RU2150777C1 - Способ создания многофазного бегущего электромагнитного поля - Google Patents

Способ создания многофазного бегущего электромагнитного поля Download PDF

Info

Publication number
RU2150777C1
RU2150777C1 RU99101506/09A RU99101506A RU2150777C1 RU 2150777 C1 RU2150777 C1 RU 2150777C1 RU 99101506/09 A RU99101506/09 A RU 99101506/09A RU 99101506 A RU99101506 A RU 99101506A RU 2150777 C1 RU2150777 C1 RU 2150777C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magnetic fluxes
coils
phase shift
circuits
magnitude
Prior art date
Application number
RU99101506/09A
Other languages
English (en)
Inventor
Р.М. Христинич
В.Н. Тимофеев
В.В. Стафиевская
Original Assignee
Красноярский 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 Красноярский государственный технический университет filed Critical Красноярский государственный технический университет
Priority to RU99101506/09A priority Critical patent/RU2150777C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2150777C1 publication Critical patent/RU2150777C1/ru

Links

Landscapes

  • Control Of Linear Motors (AREA)

Abstract

Использование: в электрических машинах переменного тока с многофазным бегущим электромагнитным полем. Способ создания многофазного бегущего электромагнитного поля заключается в пространственном смещении и изменении величины и фазового сдвига магнитных потоков. Пространственное смещение магнитных потоков осуществляют посредством смещения катушек соседних контуров относительно друг друга в диапазоне ±(0,5-0,2) • l , где l - активная длина катушек. Фазовый сдвиг и величину магнитных потоков изменяют путем изменения активного собственного и внесенных активного и емкостного сопротивлений в контуры при условии резонанса соседних магнитосвязанных контуров, электрически изолированных друг от друга. Фазовый сдвиг φ соседних магнитных потоков изменяют в пределах 0 < φ ≤ 360/(N • 2), где N ≥ 2 - число фаз, а их величина может быть одинаковая или разная. Технический результат - возможность создания многофазной электрической машины без сложных источников питания и дополнительных фазосдвигающих устройств. 1 ил.

Description

Изобретение относится к электрическим машинам, в частности к способам создания многофазного бегущего электромагнитного поля в электрических машинах переменного тока.
Известен способ создания бегущего электромагнитного поля (вращающегося магнитного поля), представленный на с. 210 книги "Электрические машины", ч. 1. Учеб. для электротехн. спец. вузов. - 2-е изд. перераб. и доп./Д.Е. Брускин, А.Н. Зорохович, В.С. Хвостов.- М.: Высш. шк., 1987, путем смещения катушек трехфазной обмотки по статору, которые электрически соединены между собой в "звезду" или "треугольник" и подключены к сети переменного напряжения. При питании такой обмотки трехфазным напряжением в каждой из катушек возникают магнитные потоки, смещенные по отношению друг к другу на 60 электрических градусов, которые создают трехфазное бегущее электромагнитное поле.
Однако такой способ имеет следующие недостатки:
1) фазовый сдвиг между соседними магнитными потоками составляет 60 электрических градусов, что приводит к возникновению провалов в результирующей кривой бегущего электромагнитного поля;
2) коэффициент полезного действия электрической машины, реализующей данный способ, не превышает 70%,
3) коэффициент мощности электрической машины при использовании приведенного способа не превышает 0,8-0,9;
4) электрические машины, в основу которых положен этот способ, имеют низкую электрическую надежность, так как пробой хотя бы одной из катушек на корпус или возникновение короткого замыкания между фазами приводит к выходу электрической машины из строя в целом.
Наиболее близким к заявленному является способ, реализованный и представленный в описании работы устройства по патенту N 2069443 "Линейная индукционная машина", В.Н. Тимофеев, Р.М. Христинич, С.А. Бояков, А.А. Темеров, опубл. 20.11.96 г. в БИ 32, где бегущее электромагнитное поле создается двумя магнитными потоками, сдвинутыми во времени на 90 электрических градусов и смещенными в пространстве по отношению друг к другу на 0,5 активной длины катушек, которые изолированы электрически.
Данный способ имеет следующие недостатки:
1) фазовый сдвиг между соседними магнитными потоками составляет 90 электрических градусов, что образует значительные провалы в результирующей кривой бегущего электромагнитного поля;
2) коэффициент полезного действия двухфазной электрической машины, реализующей данный способ, не превышает 60-70%,
3) фиксированный фазовый сдвиг между соседними магнитными потоками не позволяет создать бегущее электромагнитное поле с различными характеристиками без изменения конструкции электрической машины, что значительно ограничивает область применения устройств, в основу которых заложен этот способ.
В основу изобретения положена задача создания электрической машины с многофазным бегущим электромагнитным полем, в которой образование магнитных потоков, получение их пространственного и временного сдвига происходит в электрически не связанных резонансных контурах.
Поставленная задача решается тем, что в способе создания многофазного бегущего электромагнитного поля посредством пространственного смещения и изменения величины и фазового сдвига магнитных потоков согласно изобретению пространственное смещение магнитных потоков осуществляют путем смещения катушек соседних контуров относительно друг друга в диапазоне ±(0,5 - 0,2) • l, где l - активная длина катушек, а фазовый сдвиг и величину магнитных потоков осуществляют путем изменения активного собственного и внесенных активного и емкостного сопротивлений в контуры при условии резонанса соседних магнитосвязанных контуров, электрически изолированных друг от друга. Фазовый сдвиг φ соседних магнитных потоков изменяется в пределах 0 < φ ≤ 360/(N • 2), N ≥ 2 - число фаз, их абсолютная величина может быть одинаковая или разная.
На чертеже представлена схема, поясняющая реализацию способа и включающая независимые электрически изолированные контуры 1 с катушками 2 и катушками 3, активным сопротивлением 4 и внесенной емкостью 5.
Способ реализуется следующим образом. При подаче переменного напряжения
Figure 00000002
на первый контур по нему протекает переменный ток
Figure 00000003
. Протекая через катушку 3 первого контура, ток
Figure 00000004
создает магнитный поток
Figure 00000005
, силовые линии которого также пронизывают катушку 2 второго контура. В катушке 2 второго контура наводится электродвижущая сила, под действием которой по втором контуре возникает ток
Figure 00000006
, который, протекая по катушке 3 второго контура, создает свой магнитный поток
Figure 00000007
, пронизывающий катушку 2, например i-го контура, и т.д. Величину и фазу тока
Figure 00000008
в первом контуре можно определить из выражения
Figure 00000009

Тогда, величина и фаза тока
Figure 00000010
будут равны
Figure 00000011

Как видно из сравнения выражений (*) и (**), если RI = RII = ωMI,II, то абсолютные значения токов II, и III будут одинаковы, а по фазе ток
Figure 00000012
будет опережать ток
Figure 00000013
на 90 электрических градусов. В последующих контурах электрические токи и соответственно магнитные потоки также будут опережать друг друга на 90 электрических градусов, сменяя фазу против часовой стрелки. Поскольку электрические токи наводят соответствующие магнитные потоки, то абсолютные значения последних и фазовый сдвиг между ними будут пропорциональны аналогичным величинам токов. В последующих независимых контурах, как показывают расчетные и экспериментальные данные, пропорциональные соотношения между токами в этих контурах и магнитными потоками будут сохраняться, а соответственно будут сохраняться соотношения по абсолютным значениям и фазовым сдвигам между самими соседствующими магнитными потоками, создающими бегущее электромагнитное поле.
Однако абсолютная величина соседних магнитных потоков может быть различна, а их фазовый сдвиг по отношению друг к другу может отличаться от 90 градусов, для чего необходимо изменить ранее приведенные соотношения параметров M, R, а также L, C для каждого из независимых контуров. Тогда можно получить фазовый сдвиг магнитных потоков в соседних изолированных электрически друг от друга контурах в диапазоне от 0 до 360/(N • 2) электрических градусов, где N ≥ 2 - число фаз (число независимых контуров).
Пространственный сдвиг магнитных потоков одного электрически изолированного контура по отношению к другому осуществляют пространственным смещением катушек 2 и катушек 3 соседних контуров по отношению друг к другу. Приемлемый коридор пространственного смещения для катушек 2 и катушек 3 соседних контуров находится в диапазоне ±(0,5 - 0,2) • l, где l - активная длина катушек.
Проводя пространственное смещение катушек 2 и катушек 3 соседних независимых контуров и изменяя величины индуктивности, взаимоиндуктивности, емкости и активного сопротивления, например путем частичного шунтирования магнитных потоков, введением дополнительной емкости и дополнительного активного сопротивления, осуществляют регулирование фазового сдвига соседних магнитных потоков, который может принимать значения 1, 2, 3,.., 90 электрических градусов и характеризовать 180-фазное, 90-фазное, 60-фазное, ... , 2-фазное бегущее электромагнитное поле.
Реализация существующих способов создания многофазного бегущего электромагнитного поля не позволяет создать многофазное бегущее электромагнитное поле, а соответственно многофазную электрическую машину без сложных источников питания и дополнительных фазосдвигающих устройств. Этих недостатков лишена электрическая машина, реализующая предложенный способ.
Данный способ может быть широко реализован при создании электрических машин для высокоскоростного наземного транспорта, где требуется изменение параметров многофазного бегущего электромагнитного поля электрической машины в широком диапазоне. Например, при трогании с места подвижного состава лучше использовать 180-фазное бегущее электромагнитное поле; по мере разгона можно плавно переходить на 90 - 3- и 2-фазное бегущее электромагнитное поле, что может быть достигнуто путем изменения расстояния между статором электрической машины и платформой подвижного состава без дополнительных фазосдвигающих устройств.

Claims (1)

  1. Способ создания многофазного бегущего электромагнитного поля посредством пространственного смещения и изменения величины и фазового сдвига магнитных потоков, отличающийся тем, что пространственное смещение магнитных потоков осуществляют путем смещения катушек соседних контуров относительно друг друга в диапазоне ± (0,5 - 0,2) • l, где l - активная длина катушек, а фазовый сдвиг и величину магнитных потоков осуществляют путем изменения активного собственного и внесенных активного и емкостного сопротивлений в контуры при условии резонанса соседних магнитосвязанных контуров, электрически изолированных друг от друга.
RU99101506/09A 1999-01-25 1999-01-25 Способ создания многофазного бегущего электромагнитного поля RU2150777C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99101506/09A RU2150777C1 (ru) 1999-01-25 1999-01-25 Способ создания многофазного бегущего электромагнитного поля

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99101506/09A RU2150777C1 (ru) 1999-01-25 1999-01-25 Способ создания многофазного бегущего электромагнитного поля

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2150777C1 true RU2150777C1 (ru) 2000-06-10

Family

ID=20215109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99101506/09A RU2150777C1 (ru) 1999-01-25 1999-01-25 Способ создания многофазного бегущего электромагнитного поля

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2150777C1 (ru)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100521460C (zh) 电机
US5483111A (en) Method and apparatus for elimination of the exit-edge effect in high speed linear induction machines for maglev propulsion systems
CN104335464A (zh) 同步电机
US20100219788A1 (en) High phase order AC Machine with Short Pitch Winding
Amiri Circuit modeling of double-armature rotary-linear induction motor
CA2490089C (en) Motor with additional windings
KR960036249A (ko) 스위치된 자기 저항 기계 및 그 제조 방법
CN114257011A (zh) 电机的定子
US6310417B1 (en) Hybrid-secondary uncluttered induction machine
Sadowski et al. Simulation of single-phase induction motor by a general method coupling field and circuit equations
Kasten et al. Combined stator windings in electric machines with same coils
RU2150777C1 (ru) Способ создания многофазного бегущего электромагнитного поля
Levran et al. Design of polyphase motors with PM excitation
Onuki et al. A novel block feeding method in the single-sided linear induction motor with a short secondary member
Broadway et al. Brushless stator-controlled synchronous-induction machine
Eastham et al. Linear-motor topology
US2272749A (en) Dynamoelectric machine
Laldin et al. An analytical design model for hybrid salient-pole machines
US5386184A (en) System for use with an electronically commutated electrical machine
US20030168921A1 (en) Continuous electrical generator
US20020125774A1 (en) Continuous electrical generator
RU2158052C1 (ru) Многофазная обмотка электрической машины
Verma et al. Design and Analysis of Interior PMSM for Low Power EV Applications in Hilly Terrain
US2505018A (en) Alternating-current commutator machine
RU2067348C1 (ru) Совмещенная 3/1-фазная обмотка статора