RU2313887C1 - Торцевая электрическая машина - Google Patents
Торцевая электрическая машина Download PDFInfo
- Publication number
- RU2313887C1 RU2313887C1 RU2006121299/09A RU2006121299A RU2313887C1 RU 2313887 C1 RU2313887 C1 RU 2313887C1 RU 2006121299/09 A RU2006121299/09 A RU 2006121299/09A RU 2006121299 A RU2006121299 A RU 2006121299A RU 2313887 C1 RU2313887 C1 RU 2313887C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- poles
- rotor
- magnets
- electric machine
- disk
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, а именно - к конструкции торцевых синхронных машин, работающих в режиме генератора или двигателя. Технический результат - упрощение технологии производства ротора, обеспечение безотходности его изготовления, повышение энергетических показателей торцевой электрической машины. Сущность изобретения состоит в следующем. Торцевая электрическая машина включает статор, закрепленный на одном из двух подшипниковых щитов машины и выполненный с распределенной обмоткой в виде обмоточных модулей и с ярмом, навитым из стальной ленты, а также ротор в виде диска с магнитами, смонтированный на остове и установленный в подшипниках качения. При этом, согласно изобретению, диск ротора содержит кольцо, на котором по периметру закреплены радиально ориентированные полюсы, имеющие в радиальном направлении форму трапеции, обращенной меньшим основанием к кольцу, и двояковогнутого шестиугольника в поперечном сечении, а между полюсами размещены постоянные магниты, имеющие форму, сопряженную с полюсами таким образом, что соседние магниты обращены друг к другу одноименными полюсами. Предложенное выполнение составного диска ротора упрощает сборку ротора и автоматически обеспечивает высокую точность углового позиционирования полюсов и магнитов. Повышение энергетических показателей машины обусловлено высокой концентрацией магнитного поля, что позволяет отказаться от дорогих редкоземельных магнитов. Увеличенный объем ферромагнитных материалов при тех же габаритах диска ротора обеспечивает повышение энергетических показателей торцевой электрической машины. 2 ил.
Description
Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к конструкции торцевых электрических машин, работающих в режиме генератора или двигателя.
Известна торцевая бесконтактная электрическая машина (патент России 2076434, М Кл. Н02K 21/24, 27.03.97), содержащая между двумя торцевыми статорами ротор, полюсная система которого выполнена из двух Р-полюсных систем противоположной полярности, одна из которых состоит из магнитомягких полюсов, а другая выполнена из магнитомягких сердечников, в виде призматических брусков, между которыми расположены постоянные магниты. К боковым граням брусков также прикреплены магниты.
Основной недостаток этой конструкции - сложность и низкая технологичность, обусловленная особенностями крепления постоянных магнитов на роторе. Кроме того, машина имеет увеличенные габариты из-за размещения обмотки возбуждения на внешнем магнитопроводе.
Известен также синхронный генератор с возбуждением от постоянных магнитов (пат. №2273942, Н02K 21/22, Н02K 21/12), содержащий статор с кольцевым магнитопроводом, многофазной якорной обмоткой и несущим узлом с опорными подшипниками и кольцевой ротор с чередующимися в окружном направлении магнитами и полюсами.
Существенным недостатком этой конструкции является сложность обеспечения равенства рабочих воздушных зазоров за счет накопления погрешностей базирования в большой размерной цепи. Кроме того, поскольку решение реализовано в цилиндрической электрической машине с внешним ротором, увеличена масса магнитов и материалоемкость всей машины.
Наиболее близкой к заявляемой машине является торцевая электрическая машина (пат. РФ №2246167, МПК7 Н02K 21/24) со статором, закрепленным в корпусе, обращенным рабочей поверхностью к дискообразному ротору, установленному в подшипниках качения. На диске ротора со стороны статора выполнены два центрирующих пояска, между которыми смонтированы постоянные магниты, закрытые полюсными наконечниками.
Основной недостаток такой конструкции диска ротора - потребность в высокой точности углового позиционирования большого количества отверстий и магнитов полюсов, что увеличивает трудоемкость и стоимость изготовления.
В основу изобретения положена задача создания технологичной в производстве электрической машины переменного тока, с повышенными энергетическими показателями.
Поставленная задача решается тем, что в торцевой электрической машине, включающей статор, закрепленный на одном из двух подшипниковых щитов машины и выполненный с распределенной обмоткой в виде обмоточных модулей и ярма, навитого из стальной ленты, и ротор в виде диска с магнитами, смонтированный на остове и установленный в подшипниках качения, согласно изобретению, диск ротора содержит кольцо, на котором по периметру закреплены радиально ориентированные полюсы, имеющие в радиальном направлении форму трапеции, обращенной меньшим основанием к кольцу, и в поперечном сечении - двояковогнутого шестиугольника, между полюсами размещены постоянные магниты, имеющие форму, сопряженную с полюсами таким образом, что соседние магниты обращены друг к другу одноименными полюсами.
Крепление на кольце магнитомягких полюсов, чередующихся с постоянными магнитами, упрощает сборку ротора и автоматически обеспечивает высокую точность углового позиционирования полюсов и магнитов. Форма полюсов и магнитов предполагает получение их высокопроизводительным методом прессования. Кроме того, вдвое уменьшается количество отверстий в кольце. Все эти мероприятия существенно снижают трудоемкость и стоимость изготовления и сборки ротора.
Повышение энергетических показателей машины обусловлено несколькими причинами. Основная из них - концентрация магнитного поля, достигаемая суммированием в полюсе ротора магнитных потоков от соседних магнитов, обращенных друг к другу одноименными магнитными полюсами. В этом случае возможен отказ от дорогих редкоземельных магнитов. Дополнительный фактор повышения энергетических показателей машины - больший объем ферромагнитных материалов при тех же габаритах диска.
На фиг.1 изображена торцевая электрическая машина, на фиг.2 - фрагмент ротора.
Торцевая электрическая машина содержит статор 1, смонтированный на подшипниковом щите 2 машины, закрепленном в корпусе 3, и ротор. Ротор включает составной диск 4 и ступицу 5. Диск 4 закреплен на ступице 5, соединенной с валом 6, который установлен в подшипниках 7 и 8 подшипниковых щитов 2 и 9. Основой диска 4 ротора является кольцо 10 (фиг.2), на котором по периметру закреплены радиально ориентированные магнитомягкие полюсы 11, имеющие в радиальном направлении форму трапеции, обращенной меньшим основанием к кольцу, и двояковогнутого шестиугольника в поперечном сечении. Между полюсами 11 размещены постоянные магниты 12, имеющие в поперечном сечении форму выпуклого неправильного шестиугольника, которая сопряжена с поверхностями двух соседних полюсов в радиальном и осевом направлениях для фиксации магнитов на диске ротора так, что соседние магниты обращены друг к другу одноименными полюсами.
Торцевая электрическая машина может работать как в режиме двигателя, так и в режиме генератора.
При работе в режиме генератора вращающийся приводным двигателем ротор с постоянными магнитами 12 в зазоре машины создает вращающееся магнитное поле, силовые линии которого, пересекая витки обмотки статора, наводят в каждой фазе статора переменную ЭДС. Постоянные магниты 12 выбраны таким образом, что при номинальной нагрузке заявляемой электрической машины и заданном ее характере выходное напряжение равно номинальному. Использование на роторе постоянных магнитов 12 упрощает конструкцию, уменьшает расход активных материалов, снижает эксплуатационные расходы. Частота выходного напряжения определяется частотой вращения ротора и количеством пар полюсов, которое практически не ограничено. Это позволяет применить прямой привод между двигателем и торцевой электрической машиной (генератором) при практически любых частотах вращения приводного двигателя.
При работе торцевой электрической машины в режиме двигателя ток, протекающий по обмотке статора 1, взаимодействует с магнитным потоком ротора и создает вращающий момент. Частота вращения ротора определяется количеством пар полюсов 11 и частотой питающего напряжения и может варьироваться в зависимости от типоразмера торцевой электрической машины от 80 до 1500 об/мин.
Изменение формы полюсов 11 и магнитов 12, предполагающее их получение высокопроизводительным методом прессования, уменьшение количества отверстий в кольце 10 и точности их разметки существенно повышают технологичность машины.
Энергетические показатели улучшены за счет концентрации магнитного поля и большего объема ферромагнитных материалов при тех же габаритах диска 4. Все это говорит о решении поставленной задачи.
Claims (1)
- Торцевая электрическая машина, включающая статор, закрепленный на одном из двух подшипниковых щитов машины и выполненный с распределенной обмоткой в виде обмоточных модулей и ярмом, навитым из стальной ленты, и ротор в виде диска с магнитами, смонтированный на остове и установленный в подшипниках качения, отличающаяся тем, что диск ротора содержит кольцо, на котором по периметру закреплены радиально ориентированные полюсы, имеющие в радиальном направлении форму трапеции, обращенной меньшим основанием к кольцу, и - двояковогнутого шестиугольника в поперечном сечении, между полюсами размещены постоянные магниты, имеющие форму, сопряженную с полюсами таким образом, что соседние магниты обращены друг к другу одноименными полюсами.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006121299/09A RU2313887C1 (ru) | 2006-06-15 | 2006-06-15 | Торцевая электрическая машина |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006121299/09A RU2313887C1 (ru) | 2006-06-15 | 2006-06-15 | Торцевая электрическая машина |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2313887C1 true RU2313887C1 (ru) | 2007-12-27 |
Family
ID=39019091
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006121299/09A RU2313887C1 (ru) | 2006-06-15 | 2006-06-15 | Торцевая электрическая машина |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2313887C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010126392A1 (ru) * | 2009-04-27 | 2010-11-04 | Esakov Sergej Mikhailovich | Магнитоэлектрический генератор |
-
2006
- 2006-06-15 RU RU2006121299/09A patent/RU2313887C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010126392A1 (ru) * | 2009-04-27 | 2010-11-04 | Esakov Sergej Mikhailovich | Магнитоэлектрический генератор |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI429168B (zh) | Permanent magnet rotating machine | |
US9537362B2 (en) | Electrical machine with improved stator flux pattern across a rotor for providing high torque density | |
US4831300A (en) | Brushless alternator and synchronous motor with optional stationary field winding | |
JP2016013054A (ja) | 永久磁石機 | |
JP6460159B2 (ja) | ロータ及びモータ | |
US8917087B2 (en) | Moving magnetic field generating apparatus | |
RU2604058C1 (ru) | Синхронный электродвигатель с магнитной редукцией | |
US9479036B2 (en) | High torque, low inertia direct drive motor | |
RU2007128340A (ru) | Электродвигатель со сверхпроводящей обмоткой с аксиальным зазором | |
RU2386200C2 (ru) | Ротор электрогенератора | |
CN105637733B (zh) | 横向磁通马达或发电机 | |
RU2544835C1 (ru) | Синхронный электродвигатель с магнитной редукцией | |
RU2541356C1 (ru) | Электромашина | |
RU2588599C1 (ru) | Синхронный электродвигатель с магнитной редукцией | |
CN201153238Y (zh) | 磁铁运动的步进装置 | |
JP2013059178A (ja) | 磁気ギア | |
CN102624176A (zh) | 高功率密度大功率盘式驱动电机 | |
RU2313887C1 (ru) | Торцевая электрическая машина | |
JP5855903B2 (ja) | ロータ及びモータ | |
RU2246167C1 (ru) | Торцевая электрическая машина | |
RU127266U1 (ru) | Магнитоэлектрический двигатель | |
RU85044U1 (ru) | Торцевая электрическая машина | |
RU2246168C1 (ru) | Торцевая электрическая машина | |
RU71189U1 (ru) | Низкооборотная электрическая машина | |
CN201038968Y (zh) | 盘式转子电机 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120616 |