RU124457U1 - Синхронная электрическая машина с осевым магнитным потоком - Google Patents
Синхронная электрическая машина с осевым магнитным потоком Download PDFInfo
- Publication number
- RU124457U1 RU124457U1 RU2012139068/07U RU2012139068U RU124457U1 RU 124457 U1 RU124457 U1 RU 124457U1 RU 2012139068/07 U RU2012139068/07 U RU 2012139068/07U RU 2012139068 U RU2012139068 U RU 2012139068U RU 124457 U1 RU124457 U1 RU 124457U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- disks
- electric machine
- disk
- signal disk
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Brushless Motors (AREA)
Abstract
1. Синхронная электрическая машина с осевым магнитным потоком, содержащая корпус, закрепленный на нем статор с тороидальным магнитопроводом и кольцевыми обмотками, ротор с постоянными магнитами чередующейся полярности и осевой намагниченностью, выполненный из двух соосных дисков, расположенных по обе стороны от статора и жестко связанных между собой и с валом, и датчик углового положения ротора, включающий в себя сигнальный диск, жестко связанный с ротором, и чувствительный элемент, закрепленный на корпусе, отличающаяся тем, что диски ротора выполнены из немагнитного материала, а сигнальный диск закреплен на наружной поверхности одного из дисков ротора и содержит расположенные по окружности постоянные магниты чередующейся полярности с осевой намагниченностью, число которых равно или кратно числу полюсов машины, при этом чувствительный элемент датчика углового положения ротора представляет собой линейные датчики Холла, число которых равно числу кольцевых обмоток статора.2. Электрическая машина по п.1, отличающаяся тем, что внешний радиус сигнального диска меньше радиуса окружности, касающейся внутренних поверхностей постоянных магнитов, расположенных на дисках ротора.3. Электрическая машина по п.1, отличающаяся тем, что сигнальный диск расположен на диске ротора, наиболее удаленном от выходного конца вала.4. Электрическая машина по п.1, отличающаяся тем, что чувствительные элементы датчика углового положения ротора установлены на плате, расположенной в окне торцевой стенки корпуса машины напротив магнитов сигнального диска.
Description
Полезная модель относится к электротехнике, в частности к бесконтактным вентильным электрическим машинам дискового типа, предназначенным для работы в регулируемых электроприводах.
Известна торцевая магнитоэлектрическая машина по патенту RU 2337458 С1, содержащая закрепленный на неподвижном валу статор с тороидальным магнитопроводом и кольцевыми обмотками, ротор с постоянными магнитами чередующейся полярности и осевой намагниченностью, выполненный из двух соосных дисков, расположенных по обе стороны от статора и жестко связанных между собой по наружному диаметру, и датчик углового положения ротора.
Тороидальный магнитопровод статора имеет сложную конструкцию и сложен в изготовлении, так как необходимо выфрезеровывать в витом стальном магнитопроводе радиальные пазы для укладки обмотки с обеих сторон магнитопровода с высокой точностью и устранить возможность замыкания витков стали после фрезеровки. Кроме того при наличии пазов на статоре увеличивается момент трогания электрической машины и пульсация момента.
Наиболее близкой к настоящей полезной модели по технической сущности является бесщеточная электрическая машина постоянного тока дискового типа по патенту SU 1494877 (фиг.12). Эта машина представляет собой синхронную электрическую машину с осевым магнитным потоком и содержит корпус, закрепленный на нем дисковый статор с плоскими катушечными обмотками, ротор с постоянными магнитами чередующейся полярности и осевой намагниченностью, выполненный из двух соосных дисков из ферромагнитного материала, расположенных по обе стороны от статора и жестко связанных между собой и с валом, и датчик углового положения ротора, включающий в себя сигнальный диск, жестко связанный с ротором, и чувствительный элемент, закрепленный на корпусе. Сигнальный диск имеет радиальное расположенные выступы, а в качестве чувствительного элемента могут быть использованы фотоэлементы или датчики Холла, подключенные к управляющим входам схемы переключения обмоток.
Однако выполнение сигнальных элементов датчика положения ротора в виде радиальных выступов не обеспечивают хорошей настройки датчика и высокой точности управления электрической машиной.
Задачей полезной модели является разработка синхронной электрической машины с осевым магнитным потоком со встроенным датчиком положения ротора, обеспечивающим создание синусоидальных токов в обмотках, что обеспечивает повышение КПД и улучшение управляемости и точности регулирования при реализации векторного управления.
Указанная задача решается в синхронной электрической машина с осевым магнитным потоком, содержащей корпус, закрепленный на нем статор с тороидальным магнитопроводом и кольцевыми обмотками, ротор с постоянными магнитами чередующейся полярности и осевой намагниченностью, выполненный из двух соосных дисков, расположенных по обе стороны от статора и жестко связанных между собой и с валом, и датчик углового положения ротора, включающий в себя сигнальный диск, жестко связанный с ротором, и чувствительный элемент, закрепленный на корпусе. Согласно полезной модели диски ротора выполнены из немагнитного материала, а сигнальный диск закреплен на наружной поверхности одного из дисков ротора и содержит расположенные по окружности постоянные магниты чередующейся полярности с осевой намагниченностью, число которых равно или кратно числу полюсов машины, при этом чувствительный элемент датчика углового положения ротора представляет собой линейные датчики Холла, число которых равно числу кольцевых обмоток статора.
Использование в качестве чувствительных элементов линейных датчиков Холла и магнитов чередующейся полярности на сигнальном диске позволяет определить точное положение ротора на полюсном делении и обеспечить формирование синусоидальных токов в обмотках.
Предпочтительно внешний радиус сигнального диска меньше радиуса окружности, касающейся внутренних поверхностей постоянных магнитов, расположенных на дисках ротора.
Предпочтительно сигнальный диск расположен на диске ротора, наиболее удаленном от выходного конца вала.
Предпочтительно чувствительные элементы датчика углового положения ротора установлены на плате, расположенной в окне торцевой стенки корпуса машины напротив магнитов сигнального диска.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг.1 схематично показана синхронная электрическая машина согласно полезной модели, вид в продольном разрезе;
на фиг.2 - синхронная машина в поперечном разрезе, вид по А и Б на фиг.1.
Как показано на фиг.1, синхронная электрическая машина содержит корпус 1, в котором на подшипниках 2 установлен вал 3. С корпусом 1 жестко связан статор 4 в виде тороидального магнитопровода 5 с кольцевыми трехфазными обмотками 4' (фиг.2), выводы 6 которых соединены с силовым разъемом 7, закрепленным на коробке 8, установленной на корпусе 1.
На валу 3 закреплен ротор в виде двух соосных немагнитных дисков 9, которые расположены по обе стороны от статора 4. В каждом из дисков 9 выполнены окна, в которые уложены постоянные магниты 10, прикрепленные к магнитному диску 11. На каждом диске 9 ротора может располагаться любое четное количество постоянных магнитов 3 с осевой намагниченностью и чередующейся полярностью.
К диску 9 ротора, наиболее удаленному от выходного конца вала 3, прикреплен сигнальный диск 12 датчика углового положения ротора с сигнальными магнитами 13 чередующейся полярности в количестве, равном числу полюсов диска 9 ротора. Диаметр расположения сигнальных магнитов 13 выбирается минимально возможным для данной машины. Предпочтительно внешний радиус сигнального диска 12 меньше радиуса окружности, касающейся внутренних поверхностей постоянных магнитов 10, расположенных на дисках 9 ротора.
Чувствительные элементы 14 датчика углового положения представляют собой линейные датчики Холла и расположены на плате 15, закрепленной в окне торцевой стенки корпуса 1 машины напротив сигнальных магнитов 13. Минимальная величина угла окна в корпусе 1 для установки платы 15 составляет 360°/р, где р - число пар полюсов на дисках 9.
После общей сборки двигателя настройка датчика углового положения ротора может осуществляться смещением платы 15 в окне корпуса 1.
Число чувствительных элементов 14 соответствует числу фаз обмоток статора. Чувствительные элементы 14 расположены на плате 15 таким образом, чтобы угол между их осями для трехфазной машины составлял 120°/р, где р - число пар полюсов электрической машины (число пар полюсов на дисках 9). Чувствительные элементы распаяны соединительными проводами, которые выведены на разъем 16, закрепленный на крышке 17, предназначенный для соединения с силовым преобразователем. Фиксирующий винт 18 обеспечивает закрепление платы 15 после настройки ее положения в окне корпуса 5.
Синхронная электрическая машина работает следующим образом.
Постоянный магнит 10 левого диска ротора 9 (фиг.1) создает осевой рабочий магнитный поток, который проходит через рабочий торцевой зазор и через левую зону статора попадает в тороидальный магнитопровод 5 левой части статора и, проходя вдоль него, опять попадает в тот же рабочий зазор и через него - на постоянный магнит 10 противоположной полярности того же (левого) диска ротора 9, замыкаясь по магнитопроводу 11 ротора на исходный постоянный магнит 10. Путь рабочего магнитного потока правого диска ротора аналогичен (фиг.1). Пропускаемый по кольцевым обмоткам 4 статоров ток создает электромагнитные моменты левого и правого дисков ротора, которые совпадают как по величине, так и по направлению. Это приводит к тому, что при согласованной подаче тока на кольцевые обмотки статора вал двигателя будет вращаться с требуемой частотой. При этом сигналы с чувствительных элементов датчика положения ротора используются для формирования фазных токов в функции угла поворота ротора. Использование сигнального диска с постоянными магнитами позволяет при его вращении относительно платы с чувствительными элементами получить синусоидальное изменение магнитной индукции на полюсном делении. Эти изменения воздействуют на линейные датчики Холла, которые формируют синусоидальные напряжения на выходе. Использование трех чувствительных элементов позволяет с высокой точностью определить положение ротора относительно обмоток статора на полюсном делении (более 100 точек). Для сравнения - использование фотооптических датчиков или дискретных датчиков Холла в сочетании с крыльчаткой (диск с радиальными выступами) в качестве сигнального элемента в устройстве по SU 1494877 позволяет определить только 6 состояний на полюсном делении (для трехфазной машины). Совместная обработка сигналов от трех чувствительных элементов, расположенных со смещением один относительно другого на 120°/р, позволяет также определить значение средней точки характеристик чувствительных элементов. Все вышеперечисленное обеспечивает эффективное управление машиной, а также увеличивает ее КПД за счет уменьшения потерь при обеспечении синусоидальных токов в обмотке машины.
Claims (4)
1. Синхронная электрическая машина с осевым магнитным потоком, содержащая корпус, закрепленный на нем статор с тороидальным магнитопроводом и кольцевыми обмотками, ротор с постоянными магнитами чередующейся полярности и осевой намагниченностью, выполненный из двух соосных дисков, расположенных по обе стороны от статора и жестко связанных между собой и с валом, и датчик углового положения ротора, включающий в себя сигнальный диск, жестко связанный с ротором, и чувствительный элемент, закрепленный на корпусе, отличающаяся тем, что диски ротора выполнены из немагнитного материала, а сигнальный диск закреплен на наружной поверхности одного из дисков ротора и содержит расположенные по окружности постоянные магниты чередующейся полярности с осевой намагниченностью, число которых равно или кратно числу полюсов машины, при этом чувствительный элемент датчика углового положения ротора представляет собой линейные датчики Холла, число которых равно числу кольцевых обмоток статора.
2. Электрическая машина по п.1, отличающаяся тем, что внешний радиус сигнального диска меньше радиуса окружности, касающейся внутренних поверхностей постоянных магнитов, расположенных на дисках ротора.
3. Электрическая машина по п.1, отличающаяся тем, что сигнальный диск расположен на диске ротора, наиболее удаленном от выходного конца вала.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012139068/07U RU124457U1 (ru) | 2012-09-12 | 2012-09-12 | Синхронная электрическая машина с осевым магнитным потоком |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012139068/07U RU124457U1 (ru) | 2012-09-12 | 2012-09-12 | Синхронная электрическая машина с осевым магнитным потоком |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU124457U1 true RU124457U1 (ru) | 2013-01-20 |
Family
ID=48808007
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012139068/07U RU124457U1 (ru) | 2012-09-12 | 2012-09-12 | Синхронная электрическая машина с осевым магнитным потоком |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU124457U1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2571090C2 (ru) * | 2013-06-25 | 2015-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Генератор индукторный |
RU190521U1 (ru) * | 2019-04-03 | 2019-07-03 | Сергей Николаевич Ермаков | Обратимый генератор |
-
2012
- 2012-09-12 RU RU2012139068/07U patent/RU124457U1/ru active IP Right Revival
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2571090C2 (ru) * | 2013-06-25 | 2015-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Генератор индукторный |
RU190521U1 (ru) * | 2019-04-03 | 2019-07-03 | Сергей Николаевич Ермаков | Обратимый генератор |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3062426A1 (en) | Single-phase brushless motor | |
Dang et al. | Practical considerations for the design and construction of a high speed SRM with a flux-bridge rotor | |
RU2562293C2 (ru) | Магнитный радиальный подшипник с трехфазным управлением | |
CN105703510A (zh) | 轴向磁场印刷电路板永磁无刷直流电机 | |
EP2592728B1 (en) | Electromagnetic device | |
CN103997176A (zh) | 一种无轴承无刷直流电机及悬浮力控制方法 | |
CN107196477A (zh) | 旋转电机 | |
WO2016004823A1 (zh) | 一种定子及无刷直流电机、三相开关磁阻和罩极电机 | |
CN106160389A (zh) | 单相无刷直流电机 | |
WO2017033570A1 (ja) | 磁気浮上姿勢制御装置 | |
CN112018961A (zh) | 一种六霍尔三输出电机转子位置传感器及安装方法 | |
Peng et al. | Design and control of a novel bearingless SRM with double stator | |
RU124457U1 (ru) | Синхронная электрическая машина с осевым магнитным потоком | |
RU2407135C2 (ru) | Бесконтактная редукторная магнитоэлектрическая машина | |
CN104467338B (zh) | 一种无转子位置传感器的开关磁阻电机 | |
Peng et al. | Design and characteristic analysis of a novel bearingless SRM with double stator | |
RU2652102C1 (ru) | Вентильный электродвигатель | |
JP2010516224A (ja) | 多相の駆動もしくは発電電気マシン | |
KR102373398B1 (ko) | 회전 전기 | |
RU2556862C1 (ru) | Управляемый каскадный асинхронный электропривод с общим ротором | |
CN209120023U (zh) | 一种悬浮齿内置式外转子无轴承开关磁阻电机 | |
RU2478250C1 (ru) | Редукторная магнитоэлектрическая машина с полюсным зубчатым индуктором | |
CN103222166B (zh) | 一种三相永磁伺服电动机 | |
RU124456U1 (ru) | Электронно-машинный генератор | |
RU81395U1 (ru) | Магнитоэлектрический генератор |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20130913 |
|
NF1K | Reinstatement of utility model |
Effective date: 20151020 |
|
RH1K | Copy of utility model granted that was duplicated for the russian federation |
Effective date: 20160614 |
|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20160913 |
|
NF1K | Reinstatement of utility model |
Effective date: 20170816 |
|
PC91 | Official registration of the transfer of exclusive right (utility model) |
Effective date: 20190408 |