RU2207692C2 - Electrical machine - Google Patents
Electrical machine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2207692C2 RU2207692C2 RU2001107639A RU2001107639A RU2207692C2 RU 2207692 C2 RU2207692 C2 RU 2207692C2 RU 2001107639 A RU2001107639 A RU 2001107639A RU 2001107639 A RU2001107639 A RU 2001107639A RU 2207692 C2 RU2207692 C2 RU 2207692C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inductors
- stator
- electric machine
- poles
- windings
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим машинам. The invention relates to electrical engineering, namely to electric machines.
Известна электрическая машина (патент 2131637, Россия, 6 Н 02 К 16/02, 19/40, 23/00 от 04.02.98 г.), взятая за прототип, содержащая шихтованный статор, скрепляемый при помощи шпилек и нажимных шайб, выполненный в виде кольцевого сердечника с зубцами на внешней и внутренней поверхностях, несущий распределенную кольцево-барабанную секционную обмотку якоря, закрепленный через общую шайбу на стойках и размещенный между однополярными полюсами внешнего и внутреннего индукторов, установленных на внешнем и внутреннем ободах ротора, при этом внутренний индуктор смещен относительно внешнего индуктора и нижняя сторона каждой секции обмотки якоря смещена относительно верхней стороны этой же секции на угол 0,01-90 эл. гр. в одном направлении. Known electric machine (patent 2131637, Russia, 6 N 02
Недостатком электрической машины является сложность в одновременном обеспечении двух радиальных достаточно малых воздушных зазоров, которые определяются четырьмя поверхностями большого диаметра, что требует применения специальной оснастки и оборудования, кроме этого, применение шпилек для скрепления шихтованного пакета статора и крепления его к стойкам также усложняет обеспечение требуемых воздушных зазоров, а с увеличением мощности электрической машины и соответствующего скручивающего момента размеры шпилек и их количество увеличивается. The disadvantage of an electric machine is the difficulty in simultaneously providing two radial sufficiently small air gaps, which are determined by four large-diameter surfaces, which requires the use of special tools and equipment, in addition, the use of studs for fastening a stator charge package and attaching it to the racks also complicates the provision of required air clearances, and with increasing power of the electric machine and the corresponding torsional moment, the size of the studs and their number increase ichivaetsya.
Перечисленные недостатки ведут к увеличению воздушных зазоров, потоков рассеяния и, в целом, ухудшают энергетические характеристики электрической машины. Кроме того, имеется асимметрия магнитных путей для внешнего и внутреннего магнитных потоков, что ухудшает перегрузочные способности машины. These shortcomings lead to an increase in air gaps, scattering fluxes and, in general, worsen the energy characteristics of an electric machine. In addition, there is an asymmetry of the magnetic paths for the external and internal magnetic fluxes, which affects the overload capacity of the machine.
Задача изобретения - улучшение энергетических характеристик, массогабаритных показателей и технологичности электрической машины. The objective of the invention is the improvement of energy characteristics, overall dimensions and manufacturability of an electric machine.
Технический результат изобретения - повышение технологичности, более полная и простая реализация преимуществ при выполнении кольцево-барабанной или торцевых обмоток якоря с требуемыми соединениями и смещениями обмоток и индукторов, получение оптимальных воздушных зазоров, уменьшение потоков рассеяния и обеспечение симметрии магнитных путей и магнитных потоков. The technical result of the invention is to increase manufacturability, more complete and simple realization of the advantages when performing ring-drum or end windings of the armature with the required connections and displacements of the windings and inductors, obtaining optimal air gaps, reducing scattering fluxes and ensuring symmetry of magnetic paths and magnetic fluxes.
Поставленная задача решается следующим образом. The problem is solved as follows.
Предложена электрическая машина, содержащая шихтованный статор, выполненный в виде кольцевого сердечника, несущий распределенную кольцево-барабанную или торцевые пазовые или беспазовые обмотки якоря, закрепленный на стойках и расположенный между однополярными полюсами двух индукторов, при этом выполнено смещение индукторов относительно друг друга и нижней стороны каждой секции обмотки якоря относительно ее верхней стороны на угол 0,01-90 эл. гр. в одном направлении, в которой для повышения энергетических, массогабаритных и технологических показателей зубцы статора или полюса для явнополюсной электрической машины с обмотками или активная часть беспазовых обмоток любого типа выполнены на торцевых плоскостях статора, полюса индукторов, а в случае неявнополюсного исполнения и сами индукторы, имеют возможность осевого перемещения и фиксации в требуемом положении, шихтовка статора, применимая для любого типа электрических машин, выполнена спиральной навивкой ленты или сворачиванием в кольцо пакета лент электротехнической стали, а направление навивки спирали совпадает с направлением вращения индукторов или магнитного поля для электродвигателей, статор крепится к стойкам спицами, распирающими его в радиальных направлениях, индукторы расположены под нижней и над верхней торцевыми плоскостями статора, а для горизонтальной оси вращения - слева и справа от торцевых плоскостей статора. An electric machine is proposed, comprising a lined stator made in the form of an annular core, bearing a distributed annular-drum or end groove or non-groove winding of the armature, mounted on racks and located between the unipolar poles of two inductors, with the displacement of the inductors relative to each other and the lower side of each sections of the winding of the armature relative to its upper side at an angle of 0.01-90 el. column in one direction, in which, in order to increase energy, weight, size and technological parameters, the stator teeth or poles for an explicitly polar electric machine with windings or the active part of non-phase windings of any type are made on the end planes of the stator, pole inductors, and in the case of non-polar execution, the inductors themselves have the possibility of axial movement and fixing in the required position, the stator charge, applicable for any type of electric machines, is made by spiral winding of the tape or folded we take into the ring a packet of electrical steel tapes, and the direction of winding the spiral coincides with the direction of rotation of the inductors or the magnetic field for electric motors, the stator is attached to the posts with spokes that burst it in radial directions, the inductors are located under the lower and above the upper end planes of the stator, and for the horizontal axis rotation - to the left and right of the end planes of the stator.
Известно, что технологически и конструктивно обеспечить плоскостность и параллельность плоскостей проще, чем округлость, радиальное биение и соосность больших диаметров, поэтому выполнение зубцов на торцевых плоскостях статора с осевой шихтовкой, крепление статора радиальными спицами с одновременной возможностью осевого перемещения индукторов и их полюсов позволяет обеспечить предельно малые воздушные зазоры, равномерно и симметрично распределить магнитные потоки по цилиндрическому телу, а не по круговому сектору с нарушением магнитных путей отверстиями под шпильки, обеспечить естественный скос пазов при изготовлении и скос по магнитопроводу в случае спиральной навивки. It is known that it is easier to technically and structurally ensure flatness and parallelism of planes than roundness, radial runout, and coaxiality of large diameters; therefore, the implementation of teeth on the end planes of the stator with an axial charge, fastening of the stator by radial spokes with the simultaneous possibility of axial movement of the inductors and their poles makes it possible to ensure small air gaps, evenly and symmetrically distribute magnetic fluxes over a cylindrical body, and not over a circular sector with a violation of the itnyh tract holes for pins, provide a natural bevel grooves in the manufacture of bevel and magnetic circuit in the case of helical winding.
Все перечисленное в целом улучшает энергетические характеристики, упрощает конструкцию, повышает технологичность изготовления и позволяет решить поставленную техническую задачу. All of the above generally improves energy performance, simplifies the design, improves manufacturability and allows us to solve the technical problem.
На фиг.1 показана конструкция предлагаемой электрической машины; на фиг. 2 - схема электрической машины в развернутом виде; на фиг.3 - конструкция статора в разрезе; на фиг. 4 - конструкция электрической машины с двумя статорами; на фиг. 5 - схема электрической машины с двумя статорами в развернутом виде; на фиг.6 - конструкция электрической машины с двумя торцевыми обмотками на статоре. Figure 1 shows the design of the proposed electric machine; in FIG. 2 is a diagram of an electric machine in expanded form; figure 3 - construction of the stator in the context; in FIG. 4 - design of an electric machine with two stators; in FIG. 5 is a diagram of an electric machine with two stators in expanded form; figure 6 - design of an electric machine with two end windings on the stator.
Электрическая машина фиг.1 содержит кольцевой якорь 1, шихтовка которого выполнена спиральной навивкой ленты или сворачиванием в кольцо пакета лент электротехнической стали с зубцами на плоскостях Б и Д, который крепится в распор спицами 2 к стойкам 3, индукторы верхний 4 и нижний 5 смещены относительно друг друга и нижняя сторона секции обмотки якоря смещена относительно верхней стороны этой же секции на угол 90 эл. гр. The electric machine of figure 1 contains an
Индукторы 4 и 5 установлены на одном валу 6, который крепится в подшипниках. Полюса 7 индукторов 4 и 5 для обеспечения возможности осевого перемещения, в данном случае, выполнены с резьбой. Потоки возбуждения создаются обмотками возбуждения или постоянными магнитами. Ось вращения вала вертикальная или горизонтальная.
На фиг.4 показана конструктивная схема двухполюсной электрической машины с однотипными статорами 1 и индукторами 18 с постоянными магнитами 16, установленными на валу электрической машины, при этом между статорами 1 с кольцево-барабанной обмоткой на валу электрической машины вместе с индукторами 18 установлен индуктор 20 с постоянными магнитами 21 или обмотками возбуждения, магнитная цепь которых замыкается через статоры 1. Figure 4 shows a structural diagram of a two-pole electric machine with the same type of
На фиг.6 показана конструктивная схема двухполюсной электрической машины с торцевыми обмотками на статоре 22 и индукторами 18 с постоянными магнитами 16. Figure 6 shows a structural diagram of a bipolar electric machine with end windings on the
Принцип действия электрической машины в режиме генератора заключается в следующем. The principle of operation of an electric machine in generator mode is as follows.
На фиг. 2 показана схема электрической машины для числа полюсов 2р=2 в развернутом виде в режиме генератора. In FIG. 2 shows a diagram of an electric machine for the number of poles 2p = 2 in expanded form in generator mode.
При вращении вала 6 в направлении стрелки с частотой вращения n и при возбуждении в полюсах N1, S1 верхнего индуктора 4 и в полюсах N2, S2 нижнего индуктора 5 магнитных потоков соответственно Ф1 и Ф2 в сторонах секций 9, 9'; 12, 12'; 11, 11'; 8, 8'; 13, 13'; 10, 10', составляющих фазы АХ, ВУ И CZ, индуктируются периодически изменяющиеся ЭДС, показанные на чертеже одной точкой и крестиком, сдвинутые в пространстве на 120 эл. гр. When the shaft 6 is rotated in the direction of the arrow with a rotation speed n and when excited in the poles N1, S1 of the upper inductor 4 and in the poles N2, S2 of the
В варианте фиг.4 принцип работы электрической машины поясняет фиг.5, где показана схема электрической машины для числа полюсов 2р=2 в развернутом виде с кольцево-барабанными обмотками на однотипных статорах 1, замыкающими индукторами 18 с постоянными магнитами или обмотками возбуждения и средним индуктором 20 с постоянными магнитами или обмотками возбуждения. In the embodiment of FIG. 4, the principle of operation of an electric machine is illustrated in FIG. 5, where a diagram of an electric machine for the number of poles 2p = 2 is shown in expanded form with ring-drum windings on the
При вращении вала электрической машины, в режиме генератора, с частотой вращения n и при возбуждении в полюсах N, S магнитных потоков Ф3, Ф4, Ф5, в якорных обмотках статоров 1 индуцируются периодически изменяющиеся ЭДС. During the rotation of the shaft of an electric machine, in the generator mode, with a rotation frequency n and when the magnetic fluxes Ф3, Ф4, Ф5 are excited in the N, S poles, periodically changing EMFs are induced in the armature windings of the
В варианте фиг.6 принцип работы электрической машины аналогичен принципу работы электрической машины фиг. 1 с той лишь разницей, что на статоре 22 вместо кольцево-барабанной обмотки выполнены две торцевые якорные обмотки, которые соответствующими соединениями, по принципу работы, превращаются в аналог кольцево-барабанной обмотки или работают как две раздельные якорные обмотки двух электрических машин с совмещенным статором. In the embodiment of FIG. 6, the principle of operation of the electric machine is similar to the principle of operation of the electric machine of FIG. 1 with the only difference that instead of a ring-drum winding, on the
Таким образом, предлагаемая электрическая машина имеет лучшие энергетические, конструктивные и технологические характеристики за счет перехода от радиальных воздушных зазоров к воздушным зазорам плоскостей, ленточной осевой шихтовки статора, крепления его спицами в распор и возможности осевой подрегулировки полюсов индукторов. Кроме этого, предлагаемая электрическая машина имеет пониженный момент трогания за счет симметричности магнитных полей и магнитных путей. Thus, the proposed electric machine has the best energy, design and technological characteristics due to the transition from radial air gaps to the air gaps of the planes, axial band stator bushing, fixing it with spokes and the possibility of axial adjustment of the poles of the inductors. In addition, the proposed electric machine has a reduced starting moment due to the symmetry of the magnetic fields and magnetic paths.
Наибольший эффект от данного технического решения достигается при использовании его в тихоходных ветроэлектрогенераторах, гидроэлектрогенераторах, дизельэлектрогенераторах, высокомоментных электродвигателях. При этом вопрос увеличения мощности решается просто путем последовательной установки на один вал однотипных якорей и индукторов. The greatest effect of this technical solution is achieved when used in low-speed wind generators, hydroelectric generators, diesel generators, high-torque electric motors. In this case, the issue of increasing power is solved simply by sequentially installing the same type of anchors and inductors on one shaft.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001107639A RU2207692C2 (en) | 2001-03-21 | 2001-03-21 | Electrical machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001107639A RU2207692C2 (en) | 2001-03-21 | 2001-03-21 | Electrical machine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001107639A RU2001107639A (en) | 2003-02-20 |
RU2207692C2 true RU2207692C2 (en) | 2003-06-27 |
Family
ID=29209413
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001107639A RU2207692C2 (en) | 2001-03-21 | 2001-03-21 | Electrical machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2207692C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010126392A1 (en) * | 2009-04-27 | 2010-11-04 | Esakov Sergej Mikhailovich | Permanent-magnet generator |
RU2557252C2 (en) * | 2013-12-18 | 2015-07-20 | Александр Григорьевич Емельянов | General-purpose electrical machine |
-
2001
- 2001-03-21 RU RU2001107639A patent/RU2207692C2/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010126392A1 (en) * | 2009-04-27 | 2010-11-04 | Esakov Sergej Mikhailovich | Permanent-magnet generator |
RU2557252C2 (en) * | 2013-12-18 | 2015-07-20 | Александр Григорьевич Емельянов | General-purpose electrical machine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20150061649A1 (en) | Moving magnetic field generating apparatus | |
JP5695748B2 (en) | Rotating electric machine | |
CN102810964A (en) | Switched reluctance motor | |
US20130134805A1 (en) | Switched reluctance motor | |
CN105637733B (en) | Transverse flux motor or generator | |
JP7128702B2 (en) | Rotating electric machine | |
US20060250042A1 (en) | Dynamoelectric machine with ring type rotor and stator windings | |
JP2003134788A (en) | Permanent magnet rotary electric machine | |
JP3207418U (en) | Single phase motor | |
RU2207692C2 (en) | Electrical machine | |
JP6543239B2 (en) | Stacked motor and stacked generator | |
WO2010126392A1 (en) | Permanent-magnet generator | |
JP3636437B2 (en) | Magnetic centering torque motor | |
WO2012121685A2 (en) | Low-speed multipole synchronous generator | |
RU2351054C2 (en) | Electrical machine | |
WO2011036723A1 (en) | Synchronous generator | |
JP6654478B2 (en) | Rotating electric machine rotor | |
RU2412518C1 (en) | Low-speed asynchronous electric motor | |
WO2014038971A1 (en) | Electromechanical converter | |
WO2011101886A1 (en) | Synchronous generator | |
JP5340332B2 (en) | Rotating electric machine | |
KR101558156B1 (en) | Outer rotor for switching reluctance motor | |
KR101964069B1 (en) | Multi-stage power generator with improved driving torque | |
RU2351053C2 (en) | Electrical machine | |
JP5602889B2 (en) | Winding structure and rotating electric machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PD4A | Correction of name of patent owner |