RU2096897C1 - Electrical machine - Google Patents

Electrical machine Download PDF

Info

Publication number
RU2096897C1
RU2096897C1 RU94023200A RU94023200A RU2096897C1 RU 2096897 C1 RU2096897 C1 RU 2096897C1 RU 94023200 A RU94023200 A RU 94023200A RU 94023200 A RU94023200 A RU 94023200A RU 2096897 C1 RU2096897 C1 RU 2096897C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
permanent magnet
groove
magnet
rotor
stator
Prior art date
Application number
RU94023200A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU94023200A (en
Inventor
Д.А. Звездунов
С.А. Пахомин
Л.Ф. Коломейцев
В.Л. Коломейцев
Д.В. Крайнов
И.А. Прокопец
У.М. Сулейманов
Original Assignee
Научно-производственное предприятие "Эметрон"
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 Научно-производственное предприятие "Эметрон" filed Critical Научно-производственное предприятие "Эметрон"
Priority to RU94023200A priority Critical patent/RU2096897C1/en
Publication of RU94023200A publication Critical patent/RU94023200A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2096897C1 publication Critical patent/RU2096897C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: machine has nonwound rotor and stator with wound poles. Stator poles are interconnected through jumpers. At least one permanent magnet is placed in slot between pole teeth that functions to excite machine. According to invention, permanent magnet is displaced from slot axis and mounted on jumper flat. Permanent magnet is magnetized cumulatively with pole. EFFECT: improved reliability of permanent magnet fixation in slot due to sue of nonmagnetic wedge; improved synchronizing torque due to reducing its leakage fields. 8 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а точнее к однофазным электрическим машинам для бытовой техники, например для стиральных машин, пылесосов и электронасосов. The invention relates to electrical engineering, and more specifically to single-phase electric machines for household appliances, for example, for washing machines, vacuum cleaners and electric pumps.

Известен однофазный электродвигатель индукторного типа, возбуждаемый от постоянных магнитов, содержащий зубчатые магнитопроводы безобмоточного раствора и статора, выполненного с полюсами и обмоткой (см. А. с. N 465698 H 02 K 19/06, опубл. БИ N 12. 1975 г.). Known single-phase induction motor driven by permanent magnets, containing gear magnetic circuits of a winding-free solution and a stator made with poles and winding (see A. S. N 465698 H 02 K 19/06, publ. BI N 12. 1975) .

Недостатком данного двигателя является плохое использование активного объема, так как магнитопровод статора выполнен из двух половинок и имеет дополнительный зубец для фиксации ротора в стартовом положении. The disadvantage of this engine is the poor use of the active volume, since the stator magnetic circuit is made of two halves and has an additional tooth for fixing the rotor in the starting position.

Известна электрическая машина с равными зубцовыми делениями, возбуждаемая от постоянных магнитов, содержащая безобмоточный ротор, статор с Y-образными полюсами, зубцы которых соединены перемычкой переменного сечения, и обмотку, расположенную в пазах между полюсами, причем постоянный магнит размещен в пазу полюса. (См. Заявка на изобретение "Электрическая машина" N 92-011650/07/057940/ от 14.12.92 г. решение о выдаче патента на изобретение от 27.04.94 г.). A known electric machine with equal tooth divisions, excited from permanent magnets, containing a windingless rotor, a stator with Y-shaped poles, the teeth of which are connected by a jumper of variable cross-section, and a winding located in the grooves between the poles, the permanent magnet being placed in the groove of the pole. (See Application for the invention of "Electric Machine" N 92-011650 / 07/057940 / dated 12/14/92, the decision to grant a patent for the invention from 04/27/94).

Недостатком данного технического решения является ненадежность крепления постоянного магнита в пазу, а также значительные поля рассеяния постоянного магнита при данном размещении, что снижает рабочее поле постоянного магнита в зазоре и ослабляет его синхронизирующий момент. The disadvantage of this technical solution is the unreliability of mounting the permanent magnet in the groove, as well as significant scattering fields of the permanent magnet at a given location, which reduces the working field of the permanent magnet in the gap and weakens its synchronizing moment.

Предлагаемое изобретение направлено на повышение надежности крепления постоянного магнита в пазу и увеличение его синхронизирующего момента. The present invention is aimed at improving the reliability of fastening a permanent magnet in the groove and increasing its synchronizing moment.

С этой целью в электрической машине, содержащий безобмоточный ротор и статор с обмоткой, охватывающей полюса, зубцы которых соединены перемычками, и возбуждаемой постоянным магнитом, расположенном в пазу между зубцами полюса, согласно данного заявления, стенки паза полюса выполнены непараллельными между собой, а постоянный магнит установлен на площадке, размещенной на перемычке. To this end, in an electric machine containing a windingless rotor and a stator with a winding spanning the poles, the teeth of which are connected by jumpers, and excited by a permanent magnet located in the groove between the teeth of the pole, according to this statement, the walls of the pole groove are made parallel to each other, and the permanent magnet installed on a platform located on a jumper.

Немагнитный зазор между боковой стороной магнита и стенкой паза может быть выполнен переменным, с касанием зубца в наиболее узкой части паза. The non-magnetic gap between the side of the magnet and the wall of the groove can be made variable, with the contact of the tooth in the narrowest part of the groove.

Площадка выполнена перпендикулярно направлению намагниченности магнита, имеющего радиальную намагниченность. The site is made perpendicular to the direction of magnetization of a magnet having a radial magnetization.

Немагнитный зазор между боковой стороной магнита и зубцом полюса выполняется меньшим или равным 2g, где g величина одностороннего зазора между зубцами статора и ротора. The non-magnetic gap between the side of the magnet and the pole tooth is less than or equal to 2g, where g is the size of the one-sided gap between the teeth of the stator and rotor.

Магнит в пазу полюса закреплен с помощью немагнитного клина. При этом в зависимости от формы паза немагнитных клиньев может быть более одного. The magnet in the groove of the pole is fixed using a non-magnetic wedge. Moreover, depending on the shape of the groove of non-magnetic wedges, there can be more than one.

В отличие от прототипа в предлагаемой конструкции электрической машины стенки паза полюса выполняются непараллельными, что позволяет обеспечить немагнитный зазор между постоянным магнитом и ближайшим зубцом для уменьшения полей расстояния магнита. За счет этого повышается рабочее поле постоянного магнита и, как следствие, синхронизирующий момент, устанавливающий ротор в стартовое положение. Выполнение условия перпендикулярности площадки направлению намагниченности постоянного магнита приводит к тому, что использование постоянных магнитов традиционных форм параллелепипедов обеспечивает минимальный рабочий воздушный зазор между магнитом и зубцами ротора без дополнительной обработки рабочей поверхности магнита, обращенной к воздушному зазору. Unlike the prototype, in the proposed design of the electric machine, the walls of the pole groove are non-parallel, which allows a non-magnetic gap between the permanent magnet and the nearest tooth to reduce the distance fields of the magnet. Due to this, the working field of the permanent magnet is increased and, as a result, the synchronizing moment, which sets the rotor in the starting position. The fulfillment of the perpendicularity of the site to the direction of magnetization of the permanent magnet leads to the fact that the use of permanent magnets of traditional forms of parallelepipeds provides a minimum working air gap between the magnet and the teeth of the rotor without additional processing of the working surface of the magnet facing the air gap.

В дальнейшем изобретение поясняется конкретным выполнением со ссылками на чертежи, на которых показаны:
фиг. 1 сектор поперечного сечения электрической машины:
фиг. 2 фрагмент поперечного сечения паза полюса с уменьшающимся немагнитным зазором от рабочего воздушного зазора к периферии;
фиг. 3 фрагмент поперечного сечения паза полюса электрической машины с касанием постоянным магнитом зубца на его половинной высоте.The invention is further illustrated by a specific implementation with reference to the drawings, which show:
FIG. 1 sector of the cross section of an electric machine:
FIG. 2 fragment of the cross section of the pole groove with a decreasing non-magnetic gap from the working air gap to the periphery;
FIG. 3 fragment of the cross section of the groove of the pole of an electric machine with a permanent magnet touching the tooth at its half height.

Электрическая машина, сектор которой показан на фиг. 1, содержит статор 1 и ротор 2. На статоре 1 расположена обмотка, состоящая из катушек 3, которые охватывают полюсы. Каждый полюс состоит, как минимум, из двух зубцов 4 и 5, соединенных перемычкой 6. Стенки паза 7, образованного зубцами 4, 5 и перемычкой 6, выполнены непараллельными между собой. Между зубцами 4 и 5 полюса в пазу 7 на площадке 8 размещен постоянный магнит 9. Намагниченность постоянного магнита 9 согласна с намагниченностью полюса. Ротор выполнен с зубцами 10. Магнит 9 закреплен в пазу 7 с помощью немагнитного клина 11. Между боковой стенкой магнита 9 и зубцом 4 выполнен немагнитный зазор 12. An electric machine, a sector of which is shown in FIG. 1, contains a stator 1 and a rotor 2. On the stator 1 there is a winding consisting of coils 3 that span the poles. Each pole consists of at least two teeth 4 and 5 connected by a jumper 6. The walls of the groove 7 formed by the teeth 4, 5 and the jumper 6 are made parallel to each other. Between the teeth 4 and 5 of the pole in the groove 7 on the site 8 is placed a permanent magnet 9. The magnetization of the permanent magnet 9 is consistent with the magnetization of the pole. The rotor is made with teeth 10. The magnet 9 is fixed in the groove 7 using a non-magnetic wedge 11. Between the side wall of the magnet 9 and the tooth 4 a non-magnetic gap 12 is made.

При обесточенной катушке 3 под действием синхронизирующего момента от постоянных магнитов 9, установленных в пазах 7, ротор 2 занимает стартовое положение. В этом положении магнитное сопротивление магнитной системы, по отношению к постоянным магнитам, является минимальным. Путем смещения с оси паза 7 площадки 8, на которой размещен магнит 9, ось магнитного потока магнита 9 смещается в положение, в котором обеспечивается пусковой момент машины в заданном направлении. Таким является положение, в котором ось зубца 10 ротора 2, расположенного в секторе соседних зубцов 4 и 5 статора 1, находится между осью паза 7 и зубцом 4 полюса, в направлении которого должен вращаться ротор 2. При подаче однополярного импульса тока в катушку 3 возникают магнитные силы тяжения зубцов ротора к зубцам статора. Под действием вращающего момента ротор начинает вращаться в заданном направлении. Ток протекает в катушке до тех пор, пока ротор не достигнет углового положения, в котором ось зубца 10 ротора 2 совпадает с осью зубца 4 статора 1 (см. фиг. 1). Дальнейшее вращение ротора за счет кинетической энергии продолжается при обесточенной катушке до тех пор, пока ось зубца ротора не совпадает с осью паза 7 полюса статора 1. Следующий импульс тока увеличивает частоту вращения ротора и таким образом двигатель разгоняется до заданной частоты вращения. Такое питание обмотки обеспечивает однонаправленный пуск и вращение двигателя. With a de-energized coil 3 under the action of a synchronizing moment from the permanent magnets 9 installed in the grooves 7, the rotor 2 occupies a starting position. In this position, the magnetic resistance of the magnetic system, with respect to permanent magnets, is minimal. By shifting from the groove 7 axis of the platform 8, on which the magnet 9 is placed, the axis of the magnetic flux of the magnet 9 is shifted to a position in which the starting torque of the machine is provided in a given direction. This is the position in which the axis of the tooth 10 of the rotor 2, located in the sector of adjacent teeth 4 and 5 of the stator 1, is between the axis of the groove 7 and the tooth of the pole 4, in the direction of which the rotor 2 should rotate. When a unipolar current pulse is supplied to the coil 3, magnetic forces of the teeth of the rotor to the teeth of the stator. Under the action of the torque, the rotor begins to rotate in a given direction. Current flows in the coil until the rotor reaches an angular position in which the axis of the tooth 10 of the rotor 2 coincides with the axis of the tooth 4 of the stator 1 (see Fig. 1). Further rotor rotation due to kinetic energy continues with a de-energized coil until the axis of the rotor tooth coincides with the axis of the groove 7 of the stator pole 1. The next current pulse increases the rotor speed and thus the motor accelerates to a predetermined speed. This winding supply provides unidirectional starting and rotation of the motor.

Выполнение стенок паза 7 непараллельными между собой позволяет обеспечить надежное крепление постоянного магнита 9 в пазу с помощью немагнитного клина 11 типа "ласточкина хвоста" (см. фиг. 1, 2). The execution of the walls of the groove 7 non-parallel to each other allows for reliable fastening of the permanent magnet 9 in the groove using a non-magnetic wedge 11 type "dovetail" (see Fig. 1, 2).

С целью снижения полей рассеяния постоянного магнита 9 на зубец 4 и за счет этого повышения синхронизирующего момента магнита между зубцом 4 и боковой стороной магнита 9 выполняется немагнитный зазор 12 (фиг. 1, 2), который равен, либо меньше 2g и может быть выполнен переменным. Наименьшим поле рассеяния магнита 9 оказывается при касании магнитом зубца 4 в одной (см. фиг. 3), а не в двух и более точках (см. фиг. 1, 2). In order to reduce the scattering fields of the permanent magnet 9 to the tooth 4 and due to this increase the synchronizing moment of the magnet between the tooth 4 and the side of the magnet 9, a non-magnetic gap 12 is made (Fig. 1, 2), which is equal to or less than 2g and can be made variable . The smallest scattering field of magnet 9 is when the magnet touches tooth 4 at one (see Fig. 3), and not at two or more points (see Fig. 1, 2).

Для обеспечения минимального воздушного зазора между постоянным магнитом традиционной формы параллелепипеда и зубцами ротора магнит устанавливается так, чтобы направление его намагниченности было бы перпендикулярно оси вращения. Это требование обеспечивается соответствующим расположением площадки 8 для установки магнита 9 (см. фиг. 2). В этом случае рабочее поле магнита 9 является максимальным и создает наибольший синхронизирующий момент. To ensure a minimum air gap between the permanent magnet of the traditional parallelepiped shape and the teeth of the rotor, the magnet is installed so that the direction of its magnetization is perpendicular to the axis of rotation. This requirement is ensured by the appropriate location of the pad 8 for installing the magnet 9 (see Fig. 2). In this case, the working field of the magnet 9 is the maximum and creates the greatest synchronizing moment.

Положительный эффект предлагаемого технического решения состоит в повышении надежности крепления постоянного магнита в пазу за счет использования немагнитного клина и увеличения синхронизирующего момента магнита путем снижения его полей рассеяния. A positive effect of the proposed technical solution is to increase the reliability of fastening a permanent magnet in the groove by using a non-magnetic wedge and increasing the synchronizing moment of the magnet by reducing its scattering fields.

Claims (8)

1. Электрическая машина, содержащая безобмоточный ротор и статор с обмоткой, охватывающей полюса, зубцы которых соединены перемычками, и возбуждаемая как минимум от одного постоянного магнита, расположенного в пазу между зубьями полюса, отличающаяся тем, что постоянный магнит смещен с оси паза и установлен на площадке, размещенной на перемычке, при этом намагниченность постоянного магнита согласна с намагниченностью полюса. 1. An electric machine containing a windingless rotor and a stator with a winding spanning the poles, the teeth of which are connected by jumpers, and excited from at least one permanent magnet located in the groove between the teeth of the pole, characterized in that the permanent magnet is offset from the axis of the groove and mounted on a site located on the jumper, while the magnetization of the permanent magnet is consistent with the magnetization of the pole. 2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что немагнитный зазор между как минимум одной боковой стороной магнита и стенкой паза выполнен переменным. 2. The machine according to claim 1, characterized in that the non-magnetic gap between at least one side of the magnet and the groove wall is made variable. 3. Машина по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что немагнитный зазор между как минимум одной боковой стороной магнита и стенкой паза выполнен меньшим или равным 2g, где g величина одностороннего воздушного зазора между зубцами статора и ротора. 3. The machine according to claims 1 and 2, characterized in that the non-magnetic gap between at least one side of the magnet and the wall of the groove is made less than or equal to 2g, where g is the size of the one-sided air gap between the teeth of the stator and rotor. 4. Машина по п.2, отличающаяся тем, что постоянный магнит установлен с касанием стенки паза в наиболее узкой его части. 4. The machine according to claim 2, characterized in that the permanent magnet is installed with a touch of the groove wall in its narrowest part. 5. Машина по п.4, отличающаяся тем, что точка касания расположена возле воздушного зазора. 5. The machine according to claim 4, characterized in that the point of contact is located near the air gap. 6. Машина по п.2, отличающаяся тем, что немагнитный зазор выполнен уменьшающимся от воздушного зазора к периферии. 6. The machine according to claim 2, characterized in that the non-magnetic gap is made decreasing from the air gap to the periphery. 7. Машина по п.6, отличающаяся тем, что немагнитный зазор между боковой стороной магнита и стенкой паза в направлении от ротора к периферии статора не более, чем до половины глубины паза выполнен уменьшающимся. 7. The machine according to claim 6, characterized in that the non-magnetic gap between the side of the magnet and the wall of the groove in the direction from the rotor to the periphery of the stator no more than half the depth of the groove is made smaller. 8. Машина по п.7, отличающаяся тем, что после точки касания к периферии немагнитный зазор выполнен возрастающим. 8. The machine according to claim 7, characterized in that after the point of contact to the periphery, the non-magnetic gap is made increasing.
RU94023200A 1994-06-30 1994-06-30 Electrical machine RU2096897C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94023200A RU2096897C1 (en) 1994-06-30 1994-06-30 Electrical machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94023200A RU2096897C1 (en) 1994-06-30 1994-06-30 Electrical machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU94023200A RU94023200A (en) 1997-05-27
RU2096897C1 true RU2096897C1 (en) 1997-11-20

Family

ID=20157408

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU94023200A RU2096897C1 (en) 1994-06-30 1994-06-30 Electrical machine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2096897C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2547813C1 (en) * 2014-05-05 2015-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Thyratron-inductor motor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 465698, кл. H 02 K 19/06, 1975. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2547813C1 (en) * 2014-05-05 2015-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Thyratron-inductor motor

Also Published As

Publication number Publication date
RU94023200A (en) 1997-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101552497B (en) A mixed excitation biconvex pole motor T
KR100822989B1 (en) Electric machine
EP1670117A1 (en) Permanent magnet motor
CN201038839Y (en) Twisted mutually-supplementary magnetic pass switching dual protrusion pole permanent magnetic motor
US20130057105A1 (en) Permanent magnet motors and methods of assembling the same
CN104753272B (en) Combined type brushless direct-current permanent magnet magnetic flow switching motor and axial proportion calculation method
CN101662198A (en) Stator surface mounted doubly salient pole permanent magnet motor
EP1744437B1 (en) Self magnetizing motor and stator thereof
WO2007048211A2 (en) Permanent magnet rotor
TW416179B (en) Permanent magnet type electric motor
CN110112878A (en) A kind of extremely tangential excitation vernier magneto of alternating
CN201478970U (en) Permanent magnet motor suitable for high-speed operation
KR100912637B1 (en) Rotary machine and electromagnetic machine
KR20100086644A (en) An inset permanent magnet type flux-reversal machine
CN201409069Y (en) Hybrid excitation doubly-salient motor
RU2096897C1 (en) Electrical machine
CN109599962B (en) Double salient pole motor of new phase splitting form
CN101552526A (en) A magnetic field enhancement type permanent magnet switch magnetic linkage motor
CN105914979A (en) Less rare earth hybrid excitation stator and rotor double partition adjustable magnetic flux permanent magnet motor
KR101369303B1 (en) A multi-layer inserting type fulx-reversal machine
JP2002118994A (en) Motor
RU2169423C1 (en) Permanent-magnet generator
RU2759797C1 (en) Motor-generator
RU2040101C1 (en) Electric motor
Sebastian et al. Analysis of induced EMF and torque waveforms in a brushless permanent magnet machine

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
QB4A License on use of patent

Effective date: 20080902