RU2393566C1 - Multipolar magnetic system - Google Patents
Multipolar magnetic system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2393566C1 RU2393566C1 RU2009106533/09A RU2009106533A RU2393566C1 RU 2393566 C1 RU2393566 C1 RU 2393566C1 RU 2009106533/09 A RU2009106533/09 A RU 2009106533/09A RU 2009106533 A RU2009106533 A RU 2009106533A RU 2393566 C1 RU2393566 C1 RU 2393566C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnets
- annular
- interpolar
- magnetic system
- pole
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей конструктивного выполнения магнитных систем на постоянных магнитах.The invention relates to the field of electrical engineering and relates to the design features of permanent magnet systems.
Известны «Сложный магнит и магнитная система» (США №4544904, Н01F 7/02, опубл. 01.10.1985), используемые в роторах синхронных двигателей. Магнитная система состоит из сложных постоянных магнитов в виде секторных магнитов и магнитов в форме параллелепипеда, расположенных по обе стороны секторного магнита одинаковыми магнитными полюсами. Постоянные магниты образуют явный магнитный полюс ротора, магнитный поток которого направлен вдоль оси вращения ротора. С внешней (нерабочей) стороны магнитных полюсов ротора поток замыкается через магнитопровод из магнитомягкого материала. Недостатком известного устройства является то, что часть потока постоянных магнитов рассеивается на поверхности магнитопровода, уменьшая, тем самым, величину рабочего потока. Кроме того, добавление дополнительных магнитов в форме параллелепипеда к секторным магнитам увеличивает рассеяние магнитного потока в появившихся дополнительных воздушных зазорах, что также уменьшает рабочий поток и, следовательно, индукцию в рабочем зазоре.Known "Complex magnet and magnetic system" (USA No. 4544904, H01F 7/02, publ. 10/01/1985) used in the rotors of synchronous motors. The magnetic system consists of complex permanent magnets in the form of sector magnets and parallelepiped magnets located on both sides of the sector magnet with the same magnetic poles. Permanent magnets form an explicit magnetic pole of the rotor, the magnetic flux of which is directed along the axis of rotation of the rotor. On the external (non-working) side of the magnetic poles of the rotor, the flow is closed through a magnetic core of soft magnetic material. A disadvantage of the known device is that part of the flux of permanent magnets is scattered on the surface of the magnetic circuit, thereby reducing the magnitude of the working flux. In addition, the addition of additional parallelepiped-shaped magnets to sector magnets increases the scattering of the magnetic flux in the additional air gaps that appear, which also reduces the working flux and, therefore, the induction in the working gap.
Наиболее близким к заявляемой магнитной системе является «Многополюсный ротор электрической машины с постоянными магнитами» (СССР №1731012 A1, H02K 21/14, опубл. 15.04.1994), состоящий из n полюсов и n межполюсных элементов из постоянных магнитов, соединенных между собой в мозаичную структуру (замкнутую фигуру) с прилеганием разноименными магнитными полюсами. Полюсные магниты имеют в сечении форму секторов, а межполюсные магниты - форму равнобедренных трапеций. В указанном «Многополюсном роторе…», выбранном в качестве прототипа, благодаря межполюсным элементам из тангенциально намагниченных постоянных магнитов изменяется не только направление магнитного потока, но и увеличивается индукция рабочего потока за счет увеличения активной длины магнитов в направлении их намагниченности. Однако представленная конструкция ротора не позволяет без потерь рабочего потока осуществить его ориентацию в торцевом (осевом) направлении, а также увеличить активную длину межполюсных магнитов без уменьшения длины дуги полюсных магнитов.Closest to the claimed magnetic system is the "Multipolar Rotor of an Electric Machine with Permanent Magnets" (USSR No. 1731012 A1, H02K 21/14, publ. 04/15/1994), consisting of n poles and n interpolar elements of permanent magnets connected to each other in mosaic structure (closed figure) with adjacent opposite magnetic poles. Pole magnets are in the shape of sectors in cross section, and interpolar magnets are in the form of isosceles trapeziums. In the indicated "Multipolar rotor ...", selected as a prototype, not only the direction of magnetic flux changes, but also the induction of the working flux due to an increase in the active length of the magnets in the direction of their magnetization due to the interpole elements of tangentially magnetized permanent magnets. However, the presented rotor design does not allow without loss of the working stream to carry out its orientation in the end (axial) direction, as well as to increase the active length of the interpolar magnets without reducing the arc length of the pole magnets.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в создании магнитной системы с рабочим потоком в осевом направлении, имеющей максимально возможные удельные характеристики.The problem to which the invention is directed, is to create a magnetic system with a work flow in the axial direction, having the maximum possible specific characteristics.
Технический результат, достигаемый при использовании данного изобретения, состоит в увеличении значения индукции рабочего потока при минимальных габаритах магнитной системы (или получении при заданных габаритах магнитной системы максимального значения индукции рабочего потока).The technical result achieved by using the present invention consists in increasing the value of the induction of the working stream with the minimum dimensions of the magnetic system (or obtaining, given the dimensions of the magnetic system, the maximum value of the induction of the working stream).
Это достигается тем, что в многополюсной магнитной системе, содержащей полюсные и намагниченные тангенциально межполюсные постоянные магниты, соединенные между собой в мозаичную структуру с прилеганием разноименными магнитными полюсами, новым является то, что магнитная система выполнена в виде кольцевого цилиндра, каждый межполюсный постоянный магнит выполнен в виде фигуры, ограниченной частью одной из торцевых поверхностей цилиндра в виде кольцевого сектора, угол которого выбран из соотношения α=360°/2P, где P - число пар полюсов, и двумя поверхностями, проходящими через ограничивающие кольцевой сектор радиусы и проекцию точки пересечения биссектрисы угла α и внешней дуги указанного сектора на противоположную торцевую поверхность кольцевого цилиндра, а полюсные постоянные магниты намагничены в осевом направлении и выполнены так, что дополняют межполюсные магниты до кольцевого цилиндра.This is achieved by the fact that in a multipolar magnetic system containing pole and magnetized tangentially interpolar permanent magnets interconnected in a mosaic structure with adjacent opposite magnetic poles, it is new that the magnetic system is made in the form of an annular cylinder, each interpolar permanent magnet is made in in the form of a figure bounded by a part of one of the end surfaces of the cylinder in the form of an annular sector, the angle of which is selected from the relation α = 360 ° / 2P, where P is the number of pole pairs, and two surfaces extending through the restrictive annular sector radii and the projection of the intersection of the bisector of the angle α and the outer arc of said sector to the opposite end surface of the annular cylinder and the pole permanent magnets magnetized axially and are designed such that complementary Interphase magnets to the annular cylinder.
В заявляемом устройстве полюсные магниты намагничены в осевом направлении, а межполюсные магниты - в тангенциальном. Указанные магниты образуют мозаичную структуру в виде кольцевого цилиндра. При этом активная длина в направлении намагниченности межполюсных магнитов имеет максимально возможный размер при сохранении размеров полюсных магнитов (например, для магнитной системы с двумя парами полюсов длина межполюсного магнита определяется углом α=360°/(2·2)=90°). Активная длина полюсных магнитов, ориентированная в осевом направлении намагниченности, равна высоте кольца. Таким образом, полюсные и межполюсные постоянные магниты с максимально возможной активной длиной «организуют» прохождение рабочего потока в направлении своей намагниченности с максимально возможной намагничивающей силой и минимальным рассеянием (ввиду отсутствия пассивных элементов - магнитопроводов), следствием чего является максимально возможная индукция в рабочем зазоре.In the inventive device, the pole magnets are magnetized in the axial direction, and the pole poles are tangentially magnetized. These magnets form a mosaic structure in the form of an annular cylinder. In this case, the active length in the direction of magnetization of the interpolar magnets has the maximum possible size while maintaining the dimensions of the pole magnets (for example, for a magnetic system with two pairs of poles, the length of the interpolar magnet is determined by the angle α = 360 ° / (2 · 2) = 90 °). The active length of the pole magnets, oriented in the axial direction of magnetization, is equal to the height of the ring. Thus, pole and interpolar permanent magnets with the maximum possible active length “organize” the passage of the working stream in the direction of their magnetization with the maximum possible magnetizing force and minimal scattering (due to the absence of passive elements - magnetic circuits), which results in the maximum possible induction in the working gap.
На фиг.1 представлен внешний вид заявляемой конструкции магнитной системы с двумя парами полюсов.Figure 1 presents the appearance of the claimed design of the magnetic system with two pairs of poles.
На фиг.2 представлен вид сверху магнитной системы с двумя парами полюсов. Стрелками указаны направления намагниченности межполюсных магнитов 2.Figure 2 presents a top view of a magnetic system with two pairs of poles. The arrows indicate the directions of magnetization of the
На фиг.3 представлен вид сбоку магнитной системы с двумя парами полюсов. Стрелками указаны направления намагниченности постоянных магнитов.Figure 3 presents a side view of a magnetic system with two pairs of poles. The arrows indicate the directions of magnetization of permanent magnets.
На фиг.4 приведена схема построения межполюсного магнита.Figure 4 shows a diagram of the construction of an interpole magnet.
На фиг.5 приведен внешний вид межполюсного магнита.Figure 5 shows the appearance of the interpolar magnet.
На фиг.6 показана магнитная система индукционного демпфера, вид сбоку.Figure 6 shows the magnetic system of the induction damper, side view.
На фиг.7 приведена развертка наружной поверхности магнитной системы, используемой в индукционном демпфере.Figure 7 shows a scan of the outer surface of the magnetic system used in the induction damper.
На фиг.1 изображена магнитная система, которая содержит четыре полюсных 1 и четыре межполюсных 2 постоянных магнита. Полюсные магниты 1 намагничены в осевом направлении (фиг.3), а межполюсные магниты - в тангенциальном (фиг.2, 3). Указанные магниты соединены в мозаичную структуру в виде кольцевого цилиндра (фиг.1) с прилеганием разноименными магнитными полюсами.Figure 1 shows a magnetic system that contains four
Для пояснения выполнения межполюсного магнита приведена схема его построения (фиг.4). В качестве примера рассмотрено построение межполюсного магнита в виде фигуры, ограниченной кольцевым сектором с углом α=360°/2P (для двух пар полюсов P=2, α=90°) и поверхностями в виде плоскостей, проходящих через радиусы R и R' указанного кольцевого сектора и проекцию точки А пересечения биссектрисы ОА угла α и внешней дуги кольцевого сектора на противоположную торцевую поверхность кольцевого цилиндра (точка А'). Плоскости отсекают от кольцевого сектора части объема кольцевого цилиндра, образуя межполюсный магнит (фиг.5).To explain the implementation of the interpole magnet, a diagram of its construction is shown (Fig. 4). As an example, the construction of an interpolar magnet in the form of a figure bounded by an annular sector with an angle α = 360 ° / 2P (for two pairs of poles P = 2, α = 90 °) and surfaces in the form of planes passing through the radii R and R 'of the indicated the annular sector and the projection of the point A of the intersection of the bisector OA of the angle α and the outer arc of the annular sector on the opposite end surface of the annular cylinder (point A '). The plane cut off from the annular sector of the volume of the annular cylinder, forming an interpole magnet (figure 5).
Полюсные магниты 1 (фиг.1) дополняют межполюсные магниты 2 до кольцевого цилиндра, образуя мозаичную структуру. То есть полюсные магниты 1 (фиг.1) являются дополнением до кольцевого цилиндра фигуры, состоящей из соответствующих числу полюсов межполюсных магнитов 2, составленных таким образом, что своей поверхностью, параллельной направлению намагниченности, образуют торцевую поверхность кольцевого цилиндра (фиг.2). При этом кольцевой цилиндр будет иметь высоту, равную высоте полюсного магнита в направлении его намагниченности (отрезок АА', фиг.4). Полюсные и межполюсные магниты собираются в мозаичный кольцевой цилиндр с прилеганием разноименными магнитными полюсами.Pole magnets 1 (Fig. 1) complement the
Форма поверхности, ограничивающей полюсные и межполюсные магниты, определяется технологическими возможностями изготовления постоянных магнитов и здравым смыслом. В качестве примера можно привести винтовые поверхности, проходящие также через радиусы R и R' (фиг.4) кольцевого сектора и проекцию точки А пересечения биссектрисы ОА угла α и внешней дуги кольцевого сектора на противоположную торцевую поверхность кольцевого цилиндра (точка А').The shape of the surface bounding the pole and interpolar magnets is determined by the technological capabilities of manufacturing permanent magnets and common sense. As an example, we can give screw surfaces also passing through the radii R and R '(Fig. 4) of the annular sector and the projection of the point A of the intersection of the bisector OA of the angle α and the outer arc of the annular sector on the opposite end surface of the annular cylinder (point A').
Работа заявляемой магнитной системы показана на примере ее использования в индукционном демпфере дискового типа, где в рабочий зазор магнитной системы (фиг.6), состоящей из двух одинаковых мозаичных кольцевых цилиндров, помещен с возможностью вращения электропроводящий ротор 3, в котором при пересечении силовых линий индукции (фиг.7) индуцируются вихревые токи, магнитное поле которых, взаимодействуя с магнитным полем магнитов, создает тормозящий момент. Магниты 1 и 2 с максимально возможной активной длиной «организуют» прохождение рабочего потока в направлении своей намагниченности с максимально возможной намагничивающей силой и минимальным рассеянием, при этом создается максимально возможная индукция в рабочем зазоре, где находится ротор 3 и создается максимальный тормозящий момент, находящийся в зависимости от квадрата величины индукции.The operation of the inventive magnetic system is shown by the example of its use in a disk-type induction damper, where an electrically
Для проверки эффективности предложенного решения была изготовлена магнитная система, состоящая из двух мозаичных кольцевых цилиндров (фиг.6), и измерена индукция в рабочем зазоре. Результаты измерений показали, что значение магнитной индукции в рабочем зазоре увеличилось в три раза по сравнению с аналогичными по габаритам индукционными демпферами, при этом тормозящий момент увеличился в девять раз.To verify the effectiveness of the proposed solution, a magnetic system was made consisting of two mosaic annular cylinders (Fig.6), and the induction in the working gap was measured. The measurement results showed that the value of magnetic induction in the working gap increased three times in comparison with similar dimensions induction dampers, while the braking torque increased nine times.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009106533/09A RU2393566C1 (en) | 2009-02-24 | 2009-02-24 | Multipolar magnetic system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009106533/09A RU2393566C1 (en) | 2009-02-24 | 2009-02-24 | Multipolar magnetic system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2393566C1 true RU2393566C1 (en) | 2010-06-27 |
Family
ID=42683796
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009106533/09A RU2393566C1 (en) | 2009-02-24 | 2009-02-24 | Multipolar magnetic system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2393566C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2458421C2 (en) * | 2010-10-26 | 2012-08-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик-Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Multipolar magnetic system |
RU2507663C1 (en) * | 2012-07-30 | 2014-02-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Magnetic system of stator |
RU2596002C1 (en) * | 2015-04-21 | 2016-08-27 | Акционерное общество "Центр судоремонта "Звездочка" (АО "ЦС "Звездочка") | Electric drive |
-
2009
- 2009-02-24 RU RU2009106533/09A patent/RU2393566C1/en active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2458421C2 (en) * | 2010-10-26 | 2012-08-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик-Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Multipolar magnetic system |
RU2507663C1 (en) * | 2012-07-30 | 2014-02-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Magnetic system of stator |
RU2596002C1 (en) * | 2015-04-21 | 2016-08-27 | Акционерное общество "Центр судоремонта "Звездочка" (АО "ЦС "Звездочка") | Electric drive |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR20180006306A (en) | Stators and coils for axial-flux dynamoelectric machines | |
US20150244218A1 (en) | Rotor for a permanent magnet electric machine and use thereof | |
CN106411006B (en) | A kind of claw-pole structure rotor of axial flux permanent magnet body | |
JP5265615B2 (en) | Permanent magnet embedded rotor | |
CN103647423A (en) | Stator and rotor permanent magnet-type vernier motor | |
CN107289003B (en) | Homopolarity formula permanent magnet offset radial magnetic bearing | |
RU2694065C1 (en) | Rotating electric machine equipped with magnetic flow control mechanism | |
JP2013165601A (en) | Rotary electric machine | |
RU2393566C1 (en) | Multipolar magnetic system | |
JP5307849B2 (en) | Electric motor | |
JP6104890B2 (en) | Current generating turbine | |
JP2008067561A (en) | Permanent-magnet electromotor | |
WO2021036460A1 (en) | Permanent magnet synchronous motor rotor and compressor having same | |
JP6358158B2 (en) | Rotating electric machine | |
CN115065183B (en) | Double-layer open-air-gap asymmetric generator for aviation based on topology optimization method | |
CA2658527A1 (en) | Rotor for magnetic motor | |
EP1810391B1 (en) | Rotor-stator structure for electrodynamic machines | |
CN109474096A (en) | A kind of servo motor of embedded spoke type p-m rotor | |
JP2009118594A (en) | Axial gap type motor | |
CN105305769B (en) | A kind of salient pole fluting permanent magnet array and linear motor | |
CN207868887U (en) | A kind of high-speed permanent magnetic body synchronous motor rotor structure | |
CN104343873B (en) | Permanent-magnetic flexible damping assembly | |
RU124038U1 (en) | MULTI-POLE MAGNET SYSTEM | |
RU2476977C1 (en) | Electric motor | |
CN106357025B (en) | Rotor and magneto |