RU2354032C1

RU2354032C1 - Contactless electromagnetic machine

Info

Publication number: RU2354032C1
Application number: RU2007142865/09A
Authority: RU
Inventors: Владимир Михайлович Чернухин (RU); Владимир Михайлович Чернухин; Андрей Борисович Захаренко (RU); Андрей Борисович Захаренко
Original assignee: Владимир Михайлович Чернухин; Андрей Борисович Захаренко
Priority date: 2007-11-21
Filing date: 2007-11-21
Publication date: 2009-04-27

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: in contactless electromagnetic machine comprising anchor, every phase of which consists of coils that cover single anchor tooth, and inductor with poles, according to this invention, coil group of anchor winding phase consists of single coil, inductor core consists of joined first and second cores and permanent magnet magnetised in axial direction and located between inductor cores, the first and second inductor cores are located relative to each other so that axis of every tooth in the first core coincides with axis of every slot of the second inductor core.

EFFECT: high specific rotation torque at low frequencies of rotation in traction mode, and high specific power at high frequencies in generator mode.

16 cl, 28 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к низкооборотным высокомоментным электрическим двигателям и электроприводам, и высокочастотным электрическим генераторам.The invention relates to electrical engineering, in particular to low-speed high-torque electric motors and electric drives, and high-frequency electric generators.

Известен бесколлекторный синхронный генератор с постоянными магнитами (Патент RU 2303849 C1, МПК Н02К 21/18, H02K 21/14, автор Шкондин В.В.), содержащий, по крайней мере, одну круговую секцию, включающую ротор с круговым магнитопроводом, на котором с одинаковым шагом закреплено четное количество постоянных магнитов, образующих два параллельных ряда полюсов с продольно и поперечно чередующейся полярностью, статор, несущий четное число подковообразных электромагнитов, расположенных попарно напротив друг друга, устройство для выпрямления электрического тока, где каждый из электромагнитов имеет по две катушки с последовательно встречным направлением обмотки, при этом каждая из катушек электромагнитов расположена над одним из параллельных рядов полюсов ротора и количество полюсов в одном ряду n удовлетворяет соотношению n=10+4·k, где k-целое число, принимающее значения 0, 1, 2, 3 и т.д. Недостатком аналога является сложность и значительная стоимость конструкции, определяемая большим числом постоянных магнитов.Known brushless synchronous generator with permanent magnets (Patent RU 2303849 C1, IPC Н02К 21/18, H02K 21/14, author Shkondin V.V.), containing at least one circular section, including a rotor with a circular magnetic circuit, on which with the same step, an even number of permanent magnets is fixed, forming two parallel rows of poles with longitudinally and transversely alternating polarity, a stator carrying an even number of horseshoe-shaped electromagnets located in pairs opposite each other, a device for rectifying an electric current, where each of the electromagnets has two coils with a successively opposite direction of the winding, while each of the electromagnet coils is located above one of the parallel rows of rotor poles and the number of poles in one row n satisfies the relation n = 10 + 4 · k, where k- integer taking values 0, 1, 2, 3, etc. The disadvantage of this analogue is the complexity and significant cost of construction, determined by a large number of permanent magnets.

Наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению (его прототипом) является электромеханический преобразователь вентильного электродвигателя (Авторское свидетельство SU 1700704 А1, МПК 6 Н02К 29/12, авторы Бродовский В.М., Беленький Ю.М., Лузин М.И., Мрочковский Н.Н.), содержащий статор с числом зубцов Z_S=m·k·n, где m - число фаз якорной обмотки, k - число катушечных групп в фазе, n - число зубцов статора в катушечной группе, каждая из которых состоит из последовательно встречно соединенных между собой катушек, охватывающих по одному зубцу статора, ротор с чередующимися по полярности полюсами, число которых 2р=Z_S±k, обмотку датчика углового положения, содержащую m фаз, каждая из которых содержит две последовательно соединенные между собой полуфазы и составляет с источником переменного напряжения высокой частоты со средней точкой полумостовую схему, отличающийся тем, что каждая катушечная группа якорной обмотки содержит число катушек n-1, а статор состоит из скрепленных между собой двух крайних пакетов и одного среднего пакета, у которого на месте зубцов, расположенных между катушечными группами, закреплены постоянные магниты, намагниченные в аксиальном направлении с чередованием полярности, при этом на зубцах статора, расположенных между катушечными группами, установлены катушки тахометрической обмотки. Недостатком аналога является сложность и значительная стоимость конструкции, определяемая большим числом постоянных магнитов.The closest in technical essence to the present invention (its prototype) is an electromechanical converter of a valve electric motor (Copyright certificate SU 1700704 A1, IPC 6 Н02К 29/12, authors Brodsky V.M., Belenky Yu.M., Luzin M.I., Mrochkovsky N.N.), containing a stator with the number of teeth Z _S = m · k · n, where m is the number of phases of the armature winding, k is the number of coil groups in the phase, n is the number of stator teeth in the coil group, each of which consists from consecutively interconnected coils spanning one tooth with Ator, a rotor with alternating polarity poles, whose number 2p = Z _S ± k, winding sensor angular position having m phases, each of which comprises two series-interconnected semi-phase and is a source of alternating high frequency voltage having an average half-bridge point characterized in that each coil group of the anchor winding contains the number of coils n-1, and the stator consists of two outermost packages fastened together and one middle package, in which in place of the teeth located between tushechnymi groups fixed permanent magnets magnetized in the axial direction with alternating polarity, wherein the teeth on the stator disposed between the coil groups are set tachometer coil winding. The disadvantage of this analogue is the complexity and significant cost of construction, determined by a large number of permanent magnets.

Целью настоящего изобретения является упрощение и удешевление конструкции за счет повышения уровня ее технологичности и применения одного (цельного) постоянного магнита, намагниченного в аксиальном (осевом) направлении тороидальной формы (или магнита многоугольной формы, сходной с тороидальной), при сохранении приемлемых энергетических и массогабаритных показателей. Для машин большой мощности возможно применение вместо одного цельного постоянного магнита ряда постоянных магнитов в форме сегментов, намагниченных в осевом направлении, собранных в форме тора или многоугольника.The aim of the present invention is to simplify and reduce the cost of the design by increasing the level of its manufacturability and the use of one (solid) permanent magnet magnetized in the axial (axial) direction of the toroidal shape (or a polygonal magnet similar to a toroidal shape), while maintaining acceptable energy and weight and size indicators . For high-power machines, it is possible to use instead of a single solid permanent magnet a number of permanent magnets in the form of segments, magnetized in the axial direction, assembled in the form of a torus or polygon.

Следует отметить, что в настоящем изобретении, как и в большинстве электрических машин, магнитный поток возбуждения создается постоянными магнитами индуктора, а обмотка якоря размещена на сердечнике якоря. В предлагаемой конструкции индуктор является ротором, а якорь - статором. Однако для ряда применений возможно использование якоря в качестве ротора, а индуктора - в качестве статора, или якорь и индуктор - в качестве роторов, вращающихся друг относительно друга. В этом случае для создания бесконтактной магнитоэлектрической машины напряжение на якорь может подаваться через вращающийся трансформатор.It should be noted that in the present invention, as in most electric machines, the magnetic flux of the excitation is created by the permanent magnets of the inductor, and the armature winding is placed on the core of the armature. In the proposed design, the inductor is the rotor, and the anchor is the stator. However, for a number of applications it is possible to use the anchor as a rotor, and the inductor as a stator, or the anchor and inductor as rotors rotating relative to each other. In this case, to create a contactless magnetoelectric machine, the voltage to the armature can be supplied through a rotating transformer.

Сущность изобретения поясняется чертежами, гдеThe invention is illustrated by drawings, where

фиг.1 показывает общий вид бесконтактной магнитоэлектрической машины традиционной конструкции, т.е. якорь (статор) расположен снаружи, индуктор (ротор) - внутри;figure 1 shows a General view of a non-contact magnetoelectric machine of traditional design, i.e. the anchor (stator) is located outside, the inductor (rotor) is located inside;

фиг.2 - общий вид бесконтактной магнитоэлектрической машины обращенной конструкции, т.е. индуктор (ротор) расположен - снаружи, якорь (статор) - внутри;figure 2 is a General view of a contactless magnetoelectric machine with a reversed design, i.e. the inductor (rotor) is located outside, the anchor (stator) inside;

фиг.3 - цельный постоянный магнит индуктора;figure 3 - one-piece permanent magnet of the inductor;

фиг.4, 5 - варианты разрезного постоянного магнита индуктора;figure 4, 5 - options split permanent magnet inductor;

фиг.6-28 - примеры реализации изобретения в виде поперечных сечений, схем обмоток и диаграмм токов (МДС).6-28 are examples of the invention in the form of cross sections, winding circuits and current diagrams (MDS).

В соответствии с настоящим изобретением число зубцов якоря Z₁, число фаз m=2, 3, 4, 5, 6…, число модулей с=1, 2, 3, 4…, число зубцов фазы якоря в одном модуле Z_1m=1, 2, 3, 4…, число зубцов Z_2S первого сердечника индуктора и второго Z_2N сердечника индуктора бесконтактной магнитоэлектрической машины удовлетворяет соотношениям (1) и (2)In accordance with the present invention, the number of teeth of the armature Z ₁ , the number of phases m = 2, 3, 4, 5, 6 ..., the number of modules c = 1, 2, 3, 4 ..., the number of teeth of the armature phase in one module Z _1m = 1 , 2, 3, 4 ..., the number of teeth Z _{2S of the} first core of the inductor and the second Z _{2N of the} core of the inductor of a non-contact magnetoelectric machine satisfies relations (1) and (2)

Модулем бесконтактной магнитоэлектрической машины является соотношение группы из наименьшего количества рядом расположенных зубцов якоря, на которых размещены катушки всех фаз обмотки якоря и соответствующих им зубцов индуктора. Модуль является «элементарной машиной» в составе бесконтактной магнитоэлектрической машины, число модулей может быть не менее одного. Модуль определяется соотношением: M_z=m·Z_1m/(m·Z_1m±1). Обозначать модуль удобно следующим образом, например, для фиг.20 при соотношении числа зубцов якоря и числа зубцов первого сердечника индуктора Z₁/Z_2N=9/6, модуль M_z=3/2, число модулей с=3.The module of a non-contact magnetoelectric machine is the ratio of the group of the smallest number of adjacent armature teeth, on which coils of all phases of the armature winding and their corresponding inductor teeth are located. A module is an “elementary machine” in a non-contact magnetoelectric machine; the number of modules can be at least one. The modulus is determined by the relation: M _z = m · Z _1m / (m · Z _1m ± 1). It is convenient to designate a module as follows, for example, for FIG. 20 with the ratio of the number of teeth of the armature and the number of teeth of the first core of the inductor Z ₁ / Z _2N = _9/6 , the module M _z = 3/2, the number of modules c = 3.

Катушки обмотки в фазе якоря должны быть соединены между собой таким образом (согласно или встречно), чтобы векторы наведенных в них ЭДС, геометрически складываясь, образовывали максимальную суммарную ЭДС фазы якоря магнитоэлектрической машины.The winding coils in the phase of the armature should be interconnected in such a way (according to or opposite) that the vectors of the induced EMF, geometrically folding, form the maximum total EMF of the armature phase of the magnetoelectric machine.

Катушки обмотки фазы якоря разных модулей могут быть соединены между собой последовательно, параллельно, а при с=4, 6, 8, 10… - последовательно-параллельно, т.е. образовывать параллельные ветви.The winding coils of the armature phase of different modules can be interconnected in series, in parallel, and with c = 4, 6, 8, 10 ... in series and parallel, i.e. to form parallel branches.

На фиг.6-28 представлены примеры реализации изобретения в соответствии с формулами (1) и (2) в виде поперечных сечений якоря и первого и второго сердечников индуктора бесконтактной магнитоэлектрической машины и схем обмоток якоря. Соответствие фигур чертежей поперечных сечений и фигур схем обмоток якоря поясняется в таблице. Положение сердечников индуктора относительно сердечника якоря на фигуре соответствует моменту времени, связанному с положением векторов токов, показанным на соответствующей фигуре схемы соединений обмотки якоря (таблица).Figure 6-28 shows examples of the invention in accordance with formulas (1) and (2) in the form of cross sections of the armature and the first and second cores of the inductor of a contactless magnetoelectric machine and armature winding circuits. The correspondence of the figures of the drawings of the cross sections and the figures of the schemes of the windings of the armature is illustrated in the table. The position of the inductor cores relative to the armature core in the figure corresponds to a point in time associated with the position of the current vectors shown in the corresponding figure of the armature winding connection diagram (table).

Таблица
Соответствие фигур чертежей поперечных сечений якоря, первого и второго сердечников индуктора, а также фигур схем соединений обмоток якоряTable
Correspondence of the drawings of the cross sections of the armature, the first and second cores of the inductor, as well as the figures of the connection diagrams of the armature windings ФигураFigure mm Z_1m Z _1m сfrom Знак «+» или «-» в формуле (2)The sign "+" or "-" in the formula (2) Z₁ Z ₁ Z_2N=Z_2S Z _2N = Z _2S ПримечаниеNote чертежа поперечного сеченияcross sectional drawing схемы обмотки и диаграмма токов (МДС)winding circuits and current diagram (MDS) 66 77 33 22 1one -- 66 55 88 99 4four 1one 1one ++ 4four 55 1010 11eleven 55 1one 1one -- 55 4four 1212 1313 66 1one 1one -- 66 55 14fourteen 1313 66 1one 1one ++ 66 77 15fifteen 1616 33 1one 22 -- 66 4four 1717 1616 33 1one 22 ++ 66 88 Обращенная конструкцияInverted Design 18eighteen 1919 33 1one 33 -- 99 66 20twenty 1919 33 1one 33 -- 99 66 Полузакрытый паз якоряHalf closed anchor groove 2121 2222 4four 1one 22 -- 88 66 2323 2424 4four 22 1one -- 88 77 2525 2626 22 22 22 -- 88 66 Двухфазная обмотка с углом сдвига токов 90°Two-phase winding with a current angle of 90 ° 2727 2828 22 4four 1one -- 88 77

Рассмотрим конструкцию бесконтактной магнитоэлектрической машины с внешним индуктором и внутренним якорем в соответствии с настоящим изобретением. Сердечник 1 якоря, выполненный из материала с высокой магнитной проницаемостью, бесконтактной магнитоэлектрической машины размещен в корпусе 2, также выполненном из материала с высокой магнитной проницаемостью. На каждом из зубцов якоря размещена катушечная обмотка 3 якоря. Индуктор при помощи подшипников 4, вала 5 и подшипниковых щитов 6 позиционирован относительно якоря. Вал 5 выполнен из магнитной или немагнитной стали. Если вал магнитный, то на нем закреплена немагнитная втулка 7, толщина которой в радиальном направлении значительно превышает зазор между якорем и индуктором. Активная часть индуктора состоит из первого сердечника 8, первой магнитной втулки 9, постоянного магнита 10, второго сердечника 11 и второй магнитной втулки 12. Первый 8 и второй 11 сердечники, а также втулки 9 и 12 выполнены из материала с высокой магнитной проницаемостью. Перемагничиваемый с высокой частотой сердечник 1 якоря должен быть выполнен шихтованным из электротехнической стали. Сердечники 8 и 11 могут быть выполнены шихтованными из электротехнической стали. С целью удешевления конструкции сердечники 8 и 11 могут быть выполнены металлообработкой из цельных кусков стали с высокой магнитной проницаемостью. В этом случае они крепятся непосредственно к втулке 7, т.е. втулки 9 и 12 не устанавливаются. Постоянный магнит 10 выполнен в форме тора и намагничен в осевом направлении. Для машин малой мощности тор выполняют цельным (фиг.3), для машин большой мощности - составным из сегментарных постоянных магнитов, намагниченных в осевом направлении (фиг.4, 5). Первый 8 и второй 11 сердечники индуктора напрессовываются соответственно на магнитные втулки 9 и 12, а постоянный магнит 10 крепится к немагнитной втулке 7 между магнитными втулками 9 и 12. Если вал 5 выполнен из немагнитной стали (преимущественно для машин малой мощности), то магнитные втулки 9 и 12, а также постоянный магнит 10 крепятся непосредственно к валу. Первый 8 и второй 11 сердечники индуктора расположены друг относительно друга таким образом, что ось каждого зубца первого сердечника 8 совпадает с осью каждого паза второго сердечника 11 индуктора. Таким образом, при показанной на фиг.1 намагниченности постоянного магнита 10 «S-N» полюса первого сердечника 8 индуктора намагничены как южные «S», а полюса второго сердечника 11 индуктора намагничены как северные «N». Магнитный поток индуктора, вызванный постоянным магнитом 10, проходит через вторую втулку 12, второй сердечник 11 индуктора, зазор между якорем и индуктором, сердечник 1 якоря и магнитный корпус 2, зазор между якорем и индуктором, и замыкается через первый сердечник 8 индуктора и первую втулку 9.Consider the design of a non-contact magnetoelectric machine with an external inductor and an internal armature in accordance with the present invention. An anchor core 1 made of a high magnetic permeability material of a non-contact magnetoelectric machine is housed in a housing 2 also made of a high magnetic permeability material. On each of the teeth of the anchor there is a coil winding of 3 anchors. The inductor using bearings 4, shaft 5 and bearing shields 6 is positioned relative to the armature. The shaft 5 is made of magnetic or non-magnetic steel. If the shaft is magnetic, then a non-magnetic sleeve 7 is fixed on it, the thickness of which in the radial direction significantly exceeds the gap between the armature and the inductor. The active part of the inductor consists of a first core 8, a first magnetic sleeve 9, a permanent magnet 10, a second core 11 and a second magnetic sleeve 12. The first 8 and second 11 cores, as well as the sleeves 9 and 12 are made of high magnetic permeability material. The core 1 of the anchor remagnetized with a high frequency should be made of electric steel. Cores 8 and 11 can be made of burnt electrical steel. In order to reduce the cost of construction, cores 8 and 11 can be metalworked from solid pieces of steel with high magnetic permeability. In this case, they are attached directly to the sleeve 7, i.e. bushings 9 and 12 are not installed. The permanent magnet 10 is made in the form of a torus and magnetized in the axial direction. For low-power machines, the torus is made whole (Fig. 3), for high-power machines, it is made up of segmental permanent magnets magnetized in the axial direction (Figs. 4, 5). The first 8 and second 11 inductor cores are pressed onto the magnetic sleeves 9 and 12, respectively, and the permanent magnet 10 is attached to the non-magnetic sleeve 7 between the magnetic sleeves 9 and 12. If the shaft 5 is made of non-magnetic steel (mainly for low-power machines), then the magnetic sleeves 9 and 12, as well as a permanent magnet 10 are attached directly to the shaft. The first 8 and second 11 inductor cores are arranged relative to each other so that the axis of each tooth of the first core 8 coincides with the axis of each groove of the second inductor core 11. Thus, with the magnetization of the permanent magnet 10 “S-N” shown in FIG. 1, the poles of the first inductor core 8 are magnetized as the south “S”, and the poles of the second inductor core 11 are magnetized as the north “N”. The magnetic flux of the inductor caused by the permanent magnet 10 passes through the second sleeve 12, the second core of the inductor 11, the gap between the armature and the inductor, the core 1 of the armature and the magnetic housing 2, the gap between the armature and the inductor, and closes through the first core 8 of the inductor and the first sleeve 9.

Немагнитная втулка 7 необходима в случае магнитного вала и служит для того, чтобы магнитный поток постоянного магнита 10 не замыкался через втулки 9 и 12 и вал 5, а также через вал 5, подшипники 4, подшипниковые щиты 6 и корпус 2.A non-magnetic sleeve 7 is necessary in the case of a magnetic shaft and serves to prevent the magnetic flux of the permanent magnet 10 from closing through the bushings 9 and 12 and the shaft 5, as well as through the shaft 5, bearings 4, bearing shields 6 and the housing 2.

В случае конструкции с внешним индуктором (фиг.2, 17) роль корпуса играет немагнитная втулка 7.In the case of a design with an external inductor (Fig.2, 17), the role of the housing is played by a non-magnetic sleeve 7.

Число пар полюсов p9 индуктора определяется р=Z_2N=Z_2S, где Z_2N=Z_2S - число зубцов на любом («северном» или «южном») сердечнике индуктора.The number of pole pairs p9 of the inductor is determined by p = Z _2N = Z _2S , where Z _2N = Z _2S is the number of teeth on any (“north” or “south”) core of the inductor.

Бесконтактная магнитоэлектрическая машина работает в двигательном и генераторном режимах. Питание бесконтактной магнитоэлектрической машины в двигательном режиме осуществляется от источника переменного напряжения постоянной или регулируемой частоты, а также от источника постоянного напряжения посредством инвертора, включающего фазы якоря в зависимости от показаний датчика углового положения индуктора с целью достижения максимального вращающего момента (режим вентильного двигателя).Non-contact magnetoelectric machine operates in motor and generator modes. The non-contact magnetoelectric machine is powered in the motor mode from an alternating voltage source of constant or adjustable frequency, as well as from a constant voltage source through an inverter that includes armature phases depending on the readings of the angle sensor of the inductor in order to achieve maximum torque (valve motor mode).

Рассмотрим двигательный режим. На фазы обмотки 3 якоря подают переменное напряжение, по обмотке протекает ток, наводящий МДС. На фигурах 7, 9, 11, 13, 16, 19, 22, 24, 26, 28 представлены векторные диаграммы токов (МДС) 13 для соответствующих многофазных обмоток, представленных на этих же фигурах. Симметричные многофазные напряжения, поданные на зажимы этих обмоток, изменяются во времени и векторные диаграммы токов 13 поворачиваются в осях координат ху (фиг.7, 9, 11, 13, 16, 19, 22, 24, 26, 28). Рассмотрим момент времени, когда токи проецируются на ось ординат. Катушки обмотки 3 якоря названы буквой, обозначающей принадлежность к соответствующей фазе и цифрой, обозначающей номер зубца сердечника 1 якоря. Например, катушка С3 - катушка фазы С, расположенная на третьем зубце сердечника 1 якоря. На фиг.7, 9, 11, 13, 16, 19, 22, 24, 26, 28 обозначено направление токов в катушках в соответствии с проекцией векторов токов на ось у. При этом зубцы якоря, на которых катушки расположены катушки обмотки якоря, образуют южные полюса «S» и северные полюса «N». Вследствие этого к ротору приложен вращающий момент, т.е. при изменении питающих напряжений с частотой f (Гц) ротор вращается с частотой вращения n=60·f/p (об/мин).Consider the motor mode. An alternating voltage is applied to the phases of the winding 3 of the armature, a current flowing through the winding, leading the MDS. In figures 7, 9, 11, 13, 16, 19, 22, 24, 26, 28, vector current diagrams (MDC) 13 for the corresponding multiphase windings shown in the same figures are shown. Symmetric multiphase voltages applied to the terminals of these windings change in time and the vector diagrams of currents 13 rotate in the coordinate axes xy (Figs. 7, 9, 11, 13, 16, 19, 22, 24, 26, 28). Consider the point in time when currents are projected onto the ordinate axis. The winding coils of 3 anchors are called a letter denoting belonging to the corresponding phase and a number denoting the tooth number of the core 1 of the armature. For example, coil C3 is a phase C coil located on the third prong of the core 1 of the armature. In figures 7, 9, 11, 13, 16, 19, 22, 24, 26, 28, the direction of the currents in the coils is indicated in accordance with the projection of the current vectors on the y axis. In this case, the teeth of the armature, on which the coils are located coils of the armature winding, form the south pole "S" and the north pole "N". As a result of this, a torque is applied to the rotor, i.e. when the supply voltage changes with a frequency f (Hz), the rotor rotates with a rotation frequency n = 60 · f / p (r / min).

Техническим результатом настоящего изобретения является получениеThe technical result of the present invention is to obtain

- большого удельного вращающего момента при низких частотах вращения в двигательном режиме,- large specific torque at low speeds in motor mode,

- больших удельных мощностей при высоких частотах в генераторном режиме.- high specific power at high frequencies in the generator mode.

При работе в двигательном режиме при соответствующем выборе размеров постоянных магнитов и витков обмотки якоря бесконтактная магнитоэлектрическая машина может являться синхронным компенсатором реактивной мощности.When operating in motor mode with an appropriate choice of sizes of permanent magnets and turns of the armature winding, a non-contact magnetoelectric machine can be a synchronous reactive power compensator.

Рассмотрим генераторный режим. При вращении индуктора сторонним источником момента с частотой вращения n в направлении, указанном стрелкой, поток индуктора пересекает витки катушек обмотки 3 якоря, в которых наводится ЭДС. Если цепь нагрузки замкнута, то по обмотке протекает ток, электрическая мощность отдается потребителю.Consider the generator mode. When the inductor rotates with an external source of torque with a rotation frequency n in the direction indicated by the arrow, the inductor flux crosses the turns of the coils of the winding 3 of the armature in which the emf is induced. If the load circuit is closed, then current flows through the winding, electrical power is given to the consumer.

Фазы обмотки якоря могут быть соединены в звезду, а также в многоугольник.The phases of the armature winding can be connected into a star, as well as into a polygon.

Claims

1. A non-contact magnetoelectric machine containing an anchor with the number of teeth Z ₁ = m · Z _1m · s, where m = 2, 3, 4, 5, 6 ... is the number of phases of the armature winding, each phase consists of coils spanning one the armature tooth, and the inductor with poles, characterized in that the coil group of the armature winding phase consists of one coil, the inductor core consists of first and second cores bonded together and an axially magnetized permanent magnet located between the inductor cores, the first and second cores inductor housing s relative to each other so that the axis of each tooth of the first core coincides with the axis of each slot of the second core inductor contactless magnetoelectric machine consists of modules - "basic machine", the number of teeth on any core inductor _{_{Z 2N = Z 2S = (m}} · Z 1m ± 1) · s, where c = 1, 2, 3, 4 ... is the number of modules, Z _1m = 1, 2, 3, 4 ... is the number of teeth of the armature phase in one module.

2. The non-contact magnetoelectric machine according to claim 1, characterized in that the permanent magnet is made integral.

3. The non-contact magnetoelectric machine according to claim 1, characterized in that the permanent magnet is made of several permanent magnets.

4. The non-contact magnetoelectric machine according to claim 1, characterized in that the inductor is located inside the armature.

5. The non-contact magnetoelectric machine according to claim 1, characterized in that the inductor is located outside the armature.

6. The non-contact magnetoelectric machine according to claim 4 or 5, characterized in that its power in the motor mode is carried out from an alternating voltage source of constant frequency.

7. Contactless magnetoelectric machine according to claim 4 or 5, characterized in that its power in the motor mode is carried out from an alternating voltage source of adjustable frequency.

8. The non-contact magnetoelectric machine according to claim 4 or 5, characterized in that its power in the motor mode is carried out from a constant voltage source by means of a controlled inverter supplying voltage to the armature phases depending on the readings of the rotor angular position sensor to achieve maximum torque.

9. The non-contact magnetoelectric machine according to claim 4 or 5, characterized in that for c> 1 the winding coils of the armature of different modules of the same winding phase are connected in series.

10. The non-contact magnetoelectric machine according to claim 4 or 5, characterized in that for c> 1 the coil windings of the armature of different modules of the same phase of the winding are connected in parallel.

11. The non-contact magnetoelectric machine according to claim 4 or 5, characterized in that at c = 4, 6, 8, 10 ... the armature winding coils of different modules of the same winding phase are connected in series - in parallel (mixed).

12. Contactless magnetoelectric machine according to claim 4 or 5, characterized in that the winding phases at m≥3 are connected to a star.

13. A non-contact magnetoelectric machine according to claim 4 or 5, characterized in that the winding phases at m≥3 are connected into a polygon.

14. A non-contact magnetoelectric machine according to claim 4 or 5, characterized in that the armature is a stator and the inductor is a rotor.

15. The non-contact magnetoelectric machine according to claim 4 or 5, characterized in that the armature is a rotor and the inductor is a stator.

16. A non-contact magnetoelectric machine according to claim 4 or 5, characterized in that the armature and the inductor are rotors rotating relative to each other.