RU181894U1 - Электрическая машина - Google Patents
Электрическая машинаInfo
- Publication number
- RU181894U1 RU181894U1 RU2018112836U RU2018112836U RU181894U1 RU 181894 U1 RU181894 U1 RU 181894U1 RU 2018112836 U RU2018112836 U RU 2018112836U RU 2018112836 U RU2018112836 U RU 2018112836U RU 181894 U1 RU181894 U1 RU 181894U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic
- stator
- wedges
- electric machine
- rotor
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
- H02K1/16—Stator cores with slots for windings
-
- 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
- H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
- H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
- H02K3/48—Fastening of windings on the stator or rotor structure in slots
- H02K3/487—Slot-closing devices
- H02K3/493—Slot-closing devices magnetic
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам и может найти применение при создании асинхронных и синхронных электродвигателей и электрогенераторов.Электрическая машина, содержащая статор с полузакрытыми пазами, магнитные клинья для фиксации обмотки статора и ротор с постоянными магнитами, отличающаяся тем, что магнитные клинья выполнены т-образными и расположены таким образом, что тело магнитного клина помимо части паза занимает и его шлиц, при этом относительная магнитная проницаемость материала клина не менее 40.Заявляемая полезная модель позволяет уменьшить зубцовые пульсации электромагнитного момента, уменьшить вихревые токи в массиве постоянных магнитов и снизить их нагрев.
Description
Полезная модель относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам, и может найти применение при создании асинхронных и синхронных электродвигателей и электрогенераторов.
Известны электрические машины малой и средней мощности серии 4А с магнитными клиньями в полузакрытых пазах, которые соединяются с воздушным зазором узким каналом (шлицом) шириной 1,8-6 мм и длиной в 0,5-1,1 мм [1].
Недостатком данного устройства является то, что магнитный клин, будучи расположен внутри паза, оказывает слабое влияние на выравнивание магнитного поля в воздушном зазоре. Для устранения этого существенного недостатка необходимо, чтобы тело клина, помимо части паза, занимало бы и его шлиц.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению и взятым за прототип является электрическая машина производства ЗАО «ЧЭАЗ» 5ДВМ, содержащая статор с полузакрытыми пазами и уложенной в его пазы обмоткой, и ротор с постоянными магнитами [2].
Недостатком данной электрической машины является то, что в местах напротив пазовых щелей имеются значительные провалы магнитной индукции.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является повышение равномерности вращения электрической машины.
Технический результат - уменьшение вихревых токов в постоянных магнитах ротора, снижение их нагрева и уменьшение зубцовых пульсаций электромагнитного момента.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что в электрической машине содержащей статор с полузакрытыми пазами, магнитные клинья для фиксации обмотки статора и ротор с постоянными магнитами магнитные клинья выполнены т-образными и расположены таким образом, что тело магнитного клина помимо части паза занимает и его шлиц, при этом относительная магнитная проницаемость материала клина не менее 40.
Отличительной особенностью данного технического решения является то, что в электрической машине магнитные клинья выполнены т-образными и расположены таким образом, что тело магнитного клина помимо части паза занимает и его шлиц, при этом относительная магнитная проницаемость материала клина не менее 40.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлена конструкция заявляемого устройства (датчик положения ротора, подшипники и прочие элементы, не меняющие сущность изобретения, не представлены); на фиг. 2 - магнитные клинья, обычной конструкции в полузакрытых пазах статора электрической машины; на фиг. 3 - магнитные клинья т-образной формы, занимающие помимо части паза и его шлиц; на фиг. 4 - график зависимости магнитной индукции в воздушном зазоре от угла поворота ротора при отсутствии магнитных клиньев; на фиг. 5 - график зависимости магнитной индукции в воздушном зазоре от угла поворота ротора при установке магнитных клиньев т-образной формы с относительной магнитной проницаемостью на фиг. 6 - график зависимости магнитной индукции в воздушном зазоре от угла поворота ротора при установке магнитных клиньев т-образной формы с относительной магнитной проницаемостью на фиг. 7 - график зависимости магнитной индукции в воздушном зазоре от угла поворота ротора при установке магнитных клиньев традиционной конструкции; на фиг. 8 - электромагнитный момент обесточенного статора при отсутствии магнитных клиньев в пазах; на фиг. 9 - электромагнитный момент обесточенного статора при наличии магнитных клиньев в пазах.
Заявляемое устройство состоит из ротора 1 с постоянными магнитами 5, корпуса 2 статора, активного сердечника 3 статора с зубцами 6 и полузакрытыми пазами, обмотки 4 статора и магнитных клиньев 7.
Работа электрической машины осуществляется следующим образом. На обмотку 4 статора подается напряжение питания, которое формируется системой управления в зависимости от положения ротора 1 с постоянными магнитами 5. Возбуждение происходит от постоянных магнитов 5 ротора 1. Магнитный поток, создаваемый обмоткой 4 статора, замыкается по активному сердечнику 3 статора. Формируемый вектор магнитного поля статора приводит во вращение ротор 1 электрической машины. При вращении ротора 1 магнитные клинья 7 выравнивают магнитную индукцию в воздушном зазоре электрической машины.
Численный расчет электрической машины с постоянными магнитами позволяет оценить влияние геометрии и магнитной проницаемости магнитного клина на распределение магнитной индукции в воздушном зазоре.
Распределение радиальной составляющей магнитной индукции в воздушном зазоре при отсутствии магнитных клиньев в пазах и ширине полюса 150 эл. град, показано на фиг. 4, где видны значительные провалы индукции в местах напротив пазовых щелей. Особенно большой величины (до 50%) они наблюдаются на поверхности расточки статора, на которой также возникают значительные (свыше 100%) импульсные выбросы индукции на углах зубцов.
При наличии в пазах, включая пазовые щели, магнитных клиньев с относительной магнитной проницаемостью указанные провалы и выбросы значительно уменьшаются (фиг. 5).
У электрической машины с магнитными клиньями, углубленными в шлицы пазов (фиг. 6), амплитуда наиболее значительной гармоники магнитной индукции с номером ν=6 на поверхности магнитов составляет всего 0,0076 Тл. Имеем снижение амплитуды этой гармоники, вызывающей потери в магнитах, в 13 раз. Такая электрическая машина практически не будет иметь потерь в магнитах.
При установке традиционных магнитных клиньев, не входящих в шлиц паза, распределение магнитной индукции в воздушном зазоре (фиг. 7) остается почти таким же, как и при отсутствии магнитных клиньев (фиг. 4). Амплитуда гармоники магнитной индукции с номером ν=6 на поверхности магнитов в это случае будет составлять 0,059 Тл, т.е. уменьшается всего лишь в 1,7 раза (вместо 13 раз при магнитных клиньях, заходящих в шлиц).
Переменная составляющая магнитной индукции, вызванная z зубцами статора и показанная на фиг. 4, перемещается относительно поверхности магнитов со скоростью вращения ротора, наводя в теле магнита вихревые токи.
Установка магнитных клиньев в пазах статора, как видно из фиг. 6 и фиг. 7, практически устраняет высокочастотную составляющую магнитной индукции в воздушном зазоре и, тем самым, решает проблему недопустимого нагрева постоянных магнитов.
При отсутствии скоса пазов статора магнитная проводимость воздушного зазора будет иметь сильно выраженную зависимость от углового положения ротора. В результате появляется электромагнитный момент реактивного происхождения при обесточенном статоре. Кривая этого момента, подсчитанная по формуле метода натяжений [5]
где - активная длина, максимальный наружный диаметр и полюсное деление ротора; - нормальная и тангенциальная составляющие соответственно магнитной индукции и напряженности магнитного поля в воздушном зазоре, показана на фиг. 8.
Номинальный момент рассматриваемой электрической машины равен 47,7 Н⋅м. Амплитуда реактивного момента (момента «залипания»), как видно из рис. 9, может достигать 38% от номинального момента.
На рис. 9 показана кривая реактивного момента этой же электрической машины, но уже с магнитными клиньями в пазах статора. Видим, что максимум реактивного момента уменьшился в шесть раз, составив уже 6,3% от номинального момента.
Эффект снижения зубцовых пульсаций электромагнитного момента, распространяется не только для рассмотренной электрической машины, но также и для любых других электрических машин, имеющих полузакрытые пазы на статоре.
Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет уменьшить зубцовые пульсации электромагнитного момента, уменьшить вихревые токи в массиве постоянных магнитов и снизить их нагрев.
Источники информации
1. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник / А.Э. Кравчик, М.М. Шлаф, В.И. Афонин, Е.А. Соболенская. - М.: Энергоиздат, 1982. -504 с.
2. БКЖИ.521571.001 РЭ, Руководство по эксплуатации «Двигатели вентильные 5 ДВМ».
3. Афанасьев А.А. Метод сопряжения конформных отображений в задачах электромеханики. - Чебоксары: Изд-во Чуваш, ун-та, 2011. - 390 с.
4. Данилевич Я.Б., Кашарский Э.Г. Добавочные потери в электрических машинах. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963. - 214 с.
5. Иванов-Смоленский А.В. Электромагнитные силы и преобразование энергии в электрических машинах. - М.: Высш. шк., 1989. - 312 с.
Claims (1)
- Электрическая машина, содержащая статор с полузакрытыми пазами, магнитные клинья для фиксации обмотки статора и ротор с постоянными магнитами, отличающаяся тем, что магнитные клинья выполнены т-образными и расположены таким образом, что тело магнитного клина помимо части паза занимает и его шлиц, при этом относительная магнитная проницаемость материала клина не менее 40.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018112836U RU181894U1 (ru) | 2017-06-06 | 2017-06-06 | Электрическая машина |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018112836U RU181894U1 (ru) | 2017-06-06 | 2017-06-06 | Электрическая машина |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU181894U1 true RU181894U1 (ru) | 2018-07-26 |
Family
ID=62982011
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018112836U RU181894U1 (ru) | 2017-06-06 | 2017-06-06 | Электрическая машина |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU181894U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU201612U1 (ru) * | 2020-07-08 | 2020-12-23 | Акционерное общество "Чебоксарский электроаппаратный завод" | Электрическая машина |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU629594A1 (ru) * | 1973-07-31 | 1978-10-25 | Предприятие П/Я Г-4012 | Сердечник электрической машины |
US4425521A (en) * | 1982-06-03 | 1984-01-10 | General Electric Company | Magnetic slot wedge with low average permeability and high mechanical strength |
SU1274075A1 (ru) * | 1985-01-16 | 1986-11-30 | Оренбургский политехнический институт | Магнитный клин |
SU1746472A1 (ru) * | 1990-10-23 | 1992-07-07 | Фрунзенский Завод Тяжелого Электромашиностроения "Тяжэлектромаш" | Статор электрической машины |
JPH07107719A (ja) * | 1993-10-05 | 1995-04-21 | Toshiba Corp | 永久磁石式回転電機 |
WO1998043340A1 (en) * | 1997-03-05 | 1998-10-01 | Alamaeki Jarmo | Method and apparatus for profiling magnetic flux |
JP2000261998A (ja) * | 1999-03-08 | 2000-09-22 | Toshiba Corp | 電動機およびそれに使用される磁性楔の製造方法 |
US6211589B1 (en) * | 1995-06-07 | 2001-04-03 | The Boeing Company | Magnetic systems for energy storage flywheels |
RU2422968C2 (ru) * | 2006-02-28 | 2011-06-27 | Смартмотор Ас | Устройство в электрической машине |
-
2017
- 2017-06-06 RU RU2018112836U patent/RU181894U1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU629594A1 (ru) * | 1973-07-31 | 1978-10-25 | Предприятие П/Я Г-4012 | Сердечник электрической машины |
US4425521A (en) * | 1982-06-03 | 1984-01-10 | General Electric Company | Magnetic slot wedge with low average permeability and high mechanical strength |
SU1274075A1 (ru) * | 1985-01-16 | 1986-11-30 | Оренбургский политехнический институт | Магнитный клин |
SU1746472A1 (ru) * | 1990-10-23 | 1992-07-07 | Фрунзенский Завод Тяжелого Электромашиностроения "Тяжэлектромаш" | Статор электрической машины |
JPH07107719A (ja) * | 1993-10-05 | 1995-04-21 | Toshiba Corp | 永久磁石式回転電機 |
US6211589B1 (en) * | 1995-06-07 | 2001-04-03 | The Boeing Company | Magnetic systems for energy storage flywheels |
WO1998043340A1 (en) * | 1997-03-05 | 1998-10-01 | Alamaeki Jarmo | Method and apparatus for profiling magnetic flux |
JP2000261998A (ja) * | 1999-03-08 | 2000-09-22 | Toshiba Corp | 電動機およびそれに使用される磁性楔の製造方法 |
RU2422968C2 (ru) * | 2006-02-28 | 2011-06-27 | Смартмотор Ас | Устройство в электрической машине |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU201612U1 (ru) * | 2020-07-08 | 2020-12-23 | Акционерное общество "Чебоксарский электроаппаратный завод" | Электрическая машина |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103390978B (zh) | 一种双定子盘式混合励磁电机 | |
CN105915021B (zh) | 一种无刷型混合励磁永磁涡流调速装置 | |
EP2782226A3 (en) | Flux controlled PM electric machine rotor | |
CN105048740A (zh) | 一种永磁和变磁阻并列式混合励磁无刷电机 | |
CN110581614B (zh) | 一种伺服有限转角力矩电机 | |
CN105896833A (zh) | 一种基于全波感应励磁的混合励磁三相无刷同步发电机 | |
CN104617727A (zh) | 一种双定子轴向磁场磁通切换型混合永磁记忆电机 | |
RU181894U1 (ru) | Электрическая машина | |
CN105141104A (zh) | 一种轭部励磁绕组高功率密度混合励磁永磁直线发电机 | |
JP6645351B2 (ja) | 回転電機 | |
RU2652102C1 (ru) | Вентильный электродвигатель | |
CN105743253A (zh) | 汽车用爪极永磁与凸极电励磁混联式发电机 | |
RU165187U1 (ru) | Индукторный генератор с комбинированным возбуждением | |
JP6589703B2 (ja) | 回転電機 | |
RU124457U1 (ru) | Синхронная электрическая машина с осевым магнитным потоком | |
RU2709024C1 (ru) | Электромеханический преобразователь энергии с зубцовой концентрической обмоткой | |
RU2603200C1 (ru) | Синхронный элекродвигатель с анизотропной магнитной проводимостью ротора | |
CN105790473A (zh) | 电动汽车増程器内置组合式永磁与电磁混联式发电机 | |
RU115130U1 (ru) | Электрическая машина | |
RU131919U1 (ru) | Низкооборотный генератор электрического тока | |
RU168789U1 (ru) | Электрическая машина с постоянными магнитами | |
Suvorkova et al. | Hybrid synchronous motor electromagnetic torque research | |
RU144223U1 (ru) | Магнитоэлектрическая машина | |
CN219740182U (zh) | 一种内转子相对位置可调的永磁励磁感应子调速器 | |
CN202121392U (zh) | 电压可调卷铁芯永磁交流发电机 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190607 |
|
NF9K | Utility model reinstated |
Effective date: 20200514 |