RU16046U1 - VENT ELECTRIC CAR - Google Patents

VENT ELECTRIC CAR Download PDF

Info

Publication number
RU16046U1
RU16046U1 RU2000118620/20U RU2000118620U RU16046U1 RU 16046 U1 RU16046 U1 RU 16046U1 RU 2000118620/20 U RU2000118620/20 U RU 2000118620/20U RU 2000118620 U RU2000118620 U RU 2000118620U RU 16046 U1 RU16046 U1 RU 16046U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stator
coils
permanent magnets
rotor
teeth
Prior art date
Application number
RU2000118620/20U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.Б. Захаренко
Original Assignee
Захаренко Андрей Борисович
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 Захаренко Андрей Борисович filed Critical Захаренко Андрей Борисович
Priority to RU2000118620/20U priority Critical patent/RU16046U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU16046U1 publication Critical patent/RU16046U1/en

Links

Landscapes

  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

1. Вентильная электрическая машина, содержащая ось со статором и установленный на ней с возможностью вращения ротор и обод, отличающаяся тем, что названная машина имеет постоянные магниты с числом полюсов 2р, зубцы статора с катушками, датчики углового положения ротора, причем ротор расположен в виде концентрично расположенного индуктора и соединен с ободом, при этом постоянные магниты расположены на индукторе с чередованием полярности, статор расположен внутри индуктора и несет зубцы с катушками и ярмо, расположенные с зазорами относительно постоянных магнитов, датчики углового положения закреплены на статоре и электрически связаны с катушками, катушки соединены в обмотку, имеющую фазы, разбитые на фазные группы, катушки в пределах фазной группы расположены с шагом, отличным от шага размещения постоянных магнитов, на величину 1, 2, 3 ..., так, чтобы число зубцов статора Zудовлетворяло выражениюZ= ζ·m·α,где ζ - число катушек в фазной группе;m - число фаз;α - число параллельных ветвей обмотки,и, в то же время, число полюсов 2р определялось как2p = (ζ·m±1)·α,датчики углового положения размещены по одному на фазу между зубцами статора как можно ближе к осям фазных групп.2. Вентильная электрическая машина по п.1, отличающаяся тем, что сердечник статора выполнен с целью снижения отходов электротехнической стали из отдельных модулей - зубец и участок ярма, скрепленных вместе.3. Вентильная электрическая машина по п.1, отличающаяся тем, что число фаз может быть равно 2, 3, 4, ..., Z.1. Valve electric machine containing an axis with a stator and mounted on it with the possibility of rotation of the rotor and rim, characterized in that the said machine has permanent magnets with the number of poles 2p, the teeth of the stator with coils, the sensors of the angular position of the rotor, and the rotor is located in the form concentric located inductor and connected to the rim, while the permanent magnets are located on the inductor with alternating polarity, the stator is located inside the inductor and carries teeth with coils and yokes located with gaps include of permanent magnets, angular position sensors are fixed on the stator and electrically connected to the coils, the coils are connected into a winding having phases divided into phase groups, the coils within the phase group are arranged in increments of 1, 2 different from the pitch of permanent magnets , 3 ..., so that the number of stator teeth Z satisfies the expression Z = ζ · m · α, where ζ is the number of coils in the phase group; m is the number of phases; α is the number of parallel branches of the winding, and, at the same time, the number 2p poles was determined as 2p = (ζ · m ± 1) · α, angular position sensors placed one per phase between the stator teeth as close as possible to the axes of the phase groups. 2. The valve electric machine according to claim 1, characterized in that the stator core is made with the aim of reducing waste electrical steel from separate modules - a tooth and a portion of the yoke fastened together. Valve electric machine according to claim 1, characterized in that the number of phases can be equal to 2, 3, 4, ..., Z.

Description

ВЕНТИЛЬНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНАVENT ELECTRIC CAR

Устройство относится к электротехнике, точнее к электрическим машинам и может быть использовано:The device relates to electrical engineering, more specifically to electrical machines and can be used:

а как двигатель, для привода электрических и гибридных (приводимых в действие двигателем внутреннего сгорания и электрическими двигателями) транспортных средств, в качестве безредукторного мотор-колеса и др. моментных приводах; а как генератор низкой частоты вращения, применяемый в ветроустановках и бесплатинных ГЭС.but as an engine, for driving electric and hybrid (driven by an internal combustion engine and electric motors) vehicles, as a gearless motor-wheel and other torque drives; but as a low-speed generator used in wind turbines and free-of-charge hydroelectric power stations.

Известен Синхронный электродвигатель см. Авторское свидетельство SU 1345291 А1 по МПК4Н02К19/02 за 1987г., бюл. №38 от 15.10.87, автор Шевченко А.Ф., содержащий статор с трехфазной обмоткой из катушек и активный ротор с чередующейся полярностью полюсов. Такое устройство не может быть применено на низких скоростях вращения, так как в нем число зубцов статора Z связано с числом полюсов ротора 2р соотиошением: 2р Zf;±K, где Z ЗК, , 2, 3 ... ,T:.Q. Zfi 2р. Как известно, число пар полюсов:Known Synchronous electric motor, see Copyright certificate SU 1345291 A1 according to MPK4N02K19 / 02 for 1987, bull. No. 38 dated 10.15.87, author AF Shevchenko, containing a stator with a three-phase winding from coils and an active rotor with alternating polarity of poles. Such a device cannot be used at low rotational speeds, since the number of stator teeth Z in it is related to the number of rotor poles 2p by the ratio: 2p Zf; ± K, where Z ЗК,, 2, 3 ..., T: .Q. Zfi 2p. As you know, the number of pole pairs:

где /- частота питающей сети where / is the frequency of the mains

п - частота вращения электрической машины об/мин. При низких скоростях вращения 20 -f 80 об/мин, необходимых, например, для инвалидных колясок, число зубцов статора по предложению автора выщеупомянутого технического решения столь велико, что изготовление таких мащин стало бы чрезвычайно трудоемким.p - the frequency of rotation of the electric machine rpm At low speeds of rotation of 20 -f 80 rpm, necessary, for example, for wheelchairs, the number of stator teeth on the proposal of the author of the above-mentioned technical solution is so great that the manufacture of such cars would become extremely time-consuming.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является Приводное устройство для передвижных средств см. Патент РФ № 2074761 по МПК6А63С17/12 за 1997г., авторы Кривоспицкий К).Г1., Авдонин А.Ф., Машуроп С.И. и др., содержащее постоянные магниты, сердечники с катущками, датчики углового положения ротора, причем ротор выполнен в виде концентричноThe closest in technical essence to the claimed device is a drive unit for mobile vehicles, see RF Patent No. 2074761 for IPC6A63C17 / 12 for 1997, authors Krivospitsky K) .G1., Avdonin A.F., Mashurop S.I. and others, containing permanent magnets, cores with coils, sensors of the angular position of the rotor, and the rotor is made in the form of concentric

20001186202000118620

INIIIiinillinilIniiiinillinil

01156200115620

МПК6Н02К17/16 MPK6N02K17 / 16

Р 60 f/п.(1)P 60 f / p. (1)

расположенных оболочек и сосденсны с ободом, при этом постоянные магниты расположены на оболочках один напротив другого и с противоположной полярностью, на каждой оболочке постоянные магниты расположены с чередованием полярности, статор размещен между постоянными магнитами и несет катушки с сердечниками. Недостатком известного устройства является наличие, по крайней мере, двух оболочек (индукторов) с постоянными магнитами, а значит и двух немагнитных зазоров между статором и ротором, из-за чего, магниты недостаточно полно использованы, что ведет к неоправданному повышению стоимости изделия. По сравнению с машиной только с одним внешним индуктором и одним зазором, в двухиндукторной масса магнитов увеличивается примерно на 40% (внутренний индуктор расположен на меньшем диаметре), в то время как немагнитный зазор увеличивается п два раза, т. к. уменьшение величины каждого из зазоров привело бы к ужесточению требований к точности изготовления и балансировки электрической машины. Таким образом, магнитодвижущая сила (МДС) ивдукторов F в двухиндукторной машине не более чем на 40% больше, чем вlocated shells and are coherent with the rim, while the permanent magnets are located on the shells one opposite the other and with opposite polarity, on each shell the permanent magnets are alternating in polarity, the stator is placed between the permanent magnets and carries coils with cores. A disadvantage of the known device is the presence of at least two shells (inductors) with permanent magnets, and therefore two non-magnetic gaps between the stator and rotor, due to which the magnets are not fully used, which leads to an unjustified increase in the cost of the product. Compared to a machine with only one external inductor and one gap, in a two-inductor mass of magnets increases by about 40% (the internal inductor is located on a smaller diameter), while the non-magnetic gap increases by a factor of two, since each clearances would lead to toughening the requirements for precision manufacturing and balancing of the electrical machine. Thus, the magnetomotive force (MDS) of the inductors F in a two-inductor machine is not more than 40% more than in

одноиндукторной, а величина немагнитного зазора и его магнитногоsingle-inductor, and the magnitude of the non-magnetic gap and its magnetic

- т - t

сопротивления RS в предпоследней в два раза больше. Магнитный поток под полюсом Вб, в двухиндукторной машине, поэтому, меньше, чем в одноиндукторной:RS resistance in the penultimate twice as much. The magnetic flux below the WB pole, in a two-inductor machine, therefore, is less than in a single-inductor:

где F-MflC A ;where F-MflC A;

RS- магнитное сопротивление 1/м.RS - magnetic resistance 1 / m.

Момент, развиваемый двигателем Им наиболее значимая величина тихоходного моментного привода прямо пропорциональна магнитному потоку ротора также меньше в двухиндукторной машине:The moment developed by the engine. The most significant value of the low-speed torque drive is directly proportional to the magnetic flux of the rotor; it is also smaller in a two-inductor machine:

Ф F/RS.(2)F F / RS. (2)

М Ф-/,(3)M f - /, (3)

Целью настоящего технического решения является улучшение тяговых характеристик, энергетических показателей и снижение стоимости тихоходной вентильной электрической машины.The purpose of this technical solution is to improve traction characteristics, energy performance and reduce the cost of a low-speed valve electric machine.

Указанная цель достигается тем, что предлагается вентильная электрическая машина, содержаш 1я постоянные магниты, сердечники с обмотками, датчики углового положения ротора отличаюшаяся тем, что ротор выполнен в виде одной внешней концентрично расположенной оболочки и соединен с ободом колеса, при этом магниты расположены один возле другого с чередованием полярности, статор размешен внутри ротора и несет обмотки, расположенные на сердечнике; для удобства намотки обмоток и снижения отходов электротехнической стали сердечник статора может быть выполнен из отдельных сердечников зубцов, скрепленных вместе, при этом число зубцов статора Z должно удовлетворять выражению:This goal is achieved by the fact that it is proposed a valve electric machine containing first permanent magnets, cores with windings, rotor angular position sensors, characterized in that the rotor is made in the form of one external concentrically located shell and connected to the wheel rim, while the magnets are located next to each other with alternating polarity, the stator is placed inside the rotor and carries the windings located on the core; for the convenience of winding the windings and reducing waste electrical steel, the stator core can be made of separate cores of teeth bonded together, while the number of teeth of the stator Z must satisfy the expression:

где $ - число катушек в фазной группе,where $ is the number of coils in the phase group,

т - число фаз,t is the number of phases

а число параллельных ветвей обмотки, и, в то же время, число полюсов 1р определяется как:and the number of parallel branches of the winding, and, at the same time, the number of poles 1p is defined as:

датчики углового положения размешены по одному на фазу между зубцами статора как можно ближе к осям фазных групп.angular position sensors are placed one per phase between the stator teeth as close as possible to the axes of the phase groups.

Технический результат состоит в улучшении энергетических и тяговых показателей вентильной электрической машины при снижении массы постоянных магнитов и, следовательно, стоимости изделия.The technical result consists in improving the energy and traction performance of a valve electric machine while reducing the mass of permanent magnets and, consequently, the cost of the product.

На фиг.1 представлена схема магнитной цепи предлагаемого технического решения вентильной электрической машины с одним индуктором. Вентильная электрическая машина содержит: постоянные магниты 1, ярмо индуктора 2, зубцы статора 3, датчики 4 положения ротора, первый вывод 5 обмотки 6 и её второй вывод 7. Постоянные магниты 1 чередуюшейся полярности закреплены на ярме (магнитопроводе) индуктора 2 ротора. На зубцах якоря (статора) 3 намотана фазная группа катушек обмотки 6. На фиг. 1 в качестве примера показана фазная группа, состояшая из трех катушек. В обшем случае она может состоять из 1 -ь 7.1 катушек. Фазные группы могут соединяться между собой выводами 5, 7 параллельно и/или последовательно. Для создания оптимального значения врашаюшего момента в двигательном режиме, или отдачи электрической мошностиFigure 1 presents a diagram of the magnetic circuit of the proposed technical solution of a valve electric machine with one inductor. The valve electric machine contains: permanent magnets 1, the yoke of the inductor 2, the stator teeth 3, the sensors 4 of the rotor position, the first terminal 5 of the winding 6 and its second terminal 7. Permanent magnets 1 of alternating polarity are mounted on the yoke (magnetic circuit) of the rotor inductor 2. On the teeth of the armature (stator) 3 is wound a phase group of coils of the winding 6. In FIG. 1 shows an example of a phase group consisting of three coils. In the general case, it can consist of 1 7.1 coils. Phase groups can be interconnected by terminals 5, 7 in parallel and / or in series. To create the optimal value of the moment of moment in the motor mode, or the return of electric power

,,

2p(qin±l} i,2p (qin ± l} i,

в сеть при рекуперации, обмотки включаются посредством электронного коммутатора. Момент включения определяется датчиком положения ротора 4, например, датчиком Холла, расположенном на статоре, между зубцов, чувствительным элементом в рабочем зазоре машины.in the network during recovery, the windings are connected via an electronic switch. The moment of activation is determined by the position sensor of the rotor 4, for example, a Hall sensor located on the stator, between the teeth, a sensitive element in the working clearance of the machine.

Устройство работает следующим образом. В двигательном режиме сигнал с датчика 4 положения ротора, расположенного под постоянным магнитом 1, закрепленном на ярме 2, поступает на электронный коммутатор (на фигЛ не показан в связи с непринципиальностью в рамках рассматриваемого технического решения), который подключает источник ЭДС к зажимам, например 5 и 7, катушек одной из фаз 6. По ним протекает ток, создавая МДС, которая, взаимодействуя с полями постоянных магнитов 1, создаёт усилие между зубцами 3, в которых сконцентрировано электромагнитное поле фазы статора, и постоянными магнитами 1, создавая вращающий момент нужного направления. При прохождении заднего края магнита над датчиком, он отключает фазу, пока она снова не займет наиболее выгодного положения, необходимого для создания вращающего момента того же направления. В это время другой датчик положения ротора включает следующую фазу и т. д. Цикл повторяется во всех фазах, и ротор получает непрерывное вращение.The device operates as follows. In motor mode, the signal from the rotor position sensor 4, located under the permanent magnet 1, mounted on the yoke 2, is fed to an electronic switch (not shown in FIG. Due to the lack of principle in the framework of the considered technical solution), which connects the EMF source to the terminals, for example 5 and 7, the coils of one of the phases 6. A current flows through them, creating an MDS, which, interacting with the fields of permanent magnets 1, creates a force between the teeth 3, in which the electromagnetic field of the stator phase is concentrated, and the permanent magnets 1, creating the torque in the desired direction. When passing the rear edge of the magnet over the sensor, it turns off the phase until it again takes the most favorable position necessary to create a torque in the same direction. At this time, another rotor position sensor includes the next phase, etc. The cycle repeats in all phases, and the rotor receives continuous rotation.

Отличие режима рекуперации состоит в том, что фазы включаются с целью наведения в них ЭДС полем постоянных магнитов, а вращающий момент создается приводным двигателем. Датчик положения ротора служит в этом случае для своевременного включения обмоток с целью создания ЭДС, отдаваемой в сеть, а не разнонаправленной во времени.The difference in the recovery mode is that the phases are switched on in order to induce the EMF in them with a field of permanent magnets, and the torque is created by the drive motor. In this case, the rotor position sensor serves to turn on the windings in a timely manner in order to create an EMF delivered to the network, and not multidirectional in time.

При увеличении количества фаз меньше катушек в одно и тоже время находятся в отключенном состоянии, что приводит к снижению пульсаций вращающего момента в двигательном режиме, и ЭДС в режиме рекуперации, но и к увеличению количества полупроводниковых вентилей, т.е. возрастанию стоимости изделия.With an increase in the number of phases, fewer coils at the same time are in the off state, which leads to a decrease in the pulsations of the torque in the motor mode, and the EMF in the recovery mode, but also to an increase in the number of semiconductor valves, i.e. increasing the cost of the product.

Предлагаемое техническое решение позволяет получить тихоходную вентильную электрическую машину, применяемую для безредукторного привода транспортных средств с режимом рекуперации, а также, как иизкоскоростной генератор электрической энергии. The proposed technical solution allows you to get a low-speed valve electric machine, used for gearless drive vehicles with recovery mode, as well as a low-speed generator of electrical energy.

Claims (3)

1. Вентильная электрическая машина, содержащая ось со статором и установленный на ней с возможностью вращения ротор и обод, отличающаяся тем, что названная машина имеет постоянные магниты с числом полюсов 2р, зубцы статора с катушками, датчики углового положения ротора, причем ротор расположен в виде концентрично расположенного индуктора и соединен с ободом, при этом постоянные магниты расположены на индукторе с чередованием полярности, статор расположен внутри индуктора и несет зубцы с катушками и ярмо, расположенные с зазорами относительно постоянных магнитов, датчики углового положения закреплены на статоре и электрически связаны с катушками, катушки соединены в обмотку, имеющую фазы, разбитые на фазные группы, катушки в пределах фазной группы расположены с шагом, отличным от шага размещения постоянных магнитов, на величину 1, 2, 3 ..., так, чтобы число зубцов статора ZS удовлетворяло выражению
Zs = ζ·m·α,
где ζ - число катушек в фазной группе;
m - число фаз;
α - число параллельных ветвей обмотки,
и, в то же время, число полюсов 2р определялось как
2p = (ζ·m±1)·α,
датчики углового положения размещены по одному на фазу между зубцами статора как можно ближе к осям фазных групп.
1. Valve electric machine containing an axis with a stator and mounted on it with the possibility of rotation of the rotor and rim, characterized in that the said machine has permanent magnets with the number of poles 2p, the teeth of the stator with coils, the sensors of the angular position of the rotor, and the rotor is located in the form concentric located inductor and connected to the rim, while the permanent magnets are located on the inductor with alternating polarity, the stator is located inside the inductor and carries teeth with coils and yokes located with gaps include of permanent magnets, angular position sensors are fixed on the stator and electrically connected to the coils, the coils are connected into a winding having phases divided into phase groups, the coils within the phase group are arranged in increments of 1, 2 different from the pitch of permanent magnets , 3 ..., so that the number of stator teeth Z S satisfies the expression
Z s = ζ · m · α,
where ζ is the number of coils in the phase group;
m is the number of phases;
α is the number of parallel branches of the winding,
and, at the same time, the number of poles 2p was determined as
2p = (ζm ± 1)
angular position sensors are placed one per phase between the stator teeth as close as possible to the axes of the phase groups.
2. Вентильная электрическая машина по п.1, отличающаяся тем, что сердечник статора выполнен с целью снижения отходов электротехнической стали из отдельных модулей - зубец и участок ярма, скрепленных вместе. 2. The valve electric machine according to claim 1, characterized in that the stator core is made in order to reduce waste electrical steel from separate modules - a tooth and a portion of the yoke fastened together. 3. Вентильная электрическая машина по п.1, отличающаяся тем, что число фаз может быть равно 2, 3, 4, ..., ZS.
Figure 00000001
3. Valve electric machine according to claim 1, characterized in that the number of phases can be equal to 2, 3, 4, ..., Z S.
Figure 00000001
RU2000118620/20U 2000-07-19 2000-07-19 VENT ELECTRIC CAR RU16046U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000118620/20U RU16046U1 (en) 2000-07-19 2000-07-19 VENT ELECTRIC CAR

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000118620/20U RU16046U1 (en) 2000-07-19 2000-07-19 VENT ELECTRIC CAR

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU16046U1 true RU16046U1 (en) 2000-11-27

Family

ID=48276595

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000118620/20U RU16046U1 (en) 2000-07-19 2000-07-19 VENT ELECTRIC CAR

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU16046U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1461854B1 (en) Electrical machine
US9543876B2 (en) Three phase flux switching generator in a three stage wound field synchronous machine
CN108964396B (en) Stator partition type alternate pole hybrid excitation motor
CN101291095B (en) Hybrid switch reluctance motor
CN105207436B (en) A kind of ring-shaped yoke portion armature winding high power density composite excitation permanent magnet motor
JP5543186B2 (en) Switched reluctance motor drive system
CN105680652A (en) Hybrid magnetic circuit double-stator weak-magnetic speed multiplying solid rotor permanent magnet synchronous motor and method thereof
WO2023216635A1 (en) Axial flux switched reluctance motor having wide and narrow stator poles, and control method therefor
CN1954476A (en) Hybrid electric reluctance motor
CN105186749A (en) Hybrid excitation permanent magnet motor with duplex windings on ring-shaped yokes
CN205081652U (en) Armature winding high power density mixed excitation permanent magnet motor of annular yoke portion
GB2496435A (en) Poly-phase stator having coils switchable between series and parallel connection
RU2302692C1 (en) Electromechanical converter
RU2311715C1 (en) Synchronous electrical machine
CN205081598U (en) Duplex winding high power density mixed excitation permanent magnet motor
CN111211659A (en) Stator modular annular winding dual-rotor permanent magnet motor
JPH08289517A (en) Simultaneous generating type motor
CN102570656A (en) Electric-excitation brushless starter generator (motor)
Luo et al. A synchronous/permanent magnet hybrid AC machine
CN110417223A (en) A kind of magneto magnetic regulation mechanism and its adjustable magnetic method
CN105207384A (en) Double-winding high-power-density hybrid excitation permanent magnet motor
CN202395551U (en) Electric excitation brushless starting generator
RU16046U1 (en) VENT ELECTRIC CAR
CN205081600U (en) Duplex winding mixed excitation permanent magnet motor of annular yoke portion
CN210608875U (en) Radial magnetic field composite magnetic flux switching motor