informācijas avoti:Sources of information:

1. Orlova S., Pugachov V. Rassolkin A., Kallaste A, Vaimanu T. Design of Rotors for Synchronous Reluctance Motor: Analytical Treatment and Optimization.// 21^th European Conference on Power Electronics and Applications, 2019. September, Genova, Italy. DOI: 10.23919/EPE.2019.8914760.1. Orlova S., Pugachov V. Rassolkin A., Kallaste A, Vaimanu T. Design of Rotors for Synchronous Reluctance Motor: Analytical Treatment and Optimization.// 21 ^th European Conference on Power Electronics and Applications, September 2019, Genoa, Italy. DOI: 10.23919 / EPE.2019.8914760.

2. VpnHOBCKnb PeaKTHBHbm chhxpohhbih aBmarcjīb. Abtopckoc cen^eTejiBCTBO CCCP. N° 82876. 3aaBJieno 12.06.1949. (prototips).2. VpnHOBCKnb PeaKTHBHbm chhxpohhbih aBmarcjīb. Abtopckoc cen ^ eTejiBCTBO CCCP. No 82876. 3aaBJieno 12.06.1949. (prototype).

Claims

A synchronous jet engine comprising a stator (1) with a three-phase winding on its teeth (2) and a rotor with magnetically isolated poles (3) and arranged in separate sectors on a non-magnetic insert (4) and a shaft (5), characterized in that, in order to increase the electromagnetic torque of the motor, the width b of the sectors is within 85:90 per cent of the section of the rotor pole and the height of the sectors is within 20 per cent of the diameter D of the rotor.