RU2072614C1 - Электродвигатель с постоянными магнитами - Google Patents
Электродвигатель с постоянными магнитами Download PDFInfo
- Publication number
- RU2072614C1 RU2072614C1 RU94009083A RU94009083A RU2072614C1 RU 2072614 C1 RU2072614 C1 RU 2072614C1 RU 94009083 A RU94009083 A RU 94009083A RU 94009083 A RU94009083 A RU 94009083A RU 2072614 C1 RU2072614 C1 RU 2072614C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stator
- ring
- rotor
- cores
- permanent magnets
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
Использование: в качестве первичного привода на электростанциях и всех видах транспортера. Сущность изобретения: электродвигатель с постоянными магнитами содержит кольца 1, 2 статора с обмотками 3, 4 на сердечниках, выполненных в частях секторов колец, образованных прорезями 7, заполненными немагнитным материалом, прилегающих к упомянутым прорезям. Ротор выполнен из немагнитного кольца с равномерно распределенными по окружности постоянными магнитами 6, шунтированными магнитопроводами 13 из магнитомягкого материала. При подаче в катушки обмоток 3, 4 питания на сердечниках каждого из колец 1, 2 образуются одноименные полюса, при этом одноименные сердечники этих колец имеют полюса разной полярности. Торцы постоянных магнитов 6, обращенные к сердечникам колец статора намагничены одноименно. В результате взаимодействия магнитных потоков статора и ротора с индукциями Вc и Вp соответственно происходит деформация магнитных силовых линий этих потоков, вызывающая механическую силу F = K•Bc•Bp•S, где К - коэффициент пропорциональности, S - площадь общего поля ротор-статор, под действием которой ротор приходит во вращение. В катушках при этом не наводится противоЭДС, из-за локализации магнитного потока постоянных магнитов, что и приводит к повышению КПД. Наличие только одного магнитопровода ротора упрощает конструкцию электродвигателя. 6 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве первичных приводов на электростанциях и в качестве двигателей для транспорта.
Известен торцевой электродвигатель с постоянными магнитами, содержащий два кольцевых статора с N сердечниками, на которых размещены катушки обмотки, источник постоянного тока для питания обмотки статора, установленный между кольцами статора ротор с постоянными магнитами, равномерно распределенными по окружности (авт.св.СССР N 1494877, Н 02 К 29/00, 1989 г). Недостатком такой конструкции является то, что магнитный поток постоянных магнитов ротора замыкается по магнитопроводу статора, пересекая при этом витки обмотки. При вращении ротора этот поток изменяется по отношению к виткам обмотки статора, наводя в ней ЭДС индукции, которая отрицательно влияет на работу электрической машины, поглощая бесполезно электрическую мощность из сети. Бесполезность этой ЭДС наглядна в режиме пуска, когда ЭДС равна нулю, а двигатель интенсивно выходит на рабочий режим. Таким образом, наличие противоЭДС в несколько раз снижает КПД двигателя.
Наиболее близким к предложению по технической сущности и максимальному количеству сходных признаков является электродвигатель с постоянными магнитами, известный из патента Великобритании N 2221519, кл. Н 02 К 21/24, 1990 г. который содержит два кольцевых статора с N сердечниками, на которых расположены катушки обмоток для питания постоянным током и ротора, установленного между статорами, в виде кольца из немагнитного материала с постоянными магнитами, равномерно расположенными по окружности и намагниченными вдоль оси вращения и шунтированными магнитопроводом из магнитомягкого материала. Данной конструкции присущ вышеуказанный недостаток.
Целью данного изобретения является повышение КПД. Это достигается тем, что в электродвигателе с постоянными магнитами, содержащем два кольцевых статора их магнитомягкого материала с N сердечниками, на которых размещены катушки их обмоток для питания постоянным током, установленный между статорами ротор в виде кольца из немагнитного материала с постоянными магнитами, равномерно распределенными по окружности и намагниченными вдоль оси вращения и шунтированными магнитопроводом из магнитомягкого материала, в каждом кольце статора выполнены равномерно распределенные по окружности радиальные прорези, заполненные немагнитным материалом и разделяющие кольцо на одинаковые сектора, на одной части которых, прилегающей к прорези, выполнены упомянутые сердечники, длина которых меньше толщины кольца, катушки каждого кольца статора соединены между собой параллельно и подключены к контактам двухпозиционного ключа для попеременного образования на кольцах статора системы одинаковых полюсов противоположной полярности по отношению к одноименным полюсам сердечников другого статора, а ротор выполнен с количеством постоянных магнитов, равным N/2, одноименно намагниченных и той же полярности, что и обращенные к ним одноименные полюса колец статора.
Указанное исполнение статора и ротора электродвигателя обеспечивает локализацию магнитных потоков и ротора и статора в пределах рабочего зазора между статором и ротором и поочередным включением групп катушек обмотки статора, возбуждающих магнитных поток статора. При этом исключается противоЭДС, что приводит к повышению КПД.
Таким образом, данное изобретение удовлетворяет условию патентоспособности новизне.
Из уровня техники не обнаружены другие источники информации, в которых бы содержались признаки данного изобретения для решения аналогичных задач. Следовательно данное изобретение удовлетворяет и другому условию патентоспособности изобретательному уровню.
На фиг.1 представлена конструкция электродвигателя с постоянными магнитами; на фиг.2,3 конструкции статора и ротора электродвигателя с постоянными магнитами соответственно; на фиг.4 схема соединения катушек обмотки статора электродвигателя с постоянными магнитами; на фиг.5,6 схемы распределения магнитных полей статора и ротора в свободном и вынужденном состояниях соответственно.
Электродвигатель с постоянными магнитами содержит два основных кольца 1,2 из магнитомягкого материала статора с N сердечниками, на которых расположены катушки 3, 4 обмоток статора и два вспомогательных кольца 1, 2" из магнитомягкого материала, которые являются замыкателем магнитного потока и статора и ротора. Между кольцами 1', 2' статора установлен ротор 5 с постоянными магнитами 6, равномерно распределенными по окружности. В каждом из колец 1,2 статора выполнены прорези 7 (фиг.1,2), равномерно распределенные по окружности, заполненные немагнитным материалом 8. Прорези разделяют кольцо статора на одинаковые сектора, при этом в частях 9 секторов, прилегающих к прорезям 7 выполнены сердечники 10, длина которых меньше толщины кольца, на которых и расположены катушки обмотки статора. Другая часть 11 каждого сектора кольца выполняет функцию замыкателя потока.
В каждом из колец 1,2 катушки 3 (4) соединены между собой параллельно и подключены к источнику постоянного тока через контакты двухпозиционного ключа 12 (фиг.4) при этом катушки 4 кольца 2 статора образуют на сердечниках полюса противоположной полярности по отношению к полюсам одноименных сердечников, образованных катушками 3.
Ротор 5 (фиг. 1,3) выполнен в виде кольца из немагнитного материала с количеством постоянных магнитов 6, равным N/2 (для данной конструкции N=8). Постоянные магниты 6 намагничены вдоль оси Х, причем их торцы обращенные к сердечникам 10 колец 1,2 намагничены одноименно. Постоянные магниты шунтированы вдоль оси Х магнитопроводами 13 из магнитомягкого материала. Ротор установлен на оси, закрепленной в опорах 14. Электродвигатель с постоянными магнитами работает следующим образом.
Напряжение Uc (фиг.4) через ключ 12 поступает на первую группу 15 катушек обмоток статора. При протекании постоянного тока по катушкам возникает магнитный поток статора с индукцией Вс, который замыкается по сердечнику 10 и замыкателем потока 1' и 11 (фиг.5). Магнитный поток постоянных магнитов индукцией Вр ротора замыкается по двум воздушным зазорам между статором и ротором и магнитопроводам (замыкателям потока) 1', 2' и 13. В результате взаимодействия магнитных потоков статора и ротора (фиг.6) из-за деформации магнитных силовых линий указанных потоков возникает механическая сила F K • Bc • Bp • S пропорциональная магнитным потокам статора и ротора. Под действием суммы сил , ротор поворачивается до тех пор пока магнитная ось ротора II-II не совместится с осью I-I катушки, которая была обесточена. При совмещении осей по сигналам чувствительного элемента, например, датчика положения (на чертеже не показан) ключ 12 переключает напряжение Uc источника постоянного тока к другой группе 16 катушек статора. Возникшее магнитное поле статора от второй группы катушек снова деформирует магнитные силовые линии поля ротора и само деформируется под действием поля ротора, при этом возникает механическая сила, под действием которой ротор продолжает вращаться. Вращение будет происходить до тех пор, пока катушки обмоток 4,5 не отключаться от источника постоянного тока.
Мощность двигателя зависит от числа и величины магнитов, от числа витков и величины тока в катушках обмоток статора. Двигатель из сети потребляет мощность Рс Ib 2•Rb, в отличие от аналогов, которые дополнительно еще потребляют мощность E • I, где Е это ЭДС, создаваемая магнитным полем ротора.
Таким образом повышается КПД двигателя.
Claims (1)
- Электродвигатель с постоянными магнитами, содержащий два кольцевых статора с N сердечниками, на которых размещены катушки их обмоток для питания постоянным током, установленный между статорами ротор в виде кольца из немагнитного материала с постоянными магнитами, равномерно расположенными по окружности, намагниченными вдоль оси вращения и шунтированными магнитопроводом из магнитомягкого материала, отличающийся тем, что в каждом кольце статора выполнены равномерно распределенные по окружности радиальные прорези, заполненные немагнитным материалом и разделяющие кольцо на одинаковые сектора, на одной части которых, прилегающих к прорези, выполнены упомянутые сердечники, длина которых меньше толщины кольца, катушки каждого кольца статора соединены между собой параллельно и подключены к контактам двухпозиционного ключа для попеременного образования на кольцах статора системы одноименных полюсов противоположной полярности по отношению к одноименным полюсам сердечников другого статора, а ротор выполнен с количеством постоянных магнитов, равным N/2, одноименно намагниченных и той же полярности, что и обращенные к ним одноименные полюса колец статора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94009083A RU2072614C1 (ru) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | Электродвигатель с постоянными магнитами |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94009083A RU2072614C1 (ru) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | Электродвигатель с постоянными магнитами |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94009083A RU94009083A (ru) | 1995-10-27 |
RU2072614C1 true RU2072614C1 (ru) | 1997-01-27 |
Family
ID=20153581
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94009083A RU2072614C1 (ru) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | Электродвигатель с постоянными магнитами |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2072614C1 (ru) |
-
1994
- 1994-03-17 RU RU94009083A patent/RU2072614C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 1494877, кл. H 02K 29/00, 1989. 2. Патент Великобритании N 2221519, кл. H 02K 21/24, 1990. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4882511A (en) | Brushless three-phase D.C. motor | |
JP4264150B2 (ja) | 電動回転機、自動車用交流電源、自動車用交流電源兼スターター及び回転子 | |
US4937485A (en) | Coil/magnet structure for a brushless DC motor | |
US4831300A (en) | Brushless alternator and synchronous motor with optional stationary field winding | |
US4499407A (en) | Brushless DC motor assembly with improved stator pole | |
DE60221351D1 (de) | Rotierender elektromotor mit statorpolen und / oder rotorpolen die achsrecht ausgerichtet sind | |
KR970060638A (ko) | 브러시리스 직류모터 | |
KR860008639A (ko) | 영구자석 가변 자기저항형 발전기 | |
WO1988002192A1 (en) | Improved brushless d.c. motor | |
WO1990002437A1 (en) | An electric motor | |
SU1419531A3 (ru) | Вентильный электродвигатель с тахометрическим генератором | |
KR20010070351A (ko) | 자기부상모터 | |
KR20010070311A (ko) | 자기부상모터 및 그 제조방법 | |
CN102651597A (zh) | 永久磁铁式旋转电机 | |
US4401939A (en) | Alternator having stator carrying both field and armature windings | |
JP2002540757A (ja) | 改良された励磁手段を有する回転電気機器 | |
US6469412B1 (en) | Universal electric motor with variable air gap | |
RU2072614C1 (ru) | Электродвигатель с постоянными магнитами | |
US6169349B1 (en) | Electromagnet type segmented field DC motor | |
DE60229002D1 (de) | Elektrischer motor mit magnetisch isolierten stator- und rotor- gruppen | |
JP2796233B2 (ja) | 動力発生装置 | |
SU1674325A1 (ru) | Синхронна машина с торцовым ротором | |
SU1319179A1 (ru) | Синхронна электрическа машина | |
RU2241298C1 (ru) | Электрическая машина | |
SU930514A1 (ru) | Магнитоэлектрический моментный двигатель посто нного тока |