RU2352048C1 - Valve reactive inductor motor - Google Patents

Valve reactive inductor motor Download PDF

Info

Publication number
RU2352048C1
RU2352048C1 RU2007130337/09A RU2007130337A RU2352048C1 RU 2352048 C1 RU2352048 C1 RU 2352048C1 RU 2007130337/09 A RU2007130337/09 A RU 2007130337/09A RU 2007130337 A RU2007130337 A RU 2007130337A RU 2352048 C1 RU2352048 C1 RU 2352048C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stator
phase
rotor
windings
winding
Prior art date
Application number
RU2007130337/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007130337A (en
Inventor
Геннадий Константинович Птах (RU)
Геннадий Константинович Птах
Алексей Прокопьевич Прасолин (RU)
Алексей Прокопьевич Прасолин
Руслан Решатович Мустафаев (RU)
Руслан Решатович Мустафаев
Борис Владимирович Никифоров (RU)
Борис Владимирович Никифоров
Дмитрий Александрович Протасов (RU)
Дмитрий Александрович Протасов
Александр Александрович Буфал (RU)
Александр Александрович Буфал
Михаил Иванович Грешняков (RU)
Михаил Иванович Грешняков
Константин Станиславович Ляпидов (RU)
Константин Станиславович Ляпидов
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "ИРИС"
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 Закрытое акционерное общество "ИРИС" filed Critical Закрытое акционерное общество "ИРИС"
Priority to RU2007130337/09A priority Critical patent/RU2352048C1/en
Publication of RU2007130337A publication Critical patent/RU2007130337A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2352048C1 publication Critical patent/RU2352048C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Windings For Motors And Generators (AREA)

Abstract

FIELD: electrics.
SUBSTANCE: invention can be applied in electric wires with high requirements to torque pulsation, vibration and noise level and allows power supply to motors from standard bridge converters produced in series. Valve reactive inductor motor includes cogged stator with cogs distributed regularly along perimetre, with cog number Z1 multiple of 2m (Z1=k×2m, where k=2, 3, 4, …), and cogged rotor without windings with cog number Z2=Z1±k. Stator cogs bear two focused m-phase windings with phase coils positioned and wound on cogs so as magnetomotive force directions of same phases in one coil are the same (from stator to rotor or from rotor to stator). Positive effect of invention includes torque pulsation reduction due to the use of two m-phase windings and is achieved by spatial shift of same phases in each winding by 180 electric grades against each other and by power supply to each winding from voltage impulses of equal value and duration with time shift angles of 180 electric grades between same phases of different windings. Windings can combine in m-beam "star" (with neutral or without it at m >1) or in m-side polygon at m>1, and can gain power from m-phase bridge inverter using diodes in winding phases for positive and negative voltage impulse distribution between parallel same phases of two windings.
EFFECT: reduced torque pulsation.
4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам индукторно-реактивного типа, и может быть использовано для электроприводов при повышенных требованиях к уровню пульсаций момента, вибраций, шумов и обеспечивает возможность питания двигателей от типовых мостовых преобразователей, которые выпускаются серийно.The invention relates to the field of electrical engineering, namely to electric machines of inductor-reactive type, and can be used for electric drives with increased requirements for the level of ripple of the moment, vibration, noise and provides the ability to power motors from standard bridge converters, which are produced in series.

Известен m-фазный индукторный реактивный двигатель с четным числом фаз, который с помощью диодов может питаться от мостового инвертора (патент РФ №2279173. Индукторный двигатель от 27.09.2004, МПК 8 Н02К 19/36, Н02Р 6/16, ФГУП «ЦКБ МТ «Рубин», ФГУП «ПКП «ИРИС»). Недостатком двигателя с четным числом фаз является невозможность на одном пакете обеспечить во всех пазах одноименное направление тока в проводниках, лежащих в одном пазу при соблюдении условия независимой работы фаз (направления магнитодвижущей силы одноименных фаз должны чередоваться). Это приводит к локальной несимметрии распределения магнитного поля и повышению пульсаций момента. Для устранения этого недостатка там же предложен двухпакетный вариант конструкции, в котором на каждом пакете статора размещается трехфазная обмотка, т.е. с нечетным m. В каждую фазу включаются диоды, одноименные фазы соединяются параллельно, а затем, используя соединение «треугольник», фазы обмоток подключаются к мостовому инвертору. Для снижения пульсаций момента, вибраций и шума пакеты роторов смещают на половину зубцового деления, что обеспечивает смещение одноименных фаз обмоток, размещенных на разных пакетах, на 180 эл. град. Недостатком данного варианта конструкции является повышенные массогабаритные показатели и дополнительные потери в лобовых частях, т.к. их число увеличивается.Known m-phase induction jet engine with an even number of phases, which with the help of diodes can be powered from a bridge inverter (RF patent No. 2279173. Induction motor from 09/27/2004, IPC 8 Н02К 19/36, Н02Р 6/16, FSUE "TsKB MT Rubin, FSUE PKP IRIS). A disadvantage of an engine with an even number of phases is the inability to provide the same direction in all grooves in the same direction in the conductors lying in the same groove under the condition of independent operation of the phases (the directions of the magnetomotive force of the same phases must alternate). This leads to local asymmetry in the distribution of the magnetic field and an increase in the moment pulsations. To eliminate this drawback, a two-pack version of the design is also proposed in which a three-phase winding is placed on each stator package, i.e. with odd m. Diodes are included in each phase, phases of the same name are connected in parallel, and then, using the “triangle” connection, the phases of the windings are connected to a bridge inverter. To reduce the ripple of the moment, vibration and noise, the packages of rotors are displaced by half of the tooth division, which provides a shift of the same phases of the windings located on different packages by 180 el. hail. The disadvantage of this design option is the increased overall dimensions and additional losses in the frontal parts, because their number is increasing.

Известны конструкции разноименно-полюсных индукторных машин с радиальным электромагнитным возбуждением, у которых для уменьшения пульсаций магнитного потока возбуждения и электромагнитного момента применяется смещение фазных зон обмоток статора на 180 эл. град. на одном пакете (Балагуров В.А. Проектирование специальных электрических машин переменного тока: Учебное пособие для вузов. - М.: Высшая школа, 1982. - С.236; Птах Г.К., Рожков В.И., Линев А.И. Расчет электромагнитных процессов в системе тягового электропривода электроподвижного состава с разноименно-полюсным индукторным двигателем. / Известия высших учебных заведений. Электромеханика. - 2003. - №4. - С.57-6). Недостатком данной конструкции является наличие больших пазов на статоре, которые необходимы для обеспечения смещения фазных зон на 180 эл. град. и размещения обмотки возбуждения при ее наличии. Это приводит к несимметрии фаз и уменьшению удельной силы тяги.Known designs of opposite-pole induction machines with radial electromagnetic excitation, in which to reduce the ripples of the magnetic flux of the excitation and the electromagnetic moment, a phase shift of the stator windings by 180 el is used. hail. on one package (Balagurov V.A. Designing of special electric machines of alternating current: Textbook for high schools. - M.: Higher school, 1982. - P.236; Ptakh G.K., Rozhkov V.I., Linev A. I. Calculation of electromagnetic processes in the traction electric drive system of electric rolling stock with an opposite-pole induction motor. / News of higher educational institutions. Electromechanics. - 2003. - No. 4. - P.57-6). The disadvantage of this design is the presence of large grooves on the stator, which are necessary to provide a phase shift of 180 el. hail. and placement of the field winding, if any. This leads to phase asymmetry and a decrease in specific thrust.

Известен синхронный двигатель с электромагнитной редукцией (патент РФ №2066912. Синхронный двигатель с электромагнитной редукцией от 20.09.96, МПК 7 H02K 19/06, Лузин Михаил Иванович).Known synchronous motor with electromagnetic reduction (RF patent No. 2066912. Synchronous motor with electromagnetic reduction from 09.20.96, IPC 7 H02K 19/06, Luzin Mikhail Ivanovich).

Недостатками данной конструкции являются: небольшой пусковой момент двигателя и ограниченная область применения: в качестве тихоходных двигателей, определяемая тем, число зубцов ротора этого двигателя равно или больше числа зубцов статора.The disadvantages of this design are: a small starting torque of the engine and a limited scope: as low-speed engines, determined by the fact that the number of teeth of the rotor of this engine is equal to or greater than the number of teeth of the stator.

Наиболее близким по технической сущности заявляемому решению является трехфазный реактивный индукторный двигатель с малыми пульсациями момента (патент РФ №2153218. Трехфазный реактивный индукторный двигатель с малыми пульсациями момента от 06.01.1999, МПК 7 H02K 19/06, H02K 37/04, ООО «Научно-производственное предприятие «Эметрон»).The closest in technical essence of the claimed solution is a three-phase jet induction motor with small ripple moment (RF patent No. 2153218. Three-phase jet induction motor with small ripple moment from 01/06/1999, IPC 7 H02K 19/06, H02K 37/04, Scientific - manufacturing enterprise "Emetron").

Недостатками данного двигателя является: сложность конструкции и изготовления (взаимный скос зубцов ротора относительно зубцов статора и сложная конфигурация профиля зубцов статора).The disadvantages of this engine are: the complexity of the design and manufacture (mutual beveling of the teeth of the rotor relative to the teeth of the stator and the complex configuration of the profile of the teeth of the stator).

Задачами изобретения являются:The objectives of the invention are:

- снижение пульсаций момента;- reduction of pulsations of the moment;

- упрощение конструкции и технологии изготовления двигателя;- simplification of the design and manufacturing technology of the engine;

- упрощение схемы подключения (уменьшение количества проводов подключения двигателя к системе питания);- simplification of the connection scheme (reducing the number of wires connecting the engine to the power system);

- снижение потерь в лобовых частях обмотки (для двухпакетной конструкции фазных обмоток двигателя);- reduction of losses in the frontal parts of the winding (for a two-pack design of the phase windings of the motor);

- улучшение массогабаритных показателей;- improvement of overall dimensions;

- снижение потерь в стали за счет конструктивного чередования направления магнитодвижущей силы (МДС) в фазных обмотках двигателя.- reduction of steel losses due to the structural alternation of the direction of the magnetomotive force (MDS) in the phase windings of the motor.

Решение поставленных задач обеспечивается конструкцией вентильного индукторно-реактивного двигателя (ВИРД), содержащего безобмоточный ротор с зубцами и статор, зубцы (полюса) которого охвачены катушками и размещены так, что образуется m-фазная магнитная система, в которой число зубцов на статоре Z1=k×2m выбирается кратным 2m, число зубцов ротора Z2=Z1±k, где k=2, 3, 4, …, а катушки двух m-фазных сосредоточенных обмоток статора размещены на зубцах (полюсах) таким образом, чтобы все магнитодвижущие силы в одноименных фазах одной и той же обмотки были направлены одинаково или от статора к ротору, или от ротора к статору.The solution of these problems is provided by the design of a valve induction-jet engine (VIRD), which contains a windingless rotor with teeth and a stator, the teeth (poles) of which are covered by coils and arranged so that an m-phase magnetic system is formed in which the number of teeth on the stator Z 1 = k × 2m is chosen as a multiple of 2m, the number of teeth of the rotor is Z 2 = Z 1 ± k, where k = 2, 3, 4, ..., and the coils of two m-phase concentrated stator windings are placed on the teeth (poles) so that all magnetically moving forces in the same phases of the same winding was or in the same direction from the stator to the rotor, or the rotor to the stator.

Кроме этого, в вентильном индукторно-реактивном двигателе:In addition, in a valve induction jet engine:

- при четном m магнитодвижущие силы катушек одноименных фаз разных обмоток направлены одинаково или от статора к ротору, или от ротора к статору;- for even m, the magnetomotive forces of the coils of the same phases of different windings are directed identically either from the stator to the rotor, or from the rotor to the stator;

- при нечетном m магнитодвижущие силы катушек одноименных фаз разных обмоток направлены в противоположные стороны (например, если магнитодвижущие силы катушки первой фазы одной обмотки направлены от статора к ротору, то магнитодвижущие силы катушки первой фазы другой обмотки от ротора к статору);- for odd m, the magnetomotive forces of the coils of the same phases of different windings are directed in opposite directions (for example, if the magnetomotive forces of the coil of the first phase of one winding are directed from the stator to the rotor, then the magnetomotive forces of the coil of the first phase of the other winding from the rotor to the stator);

- катушки фаз разных обмоток, надетых на зубцы (полюсы) статора, чередуются.- phase coils of different windings worn on the teeth (poles) of the stator alternate.

Предлагаемое изобретение направлено на применение такой конфигурации зубцовой зоны, которая позволила бы разместить на статоре две m-фазные сосредоточенные обмотки, имеющие пространственный угол сдвига между одноименными фазами 180 эл. град., сохранить при этом равномерность зубцового слоя с числом зубцов ротора меньшим числа зубцов статора. Решение указанной задачи достигается выбором соотношений между числами зубцов статора и ротора и способом размещения на зубцах статора катушек двух m-фазных сосредоточенных обмоток.The present invention is directed to the use of such a configuration of the tooth zone, which would allow to place on the stator two m-phase concentrated windings having a spatial angle of shift between the phases of the same name 180 el. hail., while maintaining the uniformity of the tooth layer with the number of teeth of the rotor less than the number of teeth of the stator. The solution to this problem is achieved by choosing the relationship between the numbers of stator and rotor teeth and the way the coils of two m-phase concentrated windings are placed on the stator teeth.

Число зубцов на статоре выбирается кратным 2m (Z1=k·2m, k=2, 3, 4 …), а число зубцов ротора -

Figure 00000001
Число k определяет также порядок деформации статора, т.е. количество одновременно возбужденных полюсов, к которым приложены радиальные силы, действующие на статор и влияющие на уровень вибраций и шума.The number of teeth on the stator is selected as a multiple of 2m (Z 1 = k · 2m, k = 2, 3, 4 ...), and the number of teeth of the rotor is
Figure 00000001
The number k also determines the order of deformation of the stator, i.e. the number of simultaneously excited poles to which radial forces are applied, acting on the stator and affecting the level of vibration and noise.

Отличительной особенностью предлагаемого способа размещения катушек и выбора направления их намотки состоит в том, что направления МДС одноименных фаз одной и той же обмотки одинаковы и имеют направления от статора к ротору или от ротора к статору. Такой способ размещения катушек лишает индукторный реактивный двигатель его основной отличительной особенности - независимой работы фаз, но обеспечивает возможность в однопакетном варианте исполнения существенно уменьшить пульсации момента, применить мостовые инверторы для его питания, которые выпускаются серийно, и соответственно снизить себестоимость электропривода, создаваемого на базе данного двигателя.A distinctive feature of the proposed method for placing the coils and choosing the direction of their winding is that the directions of the MDS of the same phases of the same winding are the same and have directions from the stator to the rotor or from rotor to stator. This way of placing the coils deprives the induction jet engine of its main distinguishing feature - the independent operation of the phases, but provides the opportunity in a single-package version to significantly reduce the ripple of the moment, use bridge inverters to power it, which are produced commercially, and accordingly reduce the cost of the electric drive created on the basis of this engine.

Для четного значения числа фаз m фазные катушки разных фаз одной обмотки надеваются на зубцы подряд с пространственным углом сдвига 360/2m с чередованием направления их МДС, образуя фазную зону обмотки. Фазные катушки одноименных фаз разных обмоток надеваются на зубцы с пространственным углом сдвига 180 эл. град. При этом обеспечивается такой же пространственный угол сдвига между фазными зонами разных обмоток. МДС катушек нечетных номеров фаз одной обмотки имеют одинаковое направление, например, от статора к ротору, а МДС катушек четных фаз этой же обмотки - противоположное направление. МДС фазных катушек одноименных фаз разных обмоток направлены одинаково. В каждом пазу токи соседних катушек имеют одинаковое направление и меняют его на противоположное в соседнем пазу, что обеспечивает замыкание магнитного потока по кратчайшему пути.For an even value of the number of phases m, phase coils of different phases of the same winding are put on the teeth in a row with a spatial angle of shift of 360 / 2m with alternating direction of their MDS, forming the phase zone of the winding. Phase coils of the same phases of different windings are put on teeth with a spatial angle of shift of 180 el. hail. This ensures the same spatial shear angle between the phase zones of different windings. The MDS coils of the odd phase numbers of one winding have the same direction, for example, from the stator to the rotor, and the MDS coils of the even phases of the same winding have the opposite direction. MDS of phase coils of the same phases of different windings are directed identically. In each groove, the currents of neighboring coils have the same direction and change it to the opposite in the neighboring groove, which ensures the closure of the magnetic flux along the shortest path.

Для нечетного значения числа фаз m фазные катушки разных фаз одной обмотки надеваются на зубцы статора с чередованием на один зубец таким образом, чтобы обеспечить пространственный угол сдвига между фазами одной обмотки 360/т эл. град. и 180 эл. град. между одноименными фазами разных обмоток. В этом случае все МДС фазных катушек одной обмотки имеют одинаковое направление, например, от статора к ротору, а все МДС фазных катушек другой обмотки также направлены одинаково, но противоположно, т.е. от ротора к статору.For an odd value of the number of phases m, phase coils of different phases of one winding are put on the stator teeth with alternating one tooth in such a way as to provide a spatial angle of shift between the phases of one winding 360 / t el. hail. and 180 email hail. between the same phases of different windings. In this case, all the MDFs of the phase coils of one winding have the same direction, for example, from the stator to the rotor, and all the MDSs of the phase coils of the other winding are also directed in the same but opposite direction, i.e. from rotor to stator.

В дальнейшем изобретение поясняется конкретными примерами выполнения со ссылкой на чертежи, схему и диаграмму, на которых показаны:The invention is further illustrated by specific examples with reference to the drawings, diagram and diagram, which show:

- фиг.1 - поперечное сечение магнитной системы ВИРД:- figure 1 is a cross section of a magnetic system VIRD:

а) m=2 с соотношением зубцов Z1/Z2=12/9;a) m = 2 with the ratio of teeth Z 1 / Z 2 = 12/9;

б) m=3 с соотношением зубцов Z1/Z2=18/15;b) m = 3 with the ratio of teeth Z 1 / Z 2 = 18/15;

- фиг.2 - функциональная блок-схема питания ВИРД;- figure 2 is a functional block diagram of the power VIRD;

- фиг.3 - диаграммы фазных напряжений (отмечены «заливкой»), фазных токов обмоток и суммарных токов фаз, фазного (одной обмотки) и суммарного моментов при питании трехфазного ВИРД от трехфазного мостового инвертора при соединении обмоток двигателя в «звезду» с нейтралью;- figure 3 is a diagram of phase voltages (marked with "fill"), phase currents of the windings and the total currents of the phases, phase (single winding) and total moments when feeding a three-phase VIRD from a three-phase bridge inverter when connecting the motor windings to the "star" with neutral;

- фиг.4 - качественная картина распределения магнитного поля в ВИРД, соответствующая распределению токов в катушках (затененные) для начального момента времени (см. фиг.3).- figure 4 is a qualitative picture of the distribution of the magnetic field in the VIRD corresponding to the distribution of currents in the coils (shaded) for the initial moment of time (see figure 3).

Двухфазный индукторный двигатель, показанный на фиг.1,а, имеет зубчатый (явнополюсный) статор 1 с равномерно распределенными по окружности открытыми пазами, на полюсах которого размещаются фазные катушки двух двухфазных сосредоточенных обмоток 2 и 2', а также безобмоточный зубчатый ротор 3. Фазные катушки А и В одной обмотки надеваются на соседние зубцы статора с пространственным углом сдвига 90 эл. град. и таким образом, чтобы их МДС имели противоположное направление. Фазные катушки А′ и B' другой обмотки надеваются на соседние зубцы статора аналогичным образом с учетом того, что фазные катушки одноименных фаз, например, А и А' должны иметь пространственный угол сдвига 180 эл. град., т.е., если соосно с зубцом фазы А находится зубец ротора, то соосно с зубцом фазы А' - паз ротора. Таким образом, катушки фазных обмоток включаются так, что половина зубцов статора намагничена в направлении от статора к ротору, другая половина зубцов намагничена от ротора к статору, и зубцы с разным направлением намагниченности чередуются. Такое распределение магнитного поля обеспечивает снижение потерь в стали.The two-phase induction motor shown in Fig. 1a has a toothed (explicitly polar) stator 1 with open grooves evenly distributed around the circumference, at the poles of which are placed phase coils of two biphasic concentrated windings 2 and 2 ', as well as a winding gearless rotor 3. Phase coils A and B of one winding are put on adjacent stator teeth with a spatial angle of shift of 90 el. hail. and so that their MDS are in the opposite direction. The phase coils A ′ and B ′ of the other winding are put on adjacent stator teeth in the same way, taking into account that the phase coils of the same phases, for example, A and A ′, must have a spatial angle of shift of 180 el. grad., i.e., if the rotor tooth is coaxial with the phase A tooth, then the rotor groove is coaxial with the phase A 'tooth. Thus, the phase winding coils are turned on so that half of the stator teeth are magnetized in the direction from the stator to the rotor, the other half of the teeth are magnetized from the rotor to the stator, and the teeth with different directions of magnetization alternate. This distribution of the magnetic field reduces the loss in steel.

Трехфазный индукторный двигатель, показанный на фиг.1,б, имеет зубчатый (явнополюсный) статор 1 с равномерно распределенными по окружности открытыми пазами, на полюсах которого размещаются фазные катушки двух трехфазных сосредоточенных обмоток 2 и 2', а также безобмоточный зубчатый ротор 3. Фазные катушки А, В, и С одной обмотки надеваются на нечетные зубцы с просранственным углом сдвига 120 эл. град., а фазные катушки другой обмотки А', В' и С' - на четные зубцы. При этом фазные катушки одноименных фаз, например, А и А', имеют пространственный угол сдвига 180 эл. град. Распределение намагниченности зубцов будет таким же, как и в предыдущем случае (фиг.1,а).The three-phase induction motor shown in Fig. 1, b has a gear (explicit pole) stator 1 with open grooves evenly distributed around the circumference, at the poles of which are placed phase coils of two three-phase concentrated windings 2 and 2 ', as well as a winding gearless rotor 3. Phase coils A, B, and C of one winding are put on odd teeth with a pitch angle of 120 e. hail., and phase coils of the other winding A ', B' and C '- on even teeth. Moreover, phase coils of the same phases, for example, A and A ', have a spatial angle of shift of 180 el. hail. The distribution of the magnetization of the teeth will be the same as in the previous case (figure 1, a).

Согласно фиг.2 питание обмоток индукторного двигателя может осуществляться с помощью типового m-фазного мостового инвертора напряжения, который включает: микропроцессорную систему управления 4, датчик положения ротора 5, выпрямитель 6, конденсаторный фильтр 7-8, трехфазный мостовой инвертор 9. Выходы инвертора 9 через диоды подключены к двум трехфазным обмоткам ВИРД 10, соединенным в «звезду» с нейтралью. Причем первая трехфазная обмотка А-В-С соединена с выходами инвертора 9 через диоды, включенные в прямом направлении, а вторая трехфазная обмотка А′-В′-С′ - через диоды, включенные в обратном направлении.According to figure 2, the power of the windings of the induction motor can be carried out using a typical m-phase bridge voltage inverter, which includes: a microprocessor control system 4, a rotor position sensor 5, a rectifier 6, a capacitor filter 7-8, a three-phase bridge inverter 9. The outputs of the inverter 9 through diodes are connected to two three-phase windings VIRD 10 connected to the "star" with the neutral. Moreover, the first three-phase winding A-B-C is connected to the outputs of the inverter 9 through diodes included in the forward direction, and the second three-phase winding A′-B′-C ′ is connected through diodes included in the reverse direction.

Предлагаемый двигатель работает следующим образом.The proposed engine operates as follows.

Для пояснения работы предложенного ВИРД на фиг.3 представлены диаграммы фазных напряжений, фазных токов каждой обмотки и суммарных фазных токов, фазного (одной обмотки) и суммарного моментов при питании ВИРД с двумя трехфазными обмотками (соединение «звезда» с нейтралью) от трехфазного мостового инвертора. Распределение магнитного поля в области возбужденных полюсов статора, соответствующее распределению токов в катушках (затененные) для начального момента времени (см. фиг.3), приведено на фиг.4. На зубцы ротора (на фиг.4 промаркированы: 11-16), набегающие в область соответствующих возбужденных полюсов статора (на фиг.4 промаркированы: 17-22), действует тангенциальная сила, создающая вращающий момент и втягивающая зубцы ротора (на фиг.4 промаркированы: 11-16) в область поля. Для того чтобы не возникал тормозной момент при сбегании зубцов ротора (на фиг.4 промаркированы: 23-25) из-под зубцов статора (на фиг.4 промаркированы: 26-28), ток в катушках, надетых на эти зубцы, должен быть к этому моменту времени снижен до нуля. Таким образом, за счет последовательной коммутации ключей и подаче в соответствующие катушки двигателя импульсов тока обеспечивается вращение ротора, как и в реактивном двигателе с независимой работой фаз.To explain the operation of the proposed VIRD, Fig. 3 shows diagrams of phase voltages, phase currents of each winding and total phase currents, phase (single winding) and total moments when supplying the VIRD with two three-phase windings (star connection with neutral) from a three-phase bridge inverter . The distribution of the magnetic field in the region of the excited poles of the stator, corresponding to the distribution of currents in the coils (shaded) for the initial instant of time (see Fig. 3), is shown in Fig. 4. The rotor teeth (marked in FIG. 4: 11-16), running into the region of the corresponding excited stator poles (marked in FIG. 4: 17-22), are affected by the tangential force that generates torque and retracts the rotor teeth (in FIG. 4 marked: 11-16) in the field area. In order to avoid braking moment when the teeth of the rotor run off (marked in FIG. 4: 23-25) from under the stator teeth (marked in FIG. 4: 26-28), the current in the coils worn on these teeth should be at this point in time reduced to zero. Thus, due to the serial switching of the keys and the supply of current pulses to the corresponding motor coils, the rotor rotates, as in a jet engine with independent operation of the phases.

Промышленная применимость изобретения определяется тем, что предлагаемый двигатель может быть изготовлен в соответствии с приведенным описанием, чертежами (см. фиг.1) на базе известных комплектующих изделий и технологического оборудования.Industrial applicability of the invention is determined by the fact that the proposed engine can be manufactured in accordance with the above description, drawings (see figure 1) on the basis of known components and technological equipment.

Таким образом, предлагаемый двигатель может быть использован в различных областях (военная техника, энергетика, горнодобывающая и нефтеперерабатывающая промышленности, жилищно-коммунальное хозяйство и т.д.) - везде, где требуется использование электроприводов при повышенных требованиях к уровню пульсаций момента, вибраций, шумов и экономии электроэнергии.Thus, the proposed engine can be used in various fields (military equipment, energy, mining and oil refining industries, housing and communal services, etc.) - wherever it is necessary to use electric drives with increased requirements for the level of pulsation of the moment, vibration, noise and energy savings.

На основании вышеизложенного и по результатам проведенного нами патентно-информационного поиска считаем, что предлагаемый двигатель отвечает критериям «Новизна», «Изобретательский уровень» и может быть защищена патентом Российской Федерации на изобретение.Based on the foregoing and the results of our patent information search, we believe that the proposed engine meets the criteria of "Novelty", "Inventive step" and can be protected by a patent of the Russian Federation for an invention.

Claims (4)

1. Вентильный индукторно-реактивный двигатель, содержащий безобмоточный ротор с зубцами и статор, зубцы (полюса) которого охвачены катушками и размещены так, что образуется m-фазная магнитная система, отличающийся тем, что число зубцов на статоре Z1=k×2m выбирается кратным 2m, число зубцов ротора Z2=Z1±k, где k=2, 3, 4, …, а катушки двух m-фазных сосредоточенных обмоток статора размещены на зубцах (полюсах) таким образом, чтобы все магнитодвижущие силы в одноименных фазах одной и той же обмотки были направлены одинаково или от статора к ротору, или от ротора к статору.1. Valve induction-jet engine containing a windingless rotor with teeth and a stator, the teeth (poles) of which are covered by coils and placed so that an m-phase magnetic system is formed, characterized in that the number of teeth on the stator Z 1 = k × 2m is selected a multiple of 2m, the number of teeth of the rotor Z 2 = Z 1 ± k, where k = 2, 3, 4, ..., and the coils of two m-phase concentrated stator windings are placed on the teeth (poles) so that all magnetically moving forces in the same phases of the same winding were directed the same way either from the stator to the rotor, or from rotor to stator. 2. Вентильный индукторно-реактивный двигатель по п.1, отличающийся тем, что при четном m магнитодвижущие силы катушек одноименных фаз разных обмоток направлены одинаково или от статора к ротору, или от ротора к статору.2. The inductive-reactive induction motor according to claim 1, characterized in that for even m the magnetomotive forces of the coils of the same phases of different windings are directed in the same way either from the stator to the rotor, or from the rotor to the stator. 3. Вентильный индукторно-реактивный двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что при нечетном m магнитодвижущие силы катушек одноименных фаз разных обмоток направлены в противоположные стороны (например, если магнитодвижущие силы катушки первой фазы одной обмотки направлены от статора к ротору, то магнитодвижущие силы катушки первой фазы другой обмотки - от ротора к статору).3. The inductive reactive induction motor according to claim 1 or 2, characterized in that for odd m the magnetomotive forces of the coils of the same phases of different windings are directed in opposite directions (for example, if the magnetomotive forces of the coil of the first phase of one winding are directed from the stator to the rotor, then magnetomotive forces of the coil of the first phase of another winding - from the rotor to the stator). 4. Вентильный индукторно-реактивный двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что катушки фаз разных обмоток, надетых на зубцы (полюсы) статора, чередуются. 4. Valve induction-jet engine according to claim 1 or 2, characterized in that the phase coils of different windings, worn on the teeth (poles) of the stator, alternate.
RU2007130337/09A 2007-08-08 2007-08-08 Valve reactive inductor motor RU2352048C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007130337/09A RU2352048C1 (en) 2007-08-08 2007-08-08 Valve reactive inductor motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007130337/09A RU2352048C1 (en) 2007-08-08 2007-08-08 Valve reactive inductor motor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007130337A RU2007130337A (en) 2009-02-20
RU2352048C1 true RU2352048C1 (en) 2009-04-10

Family

ID=40531266

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007130337/09A RU2352048C1 (en) 2007-08-08 2007-08-08 Valve reactive inductor motor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2352048C1 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140339935A1 (en) * 2013-05-17 2014-11-20 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Bobbin and rotary electric machine
RU2540104C1 (en) * 2013-07-10 2015-02-10 Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Проектно-Конструкторский и Технологический Институт Электромашиностроения" Six-phase thyratron inductor motor with concentric windings controlled by three-phase sine current
RU2540319C2 (en) * 2013-04-30 2015-02-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли РФ (МИНПРОМТОРГ РОССИИ) Valve-inductor electric drive with extreme operating condition
RU2540957C1 (en) * 2013-07-10 2015-02-10 Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Проектно-Конструкторский и Технологический Институт Электромашиностроения" Six-phase thyratron inductor motor with concentric windings controlled by three-phase current of sinusoidal form
RU2571955C1 (en) * 2014-09-08 2015-12-27 Александр Дмитриевич Петрушин Switched reluctance electrical machine
RU2662233C1 (en) * 2017-11-22 2018-07-25 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Резонанс" (ООО НПП "Резонанс") Induction electrical machine
CN109275348A (en) * 2016-03-30 2019-01-25 泰恩河畔纽卡斯尔大学 Electrical sub-component
RU2727956C1 (en) * 2019-06-07 2020-07-28 Михаил Иванович Новиков Electric motor
RU223189U1 (en) * 2023-05-30 2024-02-06 ООО Электротехнический завод "ГЭКСАР" Electrical engine

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU172453U1 (en) * 2016-12-26 2017-07-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) VENTILATION-REACTIVE GENERATOR

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БАЛАГУРОВ В.А. Проектирование специальных электрических машин переменного тока. - М.: Высшая школа, 1982, с.236. ПТАХ Г.К., РОЖКОВ В.И., ЛИНЁВ А.И. Расчет электромагнитных процессов в системе тягового электропривода электроподвижного состава с разноименно-полюсным индукторным двигателем. Известия высших учебных заведений. Электромеханика, 2003, №4, с.57-6. *

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2540319C2 (en) * 2013-04-30 2015-02-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли РФ (МИНПРОМТОРГ РОССИИ) Valve-inductor electric drive with extreme operating condition
US9748813B2 (en) * 2013-05-17 2017-08-29 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Bobbin and rotary electric machine
US20140339935A1 (en) * 2013-05-17 2014-11-20 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Bobbin and rotary electric machine
RU2540104C1 (en) * 2013-07-10 2015-02-10 Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Проектно-Конструкторский и Технологический Институт Электромашиностроения" Six-phase thyratron inductor motor with concentric windings controlled by three-phase sine current
RU2540957C1 (en) * 2013-07-10 2015-02-10 Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Проектно-Конструкторский и Технологический Институт Электромашиностроения" Six-phase thyratron inductor motor with concentric windings controlled by three-phase current of sinusoidal form
RU2571955C1 (en) * 2014-09-08 2015-12-27 Александр Дмитриевич Петрушин Switched reluctance electrical machine
US11005343B2 (en) 2016-03-30 2021-05-11 University Of Newcastle Upon Tyne Electrical sub-assembly
CN109275348A (en) * 2016-03-30 2019-01-25 泰恩河畔纽卡斯尔大学 Electrical sub-component
JP2019510462A (en) * 2016-03-30 2019-04-11 ユニバーシティー オブ ニューキャッスル アポン タインUniversity Of Newcastle Upon Tyne Electrical subassembly
US11764651B2 (en) 2016-03-30 2023-09-19 Advanced Electric Machines Group Limited Electrical sub-assembly
RU2662233C1 (en) * 2017-11-22 2018-07-25 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Резонанс" (ООО НПП "Резонанс") Induction electrical machine
RU2727956C1 (en) * 2019-06-07 2020-07-28 Михаил Иванович Новиков Electric motor
RU223189U1 (en) * 2023-05-30 2024-02-06 ООО Электротехнический завод "ГЭКСАР" Electrical engine

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007130337A (en) 2009-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2352048C1 (en) Valve reactive inductor motor
US6879079B2 (en) Permanent magnet rotor electrical synchronous machine with different alternatively arranged tooth pitch widths
JP5304427B2 (en) Rotating electrical machine drive system
EP2092630B1 (en) Method of manufacturing an electric motor
EP1717946B1 (en) Switched reluctance generator
US9252634B2 (en) Synchronous motor
US9692269B2 (en) Winding configuration of doubly salient permanent magnet electric machine
US8841807B2 (en) Rotary electric machine with improved magnetic resistance
US8519592B2 (en) Synchronous electric motor
US8896178B2 (en) Synchronous electric motor drive system having slit windings
US20070257566A1 (en) Synchronous Machine Using the Eleventh Harmonic
EP2966755B1 (en) Multi-winding multi-phase ac motor and electric power-steering device
US20100096943A1 (en) Motor and electric power steering apparatus
US9577479B2 (en) Improvements for flux switching machines
WO2009056879A1 (en) Permanent magnet reluctance machines
US20160218579A1 (en) Hybrid motor structure
CN101702562A (en) Non-overlapping winding sectional rotor switched reluctance motor (SRM)
WO2021146638A1 (en) Electric motors
GB2468695A (en) A stator assembly incorporating permanent magnets and wound field poles for an inductor machine.
EP1296439A2 (en) Five phase alternating current generator
RU2390086C1 (en) Contactless reductor electric machine with combined excitation
JP4626906B2 (en) Reluctance motor
Hua et al. Investigation on symmetrical characteristics of consequent-pole flux reversal permanent magnet machines with concentrated windings
DE102016216164A1 (en) Rotating electrical machine
RU2076433C1 (en) Synchronous motor with electromagnetic reduction

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150809