RU223020U1 - CONTACTLESS DC ELECTRIC MOTOR - Google Patents
CONTACTLESS DC ELECTRIC MOTOR Download PDFInfo
- Publication number
- RU223020U1 RU223020U1 RU2023121802U RU2023121802U RU223020U1 RU 223020 U1 RU223020 U1 RU 223020U1 RU 2023121802 U RU2023121802 U RU 2023121802U RU 2023121802 U RU2023121802 U RU 2023121802U RU 223020 U1 RU223020 U1 RU 223020U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stator
- electric motor
- heat
- magnetic circuit
- contactless
- Prior art date
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 19
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 11
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 5
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 229940125898 compound 5 Drugs 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
Abstract
Полезная модель относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам, и может быть применена, например, в качестве исполнительных двигателей следящих рулевых электроприводов автономных летательных аппаратов. Технический результат - увеличение эффективности охлаждения и, как следствие, повышение удельных показателей. Магнитопровод статора бесконтактного электродвигателя постоянного тока выполнен с прямоугольными зубцами, на которых размещены секции статорной обмотки. При этом в межсекционное пространство установлен теплоотвод, состоящий из изолированных медных проводов, залитых теплопроводящим компаундом по всей длине магнитопровода с обеспечением теплового контакта концов указанных медных проводов с корпусом. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. The utility model relates to the field of electrical engineering, in particular to electric machines, and can be used, for example, as actuator motors for servo steering electric drives of autonomous aircraft. The technical result is an increase in cooling efficiency and, as a result, an increase in specific indicators. The stator magnetic circuit of a contactless DC electric motor is made with rectangular teeth on which sections of the stator winding are located. In this case, a heat sink is installed in the intersection space, consisting of insulated copper wires filled with a heat-conducting compound along the entire length of the magnetic circuit, ensuring thermal contact of the ends of the specified copper wires with the housing. 1 salary f-ly, 3 ill.
Description
Полезная модель относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам, и может быть применена, например, в качестве исполнительных двигателей следящих рулевых электроприводов автономных летательных аппаратов.The utility model relates to the field of electrical engineering, in particular to electric machines, and can be used, for example, as actuator motors for servo steering electric drives of autonomous aircraft.
Известна электрическая машина с интенсивной системой охлаждения (RU 2700274 C1, Н02K 3/24 от 16.09.2019), выполненная при помощи интеграции контура циркуляции хладагента, пролегающего через ячейки сотовой структуры, каждая из которых содержит в себе отдельный проводник статорной обмотки, при этом стенки каждой ячейки изготовлены из прочного высокотеплопроводного изоляционного материала. Недостатками этой электрической машины являются технологическая сложность осуществления такого способа формирования катушечных групп, увеличение площади распределения катушечных групп по радиусу статора, что влечет за собой уменьшение электромагнитных показателей электродвигателя, а также ограниченная область применения, связанная с увеличением габаритных размеров вследствие увеличения диаметрального размера статора, из-за распределения проводников обмотки.An electric machine with an intensive cooling system is known (RU 2700274 C1, Н02K 3/24 dated September 16, 2019), made by integrating a refrigerant circulation circuit passing through cells of a honeycomb structure, each of which contains a separate conductor of the stator winding, while the walls Each cell is made of durable, highly thermally conductive insulating material. The disadvantages of this electric machine are the technological complexity of implementing this method of forming coil groups, an increase in the distribution area of coil groups along the radius of the stator, which entails a decrease in the electromagnetic performance of the electric motor, as well as a limited scope associated with an increase in overall dimensions due to an increase in the diametrical size of the stator, from - for the distribution of winding conductors.
Известен вентильно-индукторный двигатель (RU 2720064 С1, Н02K 1/20 Н02K 9/22 Н02K 9/19 Н02K 19/10 от 26.11.2019), содержащий электронную систему управления, два зубчатых статора с фазными обмотками на зубцах, два зубчатых пакета ротора, закрепленных на общем валу, и систему охлаждения, включающую металлические пластины, размещенные на торцевой поверхности статоров и плотно прилегающих к ней, а также размещенные на пластинах трубы для подачи охлаждающей жидкости, прилегающие к обмоткам зубцов статора. Недостатками данного двигателя является малая площадь контакта теплоотводящей поверхности металлических пластин с нагреваемой поверхностью обмотки магнитопровода статоров, передача тепла осуществляется только от торцевой поверхности статоров электродвигателя. Кроме того, из-за внедрения трубок с жидкостным охлаждением, прилегающих к поверхности металлических пластин, двигатель имеет увеличенный линейный габаритный размер, что ограничивает его область применения.A switched reluctance motor is known (RU 2720064 C1, Н02K 1/20 Н02K 9/22 Н02K 9/19 Н02K 19/10 dated November 26, 2019), containing an electronic control system, two gear stators with phase windings on the teeth, two toothed rotor packages , mounted on a common shaft, and a cooling system, including metal plates placed on the end surface of the stators and tightly adjacent to it, as well as pipes for supplying coolant placed on the plates, adjacent to the windings of the stator teeth. The disadvantages of this motor are the small contact area of the heat-removing surface of the metal plates with the heated surface of the stator magnetic circuit winding; heat is transferred only from the end surface of the stators of the electric motor. In addition, due to the introduction of liquid-cooled tubes adjacent to the surface of the metal plates, the engine has an increased linear overall dimension, which limits its scope.
Известна электрическая машина (патент РФ 2653861 С2, Н02K 9/22 от 15.05.2018), в которой в шихтованном магнитопроводе содержится по меньшей мере одна открытая выемка, расположенная в зубце в плоскости, охватываемой радиальным направлением и направлением вдоль оси вращения, и по меньшей мере один теплопроводящий элемент, расположенный в соответствующей открытой выемке и имеющий теплопроводящий материал, теплопроводность которого больше теплопроводности магнитопроницаемого материала. Недостатком этого электродвигателя является малая площадь контакта обмотки и теплопровода, так как теплопровод касается проводников только с одной стороны. Расположение теплоотвода в зубце магнитопровода приводит к уменьшению площади сечения зубца магнитопровода, что ухудшает электромагнитные характеристики двигателя.An electric machine is known (RF patent 2653861 C2, Н02K 9/22 dated May 15, 2018), in which the laminated magnetic circuit contains at least one open recess located in a tooth in a plane covered by the radial direction and the direction along the axis of rotation, and at least at least one thermally conductive element located in a corresponding open recess and having a thermally conductive material whose thermal conductivity is greater than the thermal conductivity of the magnetically permeable material. The disadvantage of this electric motor is the small contact area between the winding and the heat pipe, since the heat pipe touches the conductors only on one side. The location of the heat sink in the magnetic core tooth leads to a reduction in the cross-sectional area of the magnetic core tooth, which worsens the electromagnetic characteristics of the engine.
Наиболее близким к заявленной полезной модели является бесконтактный электродвигатель постоянного тока (патент РФ 145262, Н02K 29/06 Н02K 5/18 Н02K 9/22, от 10.09.2014), содержащий цилиндрический корпус, установленные в нем статор и ротор с валом, фланец и щит с концентрическими пазами и установленной со стороны статора теплоизолирующей прокладкой; датчик положения ротора; установленные со стороны противоположной вылету вала кожух и крышку, выполненные из материала с высокой теплопроводностью. Недостатками данного электродвигателя являются увеличенные габариты за счет конструкции щита, содержащем в себе концентрические пазы и выполняющего по сути роль радиатора, кроме того, обеспечение большой площади теплового контакта происходит только на поверхности лобовых вылетов статорной обмотки, тем самым теплоотдача осуществляется не по всей активной длине статорной обмотки, также наличие теплоизолирующей прокладки сказывается на неравномерном распределении тепла по поверхности машины, что может привести к механическим деформациям из-за разности теплового расширения отдельных частей машины и сокращению ресурса работы электродвигателя.The closest to the declared utility model is a contactless DC electric motor (RF patent 145262, Н02K 29/06 Н02K 5/18 Н02K 9/22, dated 09/10/2014), containing a cylindrical housing, a stator and a rotor with a shaft, a flange and a shield with concentric grooves and a heat-insulating gasket installed on the stator side; rotor position sensor; a casing and cover installed on the side opposite to the shaft extension, made of material with high thermal conductivity. The disadvantages of this electric motor are the increased dimensions due to the design of the shield, which contains concentric grooves and essentially acts as a radiator; in addition, the provision of a large area of thermal contact occurs only on the surface of the frontal extensions of the stator winding, thereby heat transfer is not carried out along the entire active length of the stator winding windings, also the presence of a heat-insulating gasket affects the uneven distribution of heat over the surface of the machine, which can lead to mechanical deformations due to the difference in thermal expansion of individual parts of the machine and a reduction in the service life of the electric motor.
Техническим результатом, на достижение которого направлена заявленная полезная модель, является увеличение эффективности охлаждения и повышение удельных показателей - отношение движущего момента и полезной мощности к массе и к объему.The technical result that the claimed utility model is aimed at achieving is an increase in cooling efficiency and an increase in specific indicators - the ratio of driving torque and useful power to mass and volume.
Технический результат достигается тем, что в бесконтактном электродвигателе постоянного тока, содержащем цилиндрический корпус, установленные в нем статор и ротор с валом, подшипниковые щиты и датчик положения ротора, установленный со стороны, противоположенной вылету вала, магнитопровод статора выполнен с прямоугольными зубцами, на которых размещены секции статорной обмотки, при этом в межсекционное пространство установлен теплоотвод, состоящий из изолированных медных проводов, залитых теплопроводящим компаундом по всей длине магнитопровода с обеспечением теплового контакта концов указанных медных проводов с корпусом.The technical result is achieved by the fact that in a contactless DC electric motor containing a cylindrical housing, a stator and a rotor with a shaft installed in it, bearing shields and a rotor position sensor installed on the side opposite to the shaft extension, the stator magnetic circuit is made with rectangular teeth on which sections of the stator winding, while a heat sink is installed in the intersection space, consisting of insulated copper wires filled with a heat-conducting compound along the entire length of the magnetic core, ensuring thermal contact of the ends of these copper wires with the housing.
В магнитопровод статора между листами электротехнической стали могут быть установлены медные листы, обладающие той же геометрией, что и листы электротехнической стали.Copper sheets having the same geometry as the electrical steel sheets can be installed in the stator magnetic circuit between the electrical steel sheets.
В результате теплоемкость статора и теплопередача магнитопровода увеличиваются, кроме того, за счет плотного прилегания теплоотвода к статорной обмотке и к магнитопроводу, теплоотдача в окружающую среду через корпус происходит с большей интенсивностью, также величина теплоотдачи увеличивается за счет теплового контакта выводов теплопровода непосредственно к внутренней поверхности корпуса. Таким образом, по сравнению с патентом РФ 145262, теплопередача в окружающую среду происходит активнее из-за большей площади соприкосновения обмотки магнитопровода с теплоотводом, осуществления непосредственного контакта теплопровода с корпусом и увеличения интенсивности теплопередачи магнитопровода.As a result, the heat capacity of the stator and the heat transfer of the magnetic core increase, in addition, due to the tight fit of the heat sink to the stator winding and to the magnetic core, heat transfer to the environment through the housing occurs with greater intensity, and the amount of heat transfer increases due to the thermal contact of the heat pipe terminals directly to the inner surface of the housing . Thus, in comparison with RF patent 145262, heat transfer to the environment occurs more actively due to the larger contact area of the magnetic core winding with the heat sink, direct contact of the heat wire with the housing and an increase in the intensity of heat transfer of the magnetic core.
Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен продольный разрез статора заявленного бесконтактного электродвигателя постоянного тока, на фиг. 2 - поперечный разрез паза электрической машины, на фиг. 3 - необмотанный статор электрической машины с чередующимися листами электротехнической стали и медными листами.The essence of the utility model is illustrated by drawings. In fig. 1 shows a longitudinal section of the stator of the claimed contactless DC electric motor; FIG. 2 is a cross-section of a groove of an electric machine, in FIG. 3 - unwound stator of an electrical machine with alternating sheets of electrical steel and copper sheets.
Бесконтактный электродвигатель постоянного тока содержит корпус 1, в котором расположен магнитопровод статора 2 с зубцами прямоугольной формы. На прямоугольном зубце расположена сформированная отдельно от электрического двигателя секция статорной обмотки 3. Две секции статорной обмотки 3 в пазу магнитопровода 2 образуют межсекционное пространство, в которое установлен теплоотвод 4, состоящий из изолированных медных проводов, залитых теплопроводящим компаундом 5. Теплоотвод 4 залит компаундом по всей длине магнитопровода статора 2, а выводы его проводов фиксируются с двух сторон на поверхности корпуса А и Б с обеспечением теплового контакта. Статорная обмотка с лобовыми вылетами и теплоотводом заливается теплопроводящим компаундом 5.The contactless DC electric motor contains a housing 1 in which a stator magnetic circuit 2 with rectangular teeth is located. On a rectangular tooth there is a section of the stator winding 3 formed separately from the electric motor. Two sections of the stator winding 3 in the groove of the magnetic core 2 form an intersection space into which a heat sink 4 is installed, consisting of insulated copper wires filled with a heat-conducting compound 5. The heat sink 4 is filled with a compound throughout the length of the stator magnetic circuit 2, and the terminals of its wires are fixed on both sides on the surface of the housing A and B to ensure thermal contact. The stator winding with frontal overhangs and a heat sink is filled with heat-conducting compound 5.
При работе бесконтактного электродвигателя постоянного тока обмотки статора нагреваются, тепло, излучаемое секциями статорной обмотки 3 передается через теплоотвод 4 к магнитопроводу статора 2 и к поверхностям А и Б корпуса 1, затем от магнитопровода 2 тепло передается к корпусу 1 через поверхность контакта магнитопровода 2. Таким образом, увеличивается интенсивность теплоотдачи электрического двигателя с корпуса 1 в окружающую среду.When a contactless DC electric motor operates, the stator windings heat up, the heat emitted by the sections of the stator winding 3 is transferred through the heat sink 4 to the magnetic core of the stator 2 and to surfaces A and B of the housing 1, then from the magnetic core 2 the heat is transferred to the housing 1 through the contact surface of the magnetic core 2. Thus Thus, the intensity of heat transfer of the electric motor from the housing 1 into the environment increases.
Для увеличения интенсивности теплопередачи в окружающую среду в магнитопровод статора 2 бесконтактного электродвигателя постоянного тока могут быть установлены медные листы 6.To increase the intensity of heat transfer to the environment, copper sheets 6 can be installed in the magnetic circuit of the stator 2 of a contactless DC electric motor.
Указанные преимущества - увеличение эффективности охлаждения и повышение удельных показателей - отношение движущего момента и полезной мощности к массе и к объему. Повышение удельных показателей позволяет эффективно применять бесконтактный электродвигатель постоянного тока в следящих рулевых электроприводах автономных летательных аппаратов.The indicated advantages are an increase in cooling efficiency and an increase in specific indicators - the ratio of driving torque and useful power to mass and volume. Increasing specific indicators makes it possible to effectively use a contactless DC electric motor in servo steering electric drives of autonomous aircraft.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU223020U1 true RU223020U1 (en) | 2024-01-29 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU370693A1 (en) * | 1971-03-23 | 1973-02-15 | ALL-UNION ^ '•• - ^ • vuri ^ iiCKA ^; library MBAA. K. Cherkasov, Yu. V. Lukhin and S. A. Granovsky | |
| RU145262U1 (en) * | 2014-05-13 | 2014-09-10 | Закрытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт Механотронных Технологий - Альфа - Научный Центр" | CONTACTLESS DC MOTOR |
| WO2015140048A3 (en) * | 2014-03-21 | 2015-12-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Cooling of an active part of an electric machine |
| RU166812U1 (en) * | 2016-02-19 | 2016-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") | LIQUID COOLING SYSTEM HEAT EXCHANGER LINEAR ELECTRIC MACHINE |
| RU2700274C1 (en) * | 2019-01-10 | 2019-09-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Electric machine with intensive cooling system |
| RU2720064C1 (en) * | 2019-11-26 | 2020-04-23 | Вячеслав Авазович Чукреев | Switched reluctance motor |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU370693A1 (en) * | 1971-03-23 | 1973-02-15 | ALL-UNION ^ '•• - ^ • vuri ^ iiCKA ^; library MBAA. K. Cherkasov, Yu. V. Lukhin and S. A. Granovsky | |
| WO2015140048A3 (en) * | 2014-03-21 | 2015-12-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Cooling of an active part of an electric machine |
| RU145262U1 (en) * | 2014-05-13 | 2014-09-10 | Закрытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт Механотронных Технологий - Альфа - Научный Центр" | CONTACTLESS DC MOTOR |
| RU166812U1 (en) * | 2016-02-19 | 2016-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") | LIQUID COOLING SYSTEM HEAT EXCHANGER LINEAR ELECTRIC MACHINE |
| RU2700274C1 (en) * | 2019-01-10 | 2019-09-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Electric machine with intensive cooling system |
| RU2720064C1 (en) * | 2019-11-26 | 2020-04-23 | Вячеслав Авазович Чукреев | Switched reluctance motor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108352751B (en) | Electric machine | |
| TWI448047B (en) | Multi-stage variable reluctance motor/generator, method for enabling the selective product and control logic and electrical control system thereof | |
| US7619345B2 (en) | Stator coil assembly | |
| CN109327091B (en) | Rotor for an electric machine | |
| BG1786U1 (en) | Electrical machine with internal stator | |
| KR101176952B1 (en) | Electric motor and electric vehicle having the same | |
| CN113661638A (en) | Electric machine with torque support in housing | |
| US11323010B2 (en) | Electric Machine | |
| US20220166280A1 (en) | Electric Machine Having a Plastic Body | |
| CN110571981A (en) | System for enhancing cooling of permanent magnet motor based on high-heat-conductivity material and working method thereof | |
| RU223020U1 (en) | CONTACTLESS DC ELECTRIC MOTOR | |
| CN117424363A (en) | Stator assembly, motor and electric drive assembly | |
| CN109039006B (en) | Mover assembly and linear motor | |
| RU2570834C1 (en) | Stator magnetic circuit for electromechanical energy converters with blast cooling (versions) and method of its manufacturing | |
| JP2005218274A (en) | Rotor of rotary electric machine | |
| KR101412589B1 (en) | Electric motor and electric vehicle having the same | |
| CN111247724A (en) | Electric machine with cooling device comprising partially subdivided channels | |
| JP2010226903A (en) | Coil and stator for rotary electric machine | |
| US20210242752A1 (en) | Motor device with coil heat dissipation structure | |
| Cakal et al. | Review of Advances in Cooling Schemes for Yokeless and Segmented Armature (YASA) Axial Flux Motors | |
| JP2004512792A (en) | Stratified iron core | |
| RU227089U1 (en) | ELECTRIC MACHINE WITH IMPROVED COOLING | |
| US20240195253A1 (en) | Stator of an electric axial flux machine, and axial flux machine | |
| US20230402896A1 (en) | Cooling system for high-density motor | |
| CN219477786U (en) | Motor heat radiation structure based on vapor chamber and phase change heat pipe |