RU2009599C1 - Magneto-generator - Google Patents

Magneto-generator Download PDF

Info

Publication number
RU2009599C1
RU2009599C1 SU5037376A RU2009599C1 RU 2009599 C1 RU2009599 C1 RU 2009599C1 SU 5037376 A SU5037376 A SU 5037376A RU 2009599 C1 RU2009599 C1 RU 2009599C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
poles
stator
pole
winding
coils
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.В. Жуловян
О.И. Новокрещенов
Г.А. Шаншуров
Original Assignee
Новосибирский государственный технический университет
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 Новосибирский государственный технический университет filed Critical Новосибирский государственный технический университет
Priority to SU5037376 priority Critical patent/RU2009599C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2009599C1 publication Critical patent/RU2009599C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Synchronous Machinery (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: electric machine windings are placed at clearly manifested poles of stator and they are divided for p modules so each of them contains Z0/m separate windings. Z0 is number of electric machine poles, m is phase number in one module. Windings connecting circuit is made so to provide specific winding polarity interchanging. EFFECT: better winding distribution in electric machine. 4 dwg

Description

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к индукторным электрическим машинам с зубчатым статором и зубчатым ротором. The invention relates to electric machines, namely to induction electric machines with a gear stator and a gear rotor.

Известны индукторные электрические машины, работающие на принципе электромагнитной редукции и содержащие статор с явновыраженными полюсами, на которых выполнены радиальные зубцы, зубчатый ротор. На статоре установлена обмотка возбуждения, охватывающая каждый полюсный наконечник статора, формируя магнитный поток противоположного знака в соседнем полюсном наконечнике, и многофазная обмотка переменного тока. Known induction electric machines operating on the principle of electromagnetic reduction and containing a stator with distinct poles, which are made of radial teeth, a gear rotor. An excitation winding is installed on the stator, covering each pole tip of the stator, forming a magnetic flux of the opposite sign in the adjacent pole tip, and a multiphase AC winding.

Наиболее близкая к предлагаемому индукторная электрическая машина, состоящая из статора с явновыраженными полюсами, каждый из которых имеет катушку возбуждения и радиальные зубцы, и ротора с радиальными зубцами. Катушки полюсов включены последовательно с диодами так, что в катушках, расположенных на соседних полюсах, электрические токи проходят в противоположных направлениях, образуя чередующуюся полярность полюсов вдоль всей расточки статора. Closest to the proposed induction electric machine, consisting of a stator with distinct poles, each of which has an excitation coil and radial teeth, and a rotor with radial teeth. The pole coils are connected in series with the diodes so that in the coils located at adjacent poles, the electric currents flow in opposite directions, forming an alternating pole polarity along the entire stator bore.

Катушки, расположенные относительно друг друга на полюсах диаметрально и включенные последовательно с одним диодом, образуют фазу. Coils located diametrically relative to each other at the poles and connected in series with one diode form a phase.

Общим для аналога и прототипа является сравнительно низкий коэффициент мощности и соответственно большой ток, потребляемый из сети из-за большой индуктивной его составляющей. При этом ток, потребляемый из сети, в машинах данного класса мало меняется от режима холостого хода до нагрузки. Объяснение приведенным фактам лежит в принципе действия этих машин и определяется их работой в режиме недовозбуждения, когда напряжение сети значительно больше ЭДС от поля возбуждения. Явнополюсный с числом полюсов Zo зубчатый статор имеет многофазную катушечную обмотку, каждая катушка которой размещена на одном полюсе статора, к преобразователю подключена обмотка статора, статор и ротор выполнены с четным и не равным друг другу числами зубцов и каждая фаза обмотки выполнена из Р встречно включенных катушек, размещенных со сдвигом на двойное полюсное деление 2 τ, где
2 τ = Zo/P, Р - число четное.
Common for the analogue and the prototype is a relatively low power factor and, accordingly, a large current consumed from the network due to its large inductive component. At the same time, the current consumed from the network in machines of this class varies little from idle to load. The explanation of these facts lies in the principle of operation of these machines and is determined by their operation in the mode of under-excitation, when the mains voltage is much higher than the EMF from the field of excitation. The gear stator, which is explicitly polarized with the number of poles Z o, has a multiphase coil winding, each coil of which is located on one pole of the stator, a stator winding is connected to the converter, the stator and rotor are made with even and not equal to each other numbers of teeth, and each phase of the winding is made of counter-connected P coils placed with a shift by double pole division 2 τ, where
2 τ = Z o / P, P is an even number.

Предложенная схема включения обмотки полюсов обеспечивает отличное от аналогов распределение поля в воздушном зазоре и как следствие увеличение ЭДС от поля возбуждения, определяемого постоянным током катушек, что в свою очередь приводит к увеличению коэффициента мощности потребляемой из сети и к снижению тока потребляемого из сети. The proposed circuit for switching on the pole winding provides a different field distribution in the air gap than analogs and, as a result, an increase in the EMF from the field of excitation determined by the direct current of the coils, which in turn leads to an increase in the power factor consumed from the network and to a decrease in the current consumed from the network.

На фиг. 1 изображена конструктивная схема двигателя; на фиг. 2 - схема включения катушек полюсов для двухфазной электрической машины; на фиг. 3 - схема включения катушек полюсов для трехфазной электрической машины; на фиг. 4 - рабочие характеристики, обеспечиваемые предлагаемым двигателем. In FIG. 1 shows a structural diagram of an engine; in FIG. 2 is a diagram of the inclusion of pole coils for a two-phase electric machine; in FIG. 3 is a diagram of the inclusion of pole coils for a three-phase electric machine; in FIG. 4 - performance provided by the proposed engine.

Изобретение иллюстрируется следующим примером. The invention is illustrated by the following example.

Индукторная электрическая машина содержит статор 1 с явновыраженными полюсами 2 (фиг. 1). В общем случае на внутренней поверхности полюсов 2 выполнены радиальные зубцы (на фиг. 1 не изображены). Ротор 3 выполнен зубчатым безобмоточным. На полюсах 2 расположены катушки 4, объединенные в однофазную - двухфазную обмотку (фиг. 2) и однофазно-трехфазную обмотку (фиг. 3), подключенную к источнику 5 питания. Обмотка, выполненная в виде размещенных на полюсах 2 катушек 4 с полюсами 2, разделена на Р = 2 модулей 6 и 7 (фиг. 1). При этом каждый модуль содеpжит m катушек:
при m = 4 по 4 катушки в каждом модуле, где A1B1X1Y1 - катушки полюсов первого модуля и A2B2X2Y2 - катушки полюсов второго модуля (фиг. 2);
при m = 6 по 6 катушек в каждом модуле, где A1Z1B1X1C1Y1 катушки полюсов первого модуля и A2Z2B2X2С2Y2 - катушки полюсов второго модуля (фиг. 3).
Inductive electric machine contains a stator 1 with distinct poles 2 (Fig. 1). In the general case, radial teeth are made on the inner surface of the poles 2 (not shown in FIG. 1). The rotor 3 is made toothed without winding. At the poles 2 are coils 4, combined into a single-phase - two-phase winding (Fig. 2) and a single-phase-three-phase winding (Fig. 3), connected to a power source 5. The winding, made in the form of coils 4 with poles 2 placed at the poles of 2, is divided into P = 2 modules 6 and 7 (Fig. 1). In addition, each module contains m coils:
when m = 4, 4 coils in each module, where A 1 B 1 X 1 Y 1 are the pole coils of the first module and A 2 B 2 X 2 Y 2 are the pole coils of the second module (Fig. 2);
at m = 6, there are 6 coils in each module, where A 1 Z 1 B 1 X 1 C 1 Y 1 is the pole coil of the first module and A 2 Z 2 B 2 X 2 C 2 Y 2 is the pole coil of the second module (Fig. 3 )

В пределах каждого модуля полярность соседних полюсов различна, что обеспечивается соединением начал и концов катушек 4 полюсов 2 между собой (фиг. 2 и 3) и с источником питания 5. На фиг. 2 источник 5 питания обеспечивает протекание по катушкам 4 обмотки одновременно постоянного (постоянной составляющей) i- и переменного тока (переменной составляющей) i.Within each module, the polarity of adjacent poles is different, which is ensured by connecting the beginnings and ends of the coils 4 of the poles 2 with each other (Figs. 2 and 3) and with a power source 5. In FIG. 2, the power supply 5 provides for the flow along the coils 4 of the winding at the same time constant (constant component) i - and alternating current (variable component) i .

В пределах каждого модуля катушки чередуются вдоль расточки статора по закону для m = 4 (фиг. 2)
A1B1X1Y1 · A2B2X2Y2, для m = 6 (фиг. 3)
A1Z1B1X1C1Y1 · A2Z2B2X2С2Y2.
Within each module, the coils alternate along the stator bore according to the law for m = 4 (Fig. 2)
A 1 B 1 X 1 Y 1 · A 2 B 2 X 2 Y 2 , for m = 6 (Fig. 3)
A 1 Z 1 B 1 X 1 C 1 Y 1 · A 2 Z 2 B 2 X 2 C 2 Y 2 .

Одноименные катушки 4 модулей 6, 7 электрически объединены (указано последовательное соединение) в группы
A1 c A2; X1 c X2; B1 c B2; Y1сY2 для m = 4 (фиг. 2) и для m = 6, кроме того C1 c C2 и Z1 c Z2 (фиг. 3), образуя m-фазную Р = 2 полюсную по переменному току обмотку. Так, при m = 4 имеем параллельно включенные группы катушек А1А2 с Х1Х2 и В1В2 с Y1Y2, а при m = 6, кроме того, С1С2 с Z1Z2.
Coils of the same name 4 modules 6, 7 are electrically combined (indicated in series) in groups
A 1 c A 2 ; X 1 c X 2 ; B 1 c B 2 ; Y 1 with Y 2 for m = 4 (Fig. 2) and for m = 6, in addition, C 1 c C 2 and Z 1 c Z 2 (Fig. 3), forming an m-phase P = 2 pole alternating current winding . So, with m = 4, we have parallel-connected groups of coils A 1 A 2 with X 1 X 2 and B 1 B 2 with Y 1 Y 2 , and with m = 6, in addition, C 1 C 2 with Z 1 Z 2 .

Катушка 4 полюса, являющаяся началом модуля 7 - А2, на постоянном токе включена по отношению к первой катушке полюса 4 предыдущего модуля 6 - А1 встречно, обеспечивая чередование полярности полюсов по закону для m = 4 (фиг. 1, 2):
N(A1)SNS · S(A2)NSN, для m = 6 (фиг. 3)
N(A1)SNSNS · S(A2)NSNSN.
The pole 4 coil, which is the beginning of module 7 - A 2 , is switched on with direct current in relation to the first pole 4 coil of the previous module 6 - A 1 , providing alternating pole polarity according to the law for m = 4 (Fig. 1, 2):
N (A 1 ) SNS · S (A 2 ) NSN, for m = 6 (Fig. 3)
N (A 1 ) SNSNS · S (A 2 ) NSNSN.

Источник 5 питания может быть выполнен на диодах 8, подключенных к сети переменного тока. The power source 5 can be performed on diodes 8 connected to an AC network.

Индукторная электрическая машина работает следующим образом. Источник 5 питания (фиг. 2,3) обеспечивает протекание в полуфазах однополярного тока i при помощи коммутирующих электронных устройств, например диодов, подключенных к сети переменного тока. Induction electric machine operates as follows. The power source 5 (Fig. 2,3) ensures that the unipolar current i flows in half phases using switching electronic devices, for example, diodes connected to an alternating current network.

Однополярный ток i содержит постоянную составляющую, протекающую по катушкам 4 полюсов 2, образуя поле возбуждения индукторной машины. При этом число полюсов 2 возбуждения в пределах каждого модуля 6, 7 равно m, т. е. четырем при m = 4 (фиг. 1, 2) и шести при m = 6 (фиг. 3). Схема соединения катушек 4 в пределах каждого модуля обеспечивает чередование полярности полюсов 2. Однако в предлагаемом устройстве каждый модуль 6 и 7 имеет свой закон чередования полярности полюсов, а именно такой, что начальные катушки полюсов каждого модуля имеют полярность:
у первого модуля полюс А1 северный,
у второго модуля полюс А2 южный.
Unipolar current i contains a constant component flowing through the coils of 4 poles 2, forming the field of excitation of the inductor machine. The number of excitation poles 2 within each module 6, 7 is m, i.e., four at m = 4 (Fig. 1, 2) and six at m = 6 (Fig. 3). The connection diagram of the coils 4 within each module provides an alternation of the polarity of the poles 2. However, in the proposed device, each module 6 and 7 has its own law of alternating the polarity of the poles, namely, such that the initial pole coils of each module have a polarity:
the first module has the pole A 1 north,
at the second module, pole A 2 is south.

В результате смежные полюса A1Y2 - северные и Y1А2 южные, т. е. одинаковой полярности.As a result, the adjacent poles A 1 Y 2 are the north and Y 1 A 2 are south, i.e., of the same polarity.

Такая полярность полюсов 2 приводит к увеличению внутренней ЭДС, индуктируемой в катушках 4 относительно начал и концов фаз (фиг. 2) и как следствие к снижению реактивной составляющей тока, потребляемого из сети (фиг. 4). На фиг. 4 приведены величины потребляемых токов I1нов и I1ст и коэффициентов мощности cos φ и cos φ1ст в зависимости от мощности на выходе двигателя. Индекс "нов" присвоен величинам, обеспечиваемым индукторной электрической машиной по предлагаемой схеме включения катушки 4 полюсов 2, а индекс "ст" для случая, когда закон чередования полярности полюсов всех модулей одинаков.This polarity of the poles 2 leads to an increase in the internal EMF induced in the coils 4 relative to the beginnings and ends of the phases (Fig. 2) and, as a result, to a decrease in the reactive component of the current consumed from the network (Fig. 4). In FIG. 4 shows the values of the consumed currents I 1nov and I 1st and power factors cos φ and cos φ 1st depending on the power at the motor output. The index “nov” is assigned to the values provided by the induction electric machine according to the proposed scheme for switching on the coil of 4 poles 2, and the index “ct” is for the case when the law of alternating the polarity of the poles of all the modules is the same.

Благодаря снижению потребляемой реактивной мощности представляется возможность повысить использование активного объема электрической машины, снижая расход активных материалов при сохранении потребляемой полезной мощности. (56) Патент США N 4075521, кл. H 02 K 3/00, опублик. 1976. By reducing the consumed reactive power, it is possible to increase the use of the active volume of the electric machine, reducing the consumption of active materials while maintaining the consumed useful power. (56) U.S. Patent No. 4,075,521, cl. H 02 K 3/00, published. 1976.

Заявка Франции N 2272519, кл. H 02 K 19/24, опублик. 1974. Application of France N 2272519, cl. H 02 K 19/24, published. 1974.

Claims (1)

ИНДУКТОРНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА, содержащая явнополюсный с числом полюсов Z0 зубчатый статор с многофазной катушечной обмоткой, каждая катушка которой размещена на одном полюсе статора, безобмоточный ферромагнитный зубчатый ротор и преобразователь, к которому подключена обмотка статора, отличающаяся тем, что статор и ротор выполнены с четными и не равными друг другу числами зубцов и каждая фаза обмотки выполнена из p встречно включенных катушек, размещенных со сдвигом на двойное полюсное деление 2τ,
где 2τ= = Z0/p,
p - число четное.
INDUCTOR ELECTRIC MACHINE, containing a gear pole stator with a number of poles Z 0 with a multiphase coil winding, each coil of which is located on one pole of the stator, a winding ferromagnetic gear rotor and a converter to which the stator winding is connected, characterized in that the stator and rotor are made even and unequal numbers of teeth, and each phase of the winding is made of p counter-connected coils placed with a shift by double pole division 2τ,
where 2τ = Z 0 / p,
p is an even number.
SU5037376 1992-02-19 1992-02-19 Magneto-generator RU2009599C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5037376 RU2009599C1 (en) 1992-02-19 1992-02-19 Magneto-generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5037376 RU2009599C1 (en) 1992-02-19 1992-02-19 Magneto-generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2009599C1 true RU2009599C1 (en) 1994-03-15

Family

ID=21601882

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5037376 RU2009599C1 (en) 1992-02-19 1992-02-19 Magneto-generator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2009599C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2450410C1 (en) * 2011-02-28 2012-05-10 Александр Дмитриевич Петрушин Reactive switched electrical machine with rotation symmetry
RU2477917C1 (en) * 2011-09-30 2013-03-20 Владимир Михайлович Чернухин Electric reducer machine with polar gear inducer
RU2478250C1 (en) * 2011-09-30 2013-03-27 Владимир Михайлович Чернухин Reduction magnetoelectric machine with pole gear-type inductor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2450410C1 (en) * 2011-02-28 2012-05-10 Александр Дмитриевич Петрушин Reactive switched electrical machine with rotation symmetry
RU2477917C1 (en) * 2011-09-30 2013-03-20 Владимир Михайлович Чернухин Electric reducer machine with polar gear inducer
RU2478250C1 (en) * 2011-09-30 2013-03-27 Владимир Михайлович Чернухин Reduction magnetoelectric machine with pole gear-type inductor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7034499B2 (en) Electromagnetic motor
RU2437201C1 (en) Non-contact electric machine with axial excitation
RU2009599C1 (en) Magneto-generator
RU2407135C2 (en) Contactless reducer electromagnetic machine
RU2390086C1 (en) Contactless reductor electric machine with combined excitation
RU2719685C1 (en) Electric motor stator
RU2095923C1 (en) Synchronous electric motor with integral multifunctional exciter without brushes
SU366813A1 (en) INDUCTOR MACHINE
RU2249904C2 (en) Permanent-magnet electrical machine using power-saving control gear
RU2414039C1 (en) Modular synchronous electric machine
RU2700658C2 (en) Frequency multiplier with rotating field
RU2477917C1 (en) Electric reducer machine with polar gear inducer
RU2076433C1 (en) Synchronous motor with electromagnetic reduction
RU2072612C1 (en) Induction electric machine
RU2279173C2 (en) Inductor engine (variants)
RU2759219C1 (en) Synchronous machine
RU216073U1 (en) MAGNETOELECTRIC GENERATOR WITH BIFILAR WINDING
RU2414791C1 (en) Modular electrical machine
RU2436221C1 (en) Contactless magnetoelectric machine with axial excitation
RU2145460C1 (en) Synchronous motor
RU2380814C1 (en) Contactless electromagnetic machine
RU2414794C1 (en) Non-contact modular synchronous magnetoelectric machine
RU2071628C1 (en) A c electric machine
US5717586A (en) Single winding power converter
SU1711299A1 (en) Synchronous gear-motor