RU2362259C1 - Permanent magnet motor - Google Patents
Permanent magnet motor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2362259C1 RU2362259C1 RU2008123466/09A RU2008123466A RU2362259C1 RU 2362259 C1 RU2362259 C1 RU 2362259C1 RU 2008123466/09 A RU2008123466/09 A RU 2008123466/09A RU 2008123466 A RU2008123466 A RU 2008123466A RU 2362259 C1 RU2362259 C1 RU 2362259C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- motor
- magnets
- magnetic
- shaft
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам, и может быть использовано в качестве двигателя в усилителях руля автомобиля и электрогенераторов малой и средней мощности.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to electric machines, and can be used as an engine in power steering cars and electric generators of small and medium power.
Известна магнитная система ротора, состоящая из пакета пластин магнитопроводящей стали с отверстиями и постоянных магнитов призматической формы с тангенциальной намагниченностью N-S, установленных в отверстиях пластин под наклоном к радиальной оси таким образом, что расстояние между разноименными полюсами двух соседних магнитов по наружной дуге меньше, чем по внутренней, причем отверстия выполнены V-образными, а установленные в них магниты, образующие полюсное деление, соприкасаются одноименными полюсами RU 2316103, МПК 7 Н02К 1/27, Н02К 21/14, 2005.07.14.A known rotor magnetic system consisting of a package of plates of magnetically conductive steel with holes and prismatic permanent magnets with tangential magnetization NS installed in the holes of the plates at an angle to the radial axis so that the distance between the opposite poles of two adjacent magnets in the outer arc is less than internal, and the holes are made V-shaped, and the magnets installed in them that form the pole division are in contact with the same poles RU 2316103, IPC 7 Н02К 1/27, Н02К 21/14, 2005.07 .fourteen.
Данная конструкция обеспечивает высокое значение магнитного потока в воздушном зазоре между ротором и статором за счет концентрации магнитного поля полюсов и в высокой степени зависит от изменения величины воздушного зазора, что вызывает необходимость получения малых воздушных зазоров, усложняет и удорожает технологию изготовления двигателя.This design provides a high value of the magnetic flux in the air gap between the rotor and the stator due to the concentration of the magnetic field of the poles and is highly dependent on changes in the size of the air gap, which makes it necessary to obtain small air gaps, complicates and increases the cost of engine manufacturing technology.
Известны двигатели с постоянными магнитами, имеющие внешний статор и внутренний ротор, на котором находятся постоянные магниты, описанные в патентах RU 2161852, МПК 7 Н02К 21/14, Н02К 5/132, Н02К 15/04, Н02К 3/04, 1998.03.03; RU 2321143, МПК 7 Н02К 21/16, Н02К 1/27, 2005.09.16; RU 2247463, МПК 7 Н02К 21/14, Н02К 1/27, 2002.12.26.Motors with permanent magnets are known, having an external stator and an internal rotor on which there are permanent magnets described in patents RU 2161852, IPC 7 Н02К 21/14, Н02К 5/132, Н02К 15/04, Н02К 3/04, 1998.03.03 ; RU 2321143, IPC 7 Н02К 21/16, Н02К 1/27, 2005.09.16; RU 2247463, IPC 7 Н02К 21/14, Н02К 1/27, 2002.12.26.
Недостатком этих двигателей является то, что в них используется конструкция двигателя с внутренним ротором, в которой затруднена укладка обмотки статора и усложняется автоматизация этого процесса.The disadvantage of these motors is that they use an engine design with an internal rotor, which makes it difficult to lay the stator winding and complicates the automation of this process.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является двигатель с постоянными магнитами, состоящий из цилиндрического ферромагнитного внешнего ротора с постоянными магнитами, расположенными на внутренней поверхности ротора параллельно оси ротора, и статора в форме катушки с зубцами, причем наружные поверхности зубцов статора располагаются напротив полюсов постоянных магнитов ротора и разделены друг от друга воздушным зазором US 2007176505, МПК 7 Н02К 37/14, Н02К 16/02, Н02К 21/12, Н02К 37/12, Н02К 16/00, 2004.02.27.The closest in technical essence to the claimed invention is a permanent magnet motor, consisting of a cylindrical ferromagnetic external rotor with permanent magnets located on the inner surface of the rotor parallel to the axis of the rotor, and a stator in the form of a coil with teeth, and the outer surfaces of the stator teeth are opposite the poles of the constant rotor magnets and are separated from each other by an air gap US 2007176505, IPC 7 Н02К 37/14, Н02К 16/02, Н02К 21/12, Н02К 37/12, Н02К 16/00, 2004.02.27.
Данная конструкция обладает положительными качествами магнитных систем с внешним ротором, однако не решает проблем, связанных с зубцовыми пульсациями электромагнитного момента, возникающими в результате неравномерности распределения магнитного потока постоянных магнитов вследствие наличия изменяющегося воздушного зазора, обусловленного зубчатостью статора.This design has the positive qualities of magnetic systems with an external rotor, however, it does not solve the problems associated with tooth pulsations of the electromagnetic moment resulting from the uneven distribution of the magnetic flux of permanent magnets due to the presence of a varying air gap due to the stator gearing.
Наличие пазов и зубцов статора вызывает увеличение магнитного сопротивления воздушного зазора и неравномерность индукции на поверхности полюсных наконечников. В местах, расположенных напротив зубцов, индукция больше, чем в местах напротив пазов.The presence of grooves and teeth of the stator causes an increase in the magnetic resistance of the air gap and uneven induction on the surface of the pole pieces. In places opposite the teeth, induction is greater than in places opposite the grooves.
Конструкция двигателя с внешним ротором дает возможность увеличить диаметр ротора и, следовательно, повысить момент и мощность при тех же габаритах.The design of the engine with an external rotor makes it possible to increase the diameter of the rotor and, therefore, increase the torque and power with the same dimensions.
Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в достижении высоких энергетических показателей магнитоэлектрической машины с одновременным упрощением технологии изготовления двигателя.The problem to which the invention is directed, is to achieve high energy performance magnetoelectric machine while simplifying the manufacturing technology of the engine.
Техническим результатом заявляемого изобретения является снижение зубцовых пульсаций электромагнитного момента и, как следствие, повышение удобства управления двигателем.The technical result of the claimed invention is to reduce the pulsation of the pulsation of the electromagnetic moment and, as a result, increase the convenience of controlling the engine.
Для достижения технического результата в электродвигателе с постоянными магнитами, состоящем из цилиндрического ферромагнитного внешнего ротора, включающего вал, расположенный на нем немагнитный диск и магнитопроводящий цилиндр, на внутренней поверхности которого параллельно оси ротора расположены постоянные магниты, и цилиндрического внутреннего статора, расположенного соосно с ротором, согласно изобретению в магнитной системе ротора магниты по длине каждого полюса поделены на две части и сдвинуты относительно друг друга по окружности ротора на угол Δα/2,To achieve a technical result in a permanent magnet electric motor, consisting of a cylindrical ferromagnetic external rotor, including a shaft, a non-magnetic disk located on it and a magnetic conductive cylinder, on the inner surface of which there are permanent magnets parallel to the rotor axis, and a cylindrical internal stator located coaxially with the rotor, according to the invention, in the rotor magnetic system, the magnets are divided into two parts along the length of each pole and are shifted relative to each other around NOSTA rotor by an angle Δα / 2,
где Δα=360°/n,where Δα = 360 ° / n,
где n - число пульсаций магнитного потока на один оборот ротора.where n is the number of pulsations of the magnetic flux per revolution of the rotor.
При этом магнитопроводящий цилиндр может быть жестко закреплен с одной стороны с диском и валом ротора, а свободным консольным концом опираться на опорную поверхность прилегающего фланца, на которой предусмотрена канавка, заполняемая консистентной смазкой и в которой расположены элементы подшипника качения - тела качения.In this case, the magnetically conducting cylinder can be rigidly fixed on one side with the disk and rotor shaft, and with its free cantilever end rely on the supporting surface of the adjacent flange, on which there is a groove filled with grease and in which the elements of the rolling bearing - rolling elements are located.
Предлагаемый электродвигатель с постоянными магнитами изображен на фиг.1, 2, 3 и 4:The proposed permanent magnet motor is shown in figures 1, 2, 3 and 4:
фиг.1 - продольное сечение электродвигателя;figure 1 is a longitudinal section of an electric motor;
фиг.2 - схема расположения постоянных магнитов в магнитной системе ротора;figure 2 - arrangement of permanent magnets in the magnetic system of the rotor;
фиг.3 - кривая момента, развиваемого двигателем с учетом пульсаций магнитного момента ±ΔМ, накладываемых на среднее значение электромагнитного момента Mdo для двигателя с внешним ротором обычной конструкции;figure 3 - curve of the moment developed by the engine, taking into account the pulsations of the magnetic moment ± ΔM, superimposed on the average value of the electromagnetic moment Md o for the engine with an external rotor of conventional design;
фиг.4 - кривая момента в функции угла α - угла поворота ротора при наличии разделения полюсов вдоль оси ротора на две равные части и при сдвиге этих частей по окружности на угол Δα/2.figure 4 - curve of the moment as a function of the angle α - the angle of rotation of the rotor in the presence of separation of the poles along the axis of the rotor into two equal parts and when these parts are shifted around the circumference by the angle Δα / 2.
Электродвигатель с постоянными магнитами состоит из внешнего ротора, включающего в себя немагнитный диск 1 и магнитопроводящий цилиндр 2, и внутреннего статора 3. Ротор выполнен с постоянными магнитами 4, расположенными на внутренней поверхности цилиндра 2 ротора и разделенными пластинами 5 из немагнитного материала. Магнитопроводящий цилиндр 2 опирается на поверхность закрывающего фланца 6, жестко закрепленного на статоре 3. На фланце 6 под свободным концом цилиндра 2 предусмотрена канавка 7, заполняемая консистентной смазкой. В канавке фланца расположены одновременно с консистентной смазкой элементы подшипника качения - тела качения. Внутренний статор выполнен из шихтованного пакета, в пазах которого уложена обмотка 8 и втулка 9.The permanent magnet electric motor consists of an external rotor including a
Осуществление предлагаемого решения.Implementation of the proposed solution.
Полюсы ротора формируются постоянными магнитами 4 с радиальной намагниченностью N-S, расположенными на внутренней поверхности цилиндра 2 ротора, сдвинутыми в пределах каждого полюса на угол Δα/2 и разделенными пластинами 5 из немагнитного материала, что обеспечивает равномерное распределение полюсов ротора по окружности. Пластины из немагнитного материала служат для регулирования установки магнитов на внутренней поверхности цилиндра ротора. Магниты жестко крепятся к внутренней поверхности ротора, например с помощью клея, причем располагаются они параллельно оси двигателя соосно с валом двигателя. Зубчатое строение воздушного зазора обуславливает пульсацию магнитной индукции. В результате наличия пазов и зубцов получается неравномерное вращение ротора, то есть нежелательные пульсации электромагнитного момента. Разделение магнитов на две части приводит к уменьшению пульсаций от каждой половины ротора в 2 раза, а сдвиг этих частей на угол Δα/2 приводит к уменьшению результирующих пульсаций до нуля, так как пульсации момента о части ротора взаимно уничтожают друг друга, находясь в противофазе. Число пульсаций магнитного потока на один оборот ротора зависит от соотношения числа полюсов ротора, числа зубцов статора, ширины зубцов статора. Хвостов B.C. Электрические машины постоянного тока. 1988, 336 с., Вольдек А.И. Электрические машины. Учебник для студентов ВТУЗов. 1978, 832 с.The rotor poles are formed by
Ротор свободным консольным концом через специальный вспомогательный подшипник опирается на опорную поверхность прилегающего фланца.The rotor with its free cantilever end, through a special auxiliary bearing, rests on the supporting surface of the adjacent flange.
Для обеспечения равного воздушного зазора между магнитами ротора и зубцами внутреннего статора 3, в пазах которого уложена обмотка 8 и втулка 9, в конструкции двигателя предусмотрена опора свободного консольного конца цилиндра 2 на поверхность закрывающего фланца 6. Для этого на фланце под свободным консольным концом цилиндра предусмотрена канавка 7, заполняемая консистентной смазкой, например Литолом-24, обеспечивающей необходимую смазку трущихся поверхностей. В канавке фланца одновременно с консистентной смазкой расположены элементы подшипника качения - тела качения.To ensure an equal air gap between the rotor magnets and the teeth of the inner stator 3, in the grooves of which the winding 8 and the sleeve 9 are laid, the engine design provides support for the free cantilever end of the
При одинаковых габаритах диаметр по рабочему зазору в такой конструкции электродвигателя больше, и, следовательно, за счет расположения ротора вне статора обеспечиваются высокие энергетические показатели магнитоэлектрического двигателя при сравнительно несложной технологии изготовления.With the same dimensions, the diameter of the working gap in this design of the electric motor is larger, and, therefore, due to the location of the rotor outside the stator, high energy parameters of the magnetoelectric motor are provided with a relatively simple manufacturing technology.
Таким образом, за счет сдвига постоянных магнитов ротора на угол Δα/2 и наличия тел качения с консистентной смазкой в канавке на фланце под свободным консольным концом цилиндра, жестко закрепленного с другой стороны, достигаются высокие энергетические показатели магнитоэлектрической машины с одновременным упрощением технологии изготовления магнитоэлектрического двигателя с постоянными магнитами.Thus, due to the shift of the rotor permanent magnets by the angle Δα / 2 and the presence of rolling elements with grease in the groove on the flange under the free cantilever end of the cylinder, which is rigidly fixed on the other hand, high energy performance of the magnetoelectric machine is achieved while simplifying the manufacturing technology of the magnetoelectric motor with permanent magnets.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008123466/09A RU2362259C1 (en) | 2008-06-09 | 2008-06-09 | Permanent magnet motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008123466/09A RU2362259C1 (en) | 2008-06-09 | 2008-06-09 | Permanent magnet motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2362259C1 true RU2362259C1 (en) | 2009-07-20 |
Family
ID=41047332
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008123466/09A RU2362259C1 (en) | 2008-06-09 | 2008-06-09 | Permanent magnet motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2362259C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2444107C1 (en) * | 2010-07-12 | 2012-02-27 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | Electric machine rotor |
RU2557556C2 (en) * | 2009-12-22 | 2015-07-27 | КСБ Акциенгезельшафт | Squirrel-cage rotor |
-
2008
- 2008-06-09 RU RU2008123466/09A patent/RU2362259C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2557556C2 (en) * | 2009-12-22 | 2015-07-27 | КСБ Акциенгезельшафт | Squirrel-cage rotor |
RU2444107C1 (en) * | 2010-07-12 | 2012-02-27 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | Electric machine rotor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104521107B (en) | The motor of optimization with narrow tooth | |
US7595575B2 (en) | Motor/generator to reduce cogging torque | |
TWI422121B (en) | Rotation machinery and rotor thereof | |
CN201263115Y (en) | Rotor device of permanent magnet synchronous machine | |
RU2604058C1 (en) | Synchronous motor with magnetic reduction | |
WO2021189595A1 (en) | Multi-degree-of-freedom magnetic field modulation-type magnetic screw actuator and integrated design method therefor | |
JP2004357489A (en) | Unidirectionally magnetized permanent magnet motor | |
RU2541513C2 (en) | Synchronous machine with anisotropic magnetic conductivity of rotor | |
EP1744437B1 (en) | Self magnetizing motor and stator thereof | |
CN113809851B (en) | Axial flux permanent magnet motor with unequal pole arc coefficients | |
CN106712345A (en) | Motor rotor and motor adopting the same | |
RU2362259C1 (en) | Permanent magnet motor | |
US20130057100A1 (en) | Electric rotary machine | |
RU2534046C1 (en) | Electric power generator | |
CN102237735B (en) | Permanent magnet rotor structure and motor applying permanent magnet rotor structure | |
CN110277889B (en) | Stator permanent magnet type rotary transformer | |
CN204652098U (en) | Motor | |
RU2545166C1 (en) | Magnetic reducing gear | |
CN202405975U (en) | Permanent magnet vernier motor for low-speed large torque | |
JP5984695B2 (en) | Rotation angle detector and vehicle rotating electric machine | |
KR20100005737A (en) | Motor stator for preventing reduction of permanent magnet | |
CN2529434Y (en) | Axial multilayer stator, rotor electric machine | |
WO2022091198A1 (en) | Rotary electric machine and electric power steering device | |
RU2655098C1 (en) | Motor-wheel | |
JP2006025486A (en) | Electric electric machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100610 |