RU2368993C1 - Synchronous reaction motor - Google Patents
Synchronous reaction motor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2368993C1 RU2368993C1 RU2008118735/09A RU2008118735A RU2368993C1 RU 2368993 C1 RU2368993 C1 RU 2368993C1 RU 2008118735/09 A RU2008118735/09 A RU 2008118735/09A RU 2008118735 A RU2008118735 A RU 2008118735A RU 2368993 C1 RU2368993 C1 RU 2368993C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- packets
- ferromagnetic
- axis
- rotor
- motor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в силовом электроприводе.The invention relates to electrical engineering and can be used in a power electric drive.
Известен синхронный реактивный электродвигатель (авторское свидетельство СССР № 1515272, кл. Н02K 19/06), содержащий статор с многофазной обмоткой и ротор, выполненный из ориентированных вдоль оси двигателя ферромагнитных пакетов с прорезями. Пакеты отделены друг от друга слоями немагнитного материала.A synchronous jet electric motor is known (USSR author's certificate No. 1515272, CL H2K 19/06), comprising a stator with a multiphase winding and a rotor made of ferromagnetic packages with slots oriented along the motor axis. The bags are separated from each other by layers of non-magnetic material.
Недостатком этого синхронного реактивного электродвигателя являются низкие энергетические характеристики, вследствие невысокого отношения магнитных проводимостей по продольной и поперечной осям, обусловленного тем, что применяемые для повышения магнитного сопротивления по поперечной оси прорези в ферромагнитных пакетах несущественно ослабляют поперечный магнитный поток машины.The disadvantage of this synchronous jet electric motor is its low energy characteristics, due to the low ratio of magnetic conductivities along the longitudinal and transverse axes, due to the fact that the grooves used to increase the magnetic resistance along the transverse axis of the slit do not significantly weaken the transverse magnetic flux of the machine.
Наиболее близким к изобретению является синхронный реактивный электродвигатель (авторское свидетельство СССР № 1676016, кл. Н02K 19/06), являющийся прототипом и содержащий статор с многофазной обмоткой и ротор, выполненный из ориентированных вдоль оси двигателя и отделенных друг от друга слоями немагнитного материала ферромагнитных пакетов с прорезями. В прорезях ферромагнитных пакетов размещены радиально намагниченные постоянные магниты с чередующейся полярностью. Постоянные магниты создают магнитный поток, направленный навстречу поперечному магнитному потоку статора, и, уменьшая его величину, снижают результирующее потокосцепление по поперечной оси.Closest to the invention is a synchronous jet motor (USSR author's certificate No. 1676016, CL H2K 19/06), which is a prototype and contains a stator with a multiphase winding and a rotor made of ferromagnetic packets oriented along the motor axis and separated from each other by layers of non-magnetic material with slots. In the slots of the ferromagnetic packages placed radially magnetized permanent magnets with alternating polarity. Permanent magnets create a magnetic flux directed towards the transverse magnetic flux of the stator, and, decreasing its value, reduce the resulting flux linkage along the transverse axis.
Однако известный электродвигатель обладает недостаточно высокими энергетическими характеристиками (КПД, cosφ), поскольку при размещении постоянных магнитов лишь в прорезях ферромагнитных пакетов компенсация поперечного потока недостаточно эффективна, так как сохраняются пути замыкания поперечного потока через участки ферромагнитных пакетов ротора за пределами прорезей.However, the known electric motor does not have sufficiently high energy characteristics (efficiency, cosφ), since when placing permanent magnets only in the slots of the ferromagnetic packets, the compensation of the transverse flow is not effective enough, since the paths of closing the transverse flow through the sections of the ferromagnetic packages of the rotor outside the slots are preserved.
Кроме того, наличие достаточно больших прорезей и установка в них постоянных магнитов требует удлинения ферромагнитных пакетов в осевом направлении, превышающего активную длину двигателя, с целью сохранения на высоком уровне проводимости по продольной оси ротора, что приводит к ухудшению массогабаритных показателей двигателя.In addition, the presence of sufficiently large slots and the installation of permanent magnets in them requires elongation of the ferromagnetic packets in the axial direction, which exceeds the active length of the motor, in order to maintain a high level of conductivity along the longitudinal axis of the rotor, which leads to a deterioration in the overall dimensions of the motor.
Задачей изобретения является создание синхронного реактивного электродвигателя (СРД) с улучшенными энергетическими и массогабаритными показателями.The objective of the invention is the creation of a synchronous jet motor (SRD) with improved energy and weight and size indicators.
Это достигается тем, что в синхронном реактивном электродвигателе, содержащем статор с многофазной обмоткой, ротор, выполненный из ориентированных вдоль оси двигателя, отделенных друг от друга ферромагнитных пакетов, а также постоянные магниты, по крайней мере, в одном на полюсное деление промежутке между ферромагнитными пакетами, наиболее близко расположенными к продольной оси ротора, размещен постоянный магнит, при этом ось намагничивания этого магнита совпадает с нормалью к поверхностям прилегающих к нему ферромагнитных пакетов.This is achieved by the fact that in a synchronous jet motor containing a stator with a multiphase winding, a rotor made of oriented along the motor axis, separated from each other ferromagnetic packets, as well as permanent magnets in at least one pole division of the gap between the ferromagnetic packets located closest to the longitudinal axis of the rotor, a permanent magnet is placed, while the axis of magnetization of this magnet coincides with the normal to the surfaces of the adjacent ferromagnetic packets.
На фиг.1 представлен поперечный разрез заявляемого синхронного реактивного электродвигателя, содержащего статор 1 с многофазной обмоткой и, в качестве примера, двухполюсный ротор, на фиг.2 показаны пути замыкания поперечного потока статора и направление намагничивания постоянного магнита, размещенного в промежутке между ферромагнитными пакетами, на фиг.3 - пространственное распределение поперечного магнитного потока Фq статора, потока компенсацииFigure 1 shows a cross section of the inventive synchronous jet motor containing a
Фкомп , обусловленного постоянным магнитом, и результирующего потока по поперечной оси 
Ротор синхронного реактивного электродвигателя содержит расположенные вдоль оси двигателя ферромагнитные пакеты 2, межпакетные промежутки 4, отделяющие пакеты один от другого, и промежуток между ферромагнитными пакетами 3, в котором помещен постоянный магнит 5. Ось намагничивания постоянного магнита совпадает с нормалью к поверхностям прилегающих к нему ферромагнитных пакетов 3.The synchronous jet electric motor rotor contains ferromagnetic packets 2 located along the axis of the engine, inter-packet spaces 4 separating the packets from each other, and the gap between the ferromagnetic packets 3, in which the permanent magnet 5 is placed. The axis of magnetization of the permanent magnet coincides with the normal to the surfaces of the adjacent ferromagnetic packages 3.
Синхронный реактивный электродвигатель работает следующим образом. Многофазная обмотка на статоре создает в зазоре машины бегущее с синхронной скоростью магнитное поле. За счет магнитной несимметрии ротора (проводимости по продольной и поперечной осям Gd и Gq не равны) возникает электромагнитный момент, приводящий его во вращение.Synchronous jet motor operates as follows. The multiphase winding on the stator creates a magnetic field running at a synchronous speed in the gap of the machine. Due to the magnetic asymmetry of the rotor (the conductivity along the longitudinal and transverse axes G d and G q are not equal), an electromagnetic moment arises leading it to rotate.
Величины максимального электромагнитного момента СРД и максимального коэффициента мощности (в пренебрежении резистивным сопротивлением обмотки статора) определяются соотношениями:The values of the maximum electromagnetic moment of the SRD and the maximum power factor (neglecting the resistive resistance of the stator winding) are determined by the relations:
в которых Xd и Xq - индуктивные сопротивления СРД по продольной и поперечной осям ротора. Так как Xd и Xq пропорциональны магнитным проводимостям Gd и Gq вдоль осей d и q ротора, электромагнитный момент и энергетические показатели СРД тем выше, чем больше отношение Gd/Gq.in which X d and X q are the inductive resistance of the DRS along the longitudinal and transverse axes of the rotor. Since X d and X q are proportional to the magnetic conductivities G d and G q along the rotor axes d and q, the electromagnetic moment and energy indices of the SRD are the higher, the higher the ratio G d / G q .
Размещение в межпакетных промежутках в окрестностях продольной оси постоянных магнитов предназначено для компенсации поперечного потока Фq статора (и, как следствие, уменьшения проводимости по поперечной оси Gq при сохранении проводимости по продольной оси на высоком уровне). При синусоидальном распределении магнитного потока максимум поперечного потока имеет место в сечении машины, совпадающем с продольной осью. В связи с этим наибольший эффект достигается при размещении постоянных магнитов между ферромагнитными пакетами вблизи продольной оси ротора (в районе наибольшей концентрации поперечного магнитного потока).The placement of permanent magnets in the inter-gap spaces in the vicinity of the longitudinal axis is intended to compensate for the transverse flux Φ q of the stator (and, as a result, to reduce the conductivity along the transverse axis G q while maintaining the conductivity along the longitudinal axis at a high level). With a sinusoidal distribution of the magnetic flux, the maximum transverse flux occurs in the cross section of the machine, which coincides with the longitudinal axis. In this regard, the greatest effect is achieved by placing permanent magnets between the ferromagnetic packets near the longitudinal axis of the rotor (in the region of the highest concentration of the transverse magnetic flux).
Постоянный магнит 5 заполняет весь промежуток в окрестности оси d между ферромагнитными пакетами 3, что предопределяет компенсацию поперечного потока статора по всей площади прилегающих пакетов (фиг.2).A permanent magnet 5 fills the entire gap in the vicinity of the axis d between the ferromagnetic packets 3, which determines the compensation of the transverse stator flux over the entire area of the adjacent packets (figure 2).
В предлагаемом синхронном реактивном электродвигателе при сохранении проводимости по продольной оси на уровне прототипа, компенсация магнитного потока Фq и, соответственно, уменьшение величины проводимости по поперечной оси Gq осуществляется в большей степени, чем в прототипе. Следствием этого является увеличение электромагнитного момента и улучшение энергетических характеристик (КПД, cosφ) заявляемого электродвигателя за счет существенного увеличения отношения Gd/Gq.In the proposed synchronous jet motor while maintaining the conductivity along the longitudinal axis at the level of the prototype, the magnetic flux Φ q is compensated and, accordingly, the conductivity along the transverse axis G q is reduced to a greater extent than in the prototype. The consequence of this is an increase in the electromagnetic moment and an improvement in the energy characteristics (efficiency, cosφ) of the inventive electric motor due to a substantial increase in the ratio G d / G q .
Размещение постоянного магнита между ферромагнитными пакетами наряду с повышенной эффективностью компенсации поперечного потока приводит к улучшению массогабаритных показателей электродвигателя, поскольку в ферромагнитных пакетах отсутствуют прорези для размещения в них постоянных магнитов (как это имеет место в прототипе) и, соответственно, не требуется удлинения пакетов с целью сохранения проводимости Gd по продольной оси ротора на высоком уровне.Placing a permanent magnet between the ferromagnetic bags along with increased efficiency of the cross-flow compensation leads to an improvement in the mass and dimensions of the electric motor, since the ferromagnetic bags do not have slots for placing permanent magnets in them (as is the case in the prototype) and, accordingly, the packages do not need to be extended to maintaining conductivity G d along the longitudinal axis of the rotor at a high level.
Кроме того, поскольку компенсируемый поперечный магнитный поток имеет относительно небольшую величину, в предлагаемом синхронном реактивном электродвигателе могут быть использованы сравнительно недорогие постоянные магниты с низким уровнем остаточной магнитной индукции (например, феррит-бариевые).In addition, since the compensated transverse magnetic flux is relatively small, the proposed synchronous jet motor can be used relatively inexpensive permanent magnets with a low level of residual magnetic induction (for example, barium ferrite).
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008118735/09A RU2368993C1 (en) | 2008-05-12 | 2008-05-12 | Synchronous reaction motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008118735/09A RU2368993C1 (en) | 2008-05-12 | 2008-05-12 | Synchronous reaction motor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2368993C1 true RU2368993C1 (en) | 2009-09-27 |
Family
ID=41169714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008118735/09A RU2368993C1 (en) | 2008-05-12 | 2008-05-12 | Synchronous reaction motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2368993C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU176683U1 (en) * | 2016-09-12 | 2018-01-25 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" | Synchronous Jet Machine Rotor |
| CN112104180A (en) * | 2020-08-21 | 2020-12-18 | 石镇德 | Asynchronous starting permanent magnet auxiliary type synchronous reluctance motor |
-
2008
- 2008-05-12 RU RU2008118735/09A patent/RU2368993C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU176683U1 (en) * | 2016-09-12 | 2018-01-25 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" | Synchronous Jet Machine Rotor |
| CN112104180A (en) * | 2020-08-21 | 2020-12-18 | 石镇德 | Asynchronous starting permanent magnet auxiliary type synchronous reluctance motor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kim et al. | Operation and design principles of a PM vernier motor | |
| JP5961344B2 (en) | Magnetic flux concentrating type synchronous rotating electrical machine with permanent magnet | |
| CN201466928U (en) | Halbach parallel-rotor composite excitation synchronous motor | |
| CN101572464B (en) | Halbach array parallel rotor composite excitation brushless synchronous motor | |
| CN102761187B (en) | Motor rotor and built-in type permanent-magnet motor | |
| CN106981966A (en) | A kind of permanent magnet bias bearing-free switch magnetic-resistance starting/generator | |
| RU2541513C2 (en) | Synchronous machine with anisotropic magnetic conductivity of rotor | |
| CN104467333B (en) | Rotor excitation multi-phase reluctance motor and control method thereof | |
| Urinov et al. | Power Losses in Electric Machines | |
| CN106253529B (en) | The band efficient high thrust bilateral linear motor of adjustment of field excitation | |
| US5015902A (en) | Multiphase synchronous permanent magnet electric machine | |
| RU2538835C1 (en) | Radial magnetic bearing for rotor magnetic support | |
| RU2368993C1 (en) | Synchronous reaction motor | |
| WO2011124232A1 (en) | Electrical machine | |
| JP5582149B2 (en) | Rotor, rotating electric machine and generator using the same | |
| US20150084467A1 (en) | Reduced Reaction Rotary Alternating Current Generator | |
| Haylock et al. | Predicting and preventing demagnetisation in permanent magnet motor drives | |
| Simion et al. | FEM analysis of a low speed permanent magnet synchronous machine with external rotor for a wind generator | |
| KR101058611B1 (en) | High efficiency generator | |
| Li et al. | Investigation of LSPMSM with unevenly distributed squirrel cage bars | |
| CN110120732A (en) | A kind of induction tandem brushless exciting motor | |
| RU2490773C2 (en) | Dc electromagnetic machine | |
| CN203554245U (en) | Salient pole type permanent magnet power generator with compound excitation characteristic | |
| RU2747884C1 (en) | Electric machine with modular stator teeth and superconducting windings | |
| Tanaka et al. | IPMSM with ferrite magnets for high speed |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140513 |