RU2361351C2 - Single-valve contact-free dc machine - Google Patents
Single-valve contact-free dc machine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2361351C2 RU2361351C2 RU2007115005/09A RU2007115005A RU2361351C2 RU 2361351 C2 RU2361351 C2 RU 2361351C2 RU 2007115005/09 A RU2007115005/09 A RU 2007115005/09A RU 2007115005 A RU2007115005 A RU 2007115005A RU 2361351 C2 RU2361351 C2 RU 2361351C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- machine
- poles
- inductor
- armature
- electric
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
- Dc Machiner (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электрических машин, в частности к бесконтактным электрическим машинам постоянного тока (БМПТ). Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой машине является бесконтактная машина постоянного тока с возбуждением от вращающихся постоянных магнитов. Наличие полупроводникового блока коммутатора, чувствительных элементов (датчиков ЭДС Холла) у названной машины не только усложняет ее конструкцию, снижает надежность, ухудшает электромеханические характеристики, но и ведет к повышенной ее стоимости. Кроме того, в ней результирующая ЭДС содержит пульсирующую составляющую.The invention relates to the field of electrical machines, in particular to non-contact electric DC machines (BMPT). The closest in technical essence to the proposed machine is a non-contact direct current machine with excitation from rotating permanent magnets. The presence of a semiconductor switch unit, sensitive elements (EMF Hall sensors) in the aforementioned machine not only complicates its design, reduces reliability, worsens electromechanical characteristics, but also leads to its increased cost. In addition, the resulting emf contains a pulsating component.
Технический результат заявленного решения - заметное упрощение конструкции машины, улучшение электромеханических характеристик, увеличение ее надежности и существенное снижение ее себестоимости.The technical result of the claimed solution is a noticeable simplification of the design of the machine, improvement of electromechanical characteristics, an increase in its reliability and a significant reduction in its cost.
Технический результат достигается тем, что в предлагаемой конструкции одновентильной бесконтактной машины постоянного тока обмотка якоря является только однофазной и к ней подключен только один простой полупроводниковый вентиль (диод), а индуктором является вращающая группа простых стержневых магнитов.The technical result is achieved by the fact that in the proposed design of a single-fan non-contact direct current machine, the armature winding is only single-phase and only one simple semiconductor valve (diode) is connected to it, and the inductor is a rotating group of simple bar magnets.
Предложена одновентильная бесконтактная машина постоянного тока, содержащая якорь и индуктор, отличающаяся тем, что якорь, состоящий из двух тороидальных электрически согласно соединенных меж собой обмоток с ферромагнитными сердечниками, общий вывод которых через вентиль подключен к источнику постоянного напряжения, выполнен неподвижным, а индуктор - подвижным и представляет из себя полый цилиндрический магнитопровод, на концах которого в крестообразном порядке насажены с вогнутыми полюсами по четыре стержневых постоянных магнита, выпуклые северные полюса первых четырех из них отделены небольшими зазорами от внутренней поверхности одной тороидальной обмотки, а такие же южные полюса второго квартета магнитов отделены такими же зазорами от такой же поверхности другой его обмотки.A single-fan non-contact direct current machine containing an armature and an inductor is proposed, characterized in that the armature consisting of two toroidal electromagnetically connected windings with ferromagnetic cores, the common terminal of which through the valve is connected to a constant voltage source, is stationary, and the inductor is movable and it consists of a hollow cylindrical magnetic circuit, at the ends of which four rod permanent magnets are inserted in a crosswise manner with concave poles, ypuklye north poles of the first four of which are separated by small gaps from the inner surface of one of the toroidal coil, and the same south poles of magnets separated by the second quartet same gaps from the same surface of the other of its windings.
На фиг.1 и 2 показаны соответственно продольный и поперечный разрезы предложенной одновентильной бесконтактной машины постоянного тока (ОБМПТ). На них не указаны корпус и торцевые крышки корпуса машины. На фигурах приняты следующие обозначения:Figures 1 and 2 respectively show longitudinal and transverse sections of the proposed single-fan non-contact direct current machine (OBMPT). They do not indicate the body and end caps of the machine body. The following notation is used in the figures:
1 - полый цилиндрический магнитопровод;1 - a hollow cylindrical magnetic circuit;
2 - вал вращения индуктора (ротора);2 - shaft of rotation of the inductor (rotor);
3 - тороидальные обмотки;3 - toroidal windings;
4 - ферромагнитные тороидальные сердечники;4 - ferromagnetic toroidal cores;
5 - стержневые постоянные магниты.5 - rod permanent magnets.
Рассмотрим работу ОБМПТ в генераторном режиме. Когда вал ротора начинает вращаться вокруг оси о÷о' от постороннего двигателя, северные и южные полюса стержневых постоянных магнитов - 5 индуктора начинают перемещаться относительно ближайших частей витков соответствующих тороидальных обмоток якоря - 3 и их ферромагнитных сердечников - 4. При этом близлежащие к магнитным полюсам области сердечника - 4 начинают намагничиваться, и возрастает величина магнитной индукции относительно ближайших витков обмоток - 3 якоря, вследствие чего в них начинает наводиться электродвижущая сила (ЭДС) одного направления. Поскольку магнитные полюса находятся в движении, то возрастание величины магнитной индукции в каждый раз происходит относительно последующих витков обмотки якоря - 3, в которых в свою очередь наводится та же ЭДС. В то же время в первых витках она спадает до нуля.Consider the operation of OBMPT in the generator mode. When the rotor shaft begins to rotate around the axis o ÷ o 'from an external engine, the north and south poles of the rod permanent magnets - 5 inductors begin to move relative to the nearest parts of the turns of the corresponding toroidal windings of the armature - 3 and their ferromagnetic cores - 4. At the same time, they are adjacent to the magnetic poles core regions - 4 begin to magnetize, and the magnitude of magnetic induction increases relative to the nearest turns of the windings - 3 anchors, as a result of which one begins to induce electromotive force (EMF) of one of direction. Since the magnetic poles are in motion, an increase in the magnitude of the magnetic induction each time occurs relative to subsequent turns of the armature winding - 3, in which the same EMF is in turn induced. At the same time, in the first turns it drops to zero.
Таким образом, за один оборот индуктора во всех витках обмоток якоря - 3 четырежды последовательно индуцируется ЭДС одного направления. В итоге на выводах предложенной ОБМПТ результирующее напряжение будет постоянное как по величине, так и по знаку.Thus, for one revolution of the inductor in all turns of the windings of the armature - 3, EMF of one direction is induced four times in succession. As a result, at the conclusions of the proposed OBMPT, the resulting voltage will be constant both in magnitude and in sign.
Во время прохождения каждого магнитного полюса областей зазоров незамкнутых тороидальных сердечников - 4 в обмотке якоря наводится кратковременный импульс ЭДС обратной величины с большой амплитудой. Однако она не пропускает имеющиеся на общем выводе обмоток якоря вентилем во внешнюю цепь. При этом одновременно происходит перемагничивание ферромагнитных сердечников - 4 тороидальных соленоидов. При необходимости во внешнюю цепь можно пропускать только эти обратные кратковременные импульсы ЭДС, если выводы вентиля в цепи обмотки якоря поменять местами. Величина индуцируемой ЭДС будет зависеть от величины скорости вращения индуктора.During the passage of each magnetic pole of the gap regions of open toroidal cores - 4 in the armature winding, a short-term pulse of a backward EMF with a large amplitude is induced. However, it does not pass the valves on the common output of the armature windings to the external circuit. At the same time, magnetization reversal of ferromagnetic cores - 4 toroidal solenoids takes place. If necessary, only these reverse short-term EMF pulses can be passed into the external circuit, if the terminals of the valve in the armature winding circuit are interchanged. The magnitude of the induced EMF will depend on the magnitude of the speed of rotation of the inductor.
В двигательном режиме предложенная ОБМПТ работает в следующем порядке. При подаче на общие выводы тороидальных обмоток якоря - 3 постоянного напряжения по виткам обмоток - 3 якоря потекут электрические токи одного направления. Тогда результирующее магнитное поле, созданное стержневыми постоянными магнитами - 5 индуктора, начинает взаимодействовать с токами постоянного направления, протекающими по частям витков обмоток якоря - 3, лежащих на их внутренних сторонах. Вследствие этого подвижный индуктор (ротор) начинает вращаться вокруг оси о÷о'.In motor mode, the proposed OBMPT works in the following order. When applying to the general conclusions of the toroidal windings of the armature - 3 constant voltage through the turns of the windings - 3 anchors, electric currents of one direction will flow. Then the resulting magnetic field created by the rod permanent magnets - 5 of the inductor begins to interact with currents of constant direction flowing along the parts of the turns of the armature windings - 3, lying on their inner sides. As a result, the movable inductor (rotor) begins to rotate around the axis o ÷ o '.
По частям витков, лежащих на внешней стороне тороидальных обмоток - 3, в свою очередь текут те же токи, но в противоположном направлении, первыми. Однако при этом обратного взаимодействия магнитного поля индуктора этими частями не последует, т.к. между ними и магнитными полюсами находятся соответствующие ферромагнитные сердечники, которые в этом случае для первого являются магнитными экранами. Скорость и направление вращения можно менять изменением величины и знака подаваемого в обмотки якоря напряжения.In parts of the turns lying on the outside of the toroidal windings - 3, in turn, the same currents flow, but in the opposite direction, first. However, in this case, the reverse interaction of the magnetic field of the inductor by these parts will not follow, because between them and the magnetic poles are the corresponding ferromagnetic cores, which in this case are magnetic screens for the former. The speed and direction of rotation can be changed by changing the magnitude and sign of the voltage supplied to the windings of the armature.
Источники информацииInformation sources
1. Бертинов А.И. и др. Униполярные эл. машины с жидкометаллическими токосъемами. - М.-Л.: Энергия, 1966.1. Bertinov A.I. and others. Unipolar el. machines with liquid metal current collectors. - M.-L.: Energy, 1966.
2. Бертинов А.И. Специальные электрические машины. - М.: Энергия, 1982.2. Bertinov A.I. Special electric cars. - M .: Energy, 1982.
3. Бут Д.А. Бесконтактные электрические машины. - М.: Высшая школа, 1990.3. Booth D.A. Contactless electric machines. - M.: Higher School, 1990.
4. Боков В.А. Физика магнетиков. - С.Пб. Невский диалект, 2002.4. Bokov V.A. Physics of magnets. - S.Pb. Nevsky dialect, 2002.
5. Иродов И.А. Электромагнетизм. - М.: Бином, 2003.5. Herod I.A. Electromagnetism. - M .: Binom, 2003.
6. Калашников С.Г. Электричество. - М.: Наука, 1985.6. Kalashnikov S.G. Electricity. - M.: Science, 1985.
7. Мишин Д.Д. Магнитные материалы. - М.: Высшая школа, 1981.7. Mishin D.D. Magnetic materials. - M.: Higher School, 1981.
8. Тигадзуми С. Физика ферромагнетизма. - М.: Мир, 1987.8. Tigazumi S. Physics of ferromagnetism. - M.: Mir, 1987.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007115005/09A RU2361351C2 (en) | 2007-04-20 | 2007-04-20 | Single-valve contact-free dc machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007115005/09A RU2361351C2 (en) | 2007-04-20 | 2007-04-20 | Single-valve contact-free dc machine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007115005A RU2007115005A (en) | 2008-10-27 |
RU2361351C2 true RU2361351C2 (en) | 2009-07-10 |
Family
ID=41045995
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007115005/09A RU2361351C2 (en) | 2007-04-20 | 2007-04-20 | Single-valve contact-free dc machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2361351C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014046565A1 (en) * | 2012-09-21 | 2014-03-27 | Ulyanov Valery Yakovlevich | Dc generator |
RU2513986C1 (en) * | 2012-11-01 | 2014-04-27 | Михаил Фёдорович Ефимов | Single-phase generator with annular armature winding |
-
2007
- 2007-04-20 RU RU2007115005/09A patent/RU2361351C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
БЕРТИНОВ А.И. Специальные электрические машины. - М.: Энергоиздат, 1982, с.301-310. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014046565A1 (en) * | 2012-09-21 | 2014-03-27 | Ulyanov Valery Yakovlevich | Dc generator |
RU2513986C1 (en) * | 2012-11-01 | 2014-04-27 | Михаил Фёдорович Ефимов | Single-phase generator with annular armature winding |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007115005A (en) | 2008-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20220190656A1 (en) | Control system for an electric motor/generator | |
US7898135B2 (en) | Hybrid permanent magnet motor | |
AU2005333993B2 (en) | Electric motor | |
JP2549538B2 (en) | Magnetically enhanced variable reluctance motor system | |
KR20090018914A (en) | Electricity generating apparatus utilizing a single magnetic flux path | |
RU2361351C2 (en) | Single-valve contact-free dc machine | |
US10193401B1 (en) | Generators having rotors that provide alternate magnetic circuits | |
KR20160122689A (en) | Improved switched reluctance motor and switched reluctance apparatus for hybrid vehicles | |
CN104604103A (en) | Permanent-magnet ac power generator | |
RU2407135C2 (en) | Contactless reducer electromagnetic machine | |
RU2414039C1 (en) | Modular synchronous electric machine | |
RU2380815C1 (en) | Contactless dc motor | |
RU2354032C1 (en) | Contactless electromagnetic machine | |
RU2366063C1 (en) | Magnetoelectric machine | |
RU2334344C1 (en) | Contactless electric machine of direct current | |
RU2538774C1 (en) | Motor wheel for drive of vehicles | |
RU2507667C2 (en) | Magnetic generator | |
RU2513986C1 (en) | Single-phase generator with annular armature winding | |
RU2609524C1 (en) | Multiphase motor-generator with magnetic rotor | |
RU2499343C1 (en) | Synchronous electric motor | |
RU2398341C1 (en) | Electromagnet machine with combined excitation | |
RU2440660C2 (en) | Exciter of mechanical oscillations | |
RU2414792C1 (en) | Non-contact magnetic electric machine with modulated magnetomotive force of armature | |
RU2693023C1 (en) | Magnetoelectric machine with annular windings | |
KR100610157B1 (en) | Rotary machine serves as generaroe and vibrator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100421 |