RU2524166C1 - Inductor machine - Google Patents

Inductor machine Download PDF

Info

Publication number
RU2524166C1
RU2524166C1 RU2013116342/07A RU2013116342A RU2524166C1 RU 2524166 C1 RU2524166 C1 RU 2524166C1 RU 2013116342/07 A RU2013116342/07 A RU 2013116342/07A RU 2013116342 A RU2013116342 A RU 2013116342A RU 2524166 C1 RU2524166 C1 RU 2524166C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
teeth
stator
packs
backs
packages
Prior art date
Application number
RU2013116342/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Михайлович Русаков
Анатолий Михайлович Сугробов
Наталья Анатольевна Великанова
Игорь Александрович Жердев
Надежда Анатольевна Окунеева
Александр Николаевич Соломин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ"
Priority to RU2013116342/07A priority Critical patent/RU2524166C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2524166C1 publication Critical patent/RU2524166C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: inductor machine includes stator installed in magnetically soft housing (1) and made in the form of two laminated packs (2) and (3) from magnetically soft material with teeth (4) on their inner surface, working winding (5), the turns of which are located in slots between teeth (4) restricted as to height with backs (6) of those packs, two rotor packs (7) and (8), which are installed inside bores of stator packs (2) and (3), and excitation winding (9) installed between rotor packs (7) and (8). According to the invention, on outer surface of each stator pack (2) and (3) a provision is made for external teeth (10) oriented along the machine axis, the number of which is equal to the number of stator teeth on its inner surface, external teeth (10) are located above sections of backs (6) of each stator pack, sections of backs (6) under external teeth (10) are located between internal teeth of stator packs (2) and (3), and on inner side of housing (1) there are slots for arrangement of external teeth (10) of stator packs (2) and (3).
EFFECT: reduction of losses in housings of inductor machines and improvement of their efficiency, and reduction of time for transient processes.
2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области электромеханики, а более конкретно к устройству индукторных электрических машин, и может быть использовано в общем и особенно в специальном электромашиностроении, ориентированном на изготовление электрических машин для систем электроснабжения и электропривода автономных объектов.The invention relates to the field of electromechanics, and more particularly to a device of induction electric machines, and can be used in general and especially in special electrical engineering, focused on the manufacture of electrical machines for power supply systems and electric drive of autonomous objects.

Известны конструктивные исполнения индукторных машин (генераторов и электродвигателей), которые по совокупности существенных признаков их устройства близки к объекту данного изобретения (см., например, рис.1.18 на стр.41 в книге: Сугробова A.M., Русакова A.M. Проектирование электрических машин автономных объектов. - М.: Издательский дом МЭИ, 2012). Эти машины имеют статор в виде двух шихтованных пакетов, размещенных в стальном гладком по внутренней поверхности корпусе, так, что их зубцы располагаются друг против друга, рабочую обмотку, витки которой расположены в пазах, ограниченных по высоте спинками пакетов, два пакета ротора, установленных внутри расточек пакетов статора, и неподвижную обмотку возбуждения. Зубцы пакетов ротора в этих машинах располагаются так же, как и зубцы пакетов статора, друг против друга, а рабочая обмотка выполнена в виде отдельных катушек (секций), размещенных на каждом зубце пакетов статора.Designs of induction machines (generators and electric motors) are known, which, by the set of essential features of their device, are close to the subject of this invention (see, for example, Fig. 1.18 on page 41 in the book: Sugrobova AM, Rusakova AM Design of electrical machines of autonomous objects. - M.: Publishing House MPEI, 2012). These machines have a stator in the form of two burnt bags placed in a steel casing smooth on the inner surface, so that their teeth are located opposite each other, a working winding, the turns of which are located in grooves, limited by the height of the backs of the bags, two rotor packages installed inside a bore of stator packets, and a stationary field winding. The teeth of the rotor packets in these machines are located in the same way as the teeth of the stator packets, against each other, and the working winding is made in the form of separate coils (sections) placed on each tooth of the stator packets.

Недостатком индукторных машин при таком их устройстве являются значительные потери в меди рабочих обмоток вследствие относительно большой общей длины проводников их лобовых частей, число которых вдвое превышает число зубцов обоих пакетов статора. Помимо этого в кривой напряжения этих машин содержатся все те гармоники, которые присутствуют в кривых изменения магнитных проводимостей на длине зубцового деления статора, что отрицательно сказывается на форме кривой напряжения генераторов и пульсациях электромагнитного момента при работе этих машин в двигательном режиме.The disadvantage of induction machines with such a device is significant losses in the copper of the working windings due to the relatively large total length of the conductors of their frontal parts, the number of which is twice the number of teeth of both stator packets. In addition, the voltage curve of these machines contains all those harmonics that are present in the curves of changes in the magnetic conductivity along the length of the stator tooth division, which negatively affects the shape of the voltage curve of the generators and the ripples of the electromagnetic moment when these machines operate in motor mode.

Существенным недостатком известных индукторных машин является также знакопеременное изменение магнитного потока в стальном корпусе над спинками пакетов статора и наличие переменной составляющей магнитного потока в средней его области, заключенной между этими пакетами. Все это приводит к появлению в массиве корпуса вихревых токов, обусловленных ими потерь, снижению КПД и увеличению времени переходных процессов.A significant drawback of the known induction machines is also an alternating change in the magnetic flux in the steel casing above the backs of the stator packets and the presence of a variable component of the magnetic flux in its middle region enclosed between these packets. All this leads to the appearance of eddy currents in the body array, losses caused by them, a decrease in efficiency, and an increase in the time of transient processes.

Наиболее близкой по технической сущности к объекту изобретения является индукторная машина, выполненная по конструктивной схеме рис.1.25 в книге: Сугробова А.М., Русакова A.M. Проектирование электрических машин автономных объектов. - М.: Издательский дом МЭИ, 2012.Closest to the technical nature of the object of the invention is the inductor machine, made according to the structural scheme of Fig.1.25 in the book: Sugrobova AM, Rusakova A.M. Design of electrical machines of autonomous objects. - M.: Publishing House MPEI, 2012.

Эта индукторная машина содержит установленный в корпусе статор в виде двух шихтованных пакетов из магнитомягкого материала с зубцами на внутренней его поверхности, рабочую обмотку, витки которой расположены в пазах между зубцами, ограниченными по высоте спинками этих пакетов, два пакета ротора, установленные внутри расточек пакетов статора, и обмотку возбуждения.This induction machine contains a stator installed in the body in the form of two burnt packages of soft magnetic material with teeth on its inner surface, a working winding, the turns of which are located in the grooves between the teeth, the backs of these packages are limited in height, two rotor packages installed inside the bore of the stator packages , and field winding.

Внутренняя поверхность корпуса машины и сопряженные с ней наружные поверхности пакетов статора (наружные поверхности спинок) выполнены гладкими.The inner surface of the machine body and the outer surfaces of the stator packets (external surfaces of the backs) associated with it are made smooth.

Пакеты ротора установлены на валу таким образом, что их зубцы сдвинуты относительно друг друга на половину зубцового деления. Рабочая обмотка машины выполнена в виде отдельных катушек (секций), охватывающих расположенные друг против друга зубцы обоих пакетов статора. Размещение обмотки при сдвинутых на половину зубцового деления зубцах ротора обеспечивает минимальное содержание высших гармоник в кривой напряжения в генераторном и минимум пульсаций электромагнитного момента в двигательном режимах работы машины, позволяет к тому же снизить потери в этой обмотке за счет сокращения вдвое числа лобовых ее частей и уменьшения их сопротивления. Обмотка возбуждения в этой индукторной машине расположена между пакетами ротора, что позволяет существенно уменьшить потери в ней (за счет меньшей средней длины витка) и облегчить тепловой режим работы машины.The rotor packages are mounted on the shaft in such a way that their teeth are shifted relative to each other by half of the tooth division. The working winding of the machine is made in the form of separate coils (sections), covering the teeth of both stator packets located opposite each other. The placement of the winding with the rotor teeth shifted by half of the tooth division ensures the minimum content of higher harmonics in the voltage curve in the generator and the minimum ripple of the electromagnetic moment in the motor operating modes of the machine, furthermore, it reduces losses in this winding by halving the number of its frontal parts and reducing their resistance. The field winding in this induction machine is located between the rotor packages, which can significantly reduce losses in it (due to the shorter average turn length) and facilitate the thermal operation of the machine.

Серьезный недостаток машины-прототипа состоит в том, что при высоких частотах вращения и соответственно небольшом числе зубцов на роторе магнитное поле в корпусе характеризуется не менее значительным по сравнению с машинами, выполненными согласно рис.1.18, изменением магнитной индукции как в осевом (вдоль оси машины), так и в тангенциальном (вдоль окружности корпуса) направлениях. Эти изменения особенно заметны в индукторных машинах, выполненных для применения в автономных системах электроснабжения и электропривода, в которых для размещения электрических машин выделяется ограниченное по их диаметру пространство. В этом случае индукторные машины имеют небольшие по высоте спинку и диаметр корпуса и изменения магнитной индукции в них в функции угла поворота ротора столь значительны, что являются причиной повышенных потерь на вихревые токи в корпусе, значительного снижения КПД и недопустимого увеличения времени переходных процессов.A serious drawback of the prototype machine is that at high speeds and, accordingly, a small number of teeth on the rotor, the magnetic field in the housing is characterized by no less significant compared with machines made according to Fig.1.18, the change in magnetic induction as in axial (along the axis of the machine ), and in tangential (along the circumference of the body) directions. These changes are especially noticeable in induction machines made for use in autonomous power supply and electric drive systems, in which space limited by their diameter is allocated for electric machines. In this case, induction machines have a small back and casing diameter and the changes in magnetic induction in them as a function of the angle of rotation of the rotor are so significant that they cause increased eddy current losses in the casing, a significant decrease in efficiency and an unacceptable increase in transient times.

Особенно заметны отмеченные недостатки в индукторных машинах, корпуса которых изготовлены из магнитомягких материалов с относительно малым электрическим сопротивлением и, как следствие, с большими потерями на вихревые токи (к таким материалам относятся все традиционно используемые для изготовления статоров индукторных машин малоуглеродистые стали).The noted drawbacks in induction machines are especially noticeable, the cases of which are made of soft magnetic materials with relatively low electrical resistance and, as a result, with large eddy current losses (such materials include all low-carbon steels traditionally used for the manufacture of stators of induction machines).

Недостатки индукторной машины-прототипа и аналогов заявляемой в качестве изобретения индукторной машины являются одной из основных причин того, что, обладая такими исключительно важными для применения в системах электроснабжения и электропривода автономных объектов и других областях техники качествами, как простота конструкции, бесконтактность, способность работать в самых тяжелых условиях эксплуатации и высокий уровень массогабаритных и энергетических показателей при высоких частотах вращения, они имеют ограниченное в них применение.The disadvantages of the prototype induction machine and analogues of the induction machine claimed as an invention are one of the main reasons that, having such properties as simplicity of design, contactlessness, and the ability to work in the most difficult operating conditions and a high level of weight and size and energy indicators at high speeds, they have limited application in them Eden.

Технический результат изобретения заключается в уменьшении потерь в корпусе индукторных машин, повышении их КПД, уменьшении времени переходных процессов и устранении тем самым ограничений для их более широкого применения в автономных системах электроснабжения и электропривода и других областях техники.The technical result of the invention is to reduce losses in the casing of induction machines, increase their efficiency, reduce the time of transient processes and thereby eliminate the restrictions for their wider use in autonomous power supply and electric drive systems and other technical fields.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной индукторной машине, содержащей установленный в магнитомягком корпусе статор в виде двух шихтованных пакетов из магнитомягкого материала с зубцами на внутренней их поверхности, рабочую обмотку, витки которой располагаются в пазах между зубцами, ограниченными по высоте спинками этих пакетов, два пакета ротора, установленные внутри расточек пакетов статора, и обмотку возбуждения, отличающаяся тем, что снабжена наружными зубцами, ориентированными вдоль оси машины, число которых равно числу зубцов на внутренней поверхности пакетов статора, и расположенными над участками спинок каждого пакета статора, при этом участки спинок под наружными зубцами расположены между внутренними зубцами пакетов статора, а в корпусе с внутренней его стороны выполнены пазы для размещения наружных зубцов пакетов статора.The specified technical result is achieved by the fact that in a known induction machine containing a stator installed in a magnetically soft casing in the form of two burnt packages of magnetically soft material with teeth on their inner surface, a working winding, the turns of which are located in grooves between the teeth, the backs of these packages limited in height , two rotor packets installed inside the bore of the stator packets, and an excitation winding, characterized in that it is equipped with external teeth oriented along the axis of the machine, the number of cat ryh equal to the number of teeth on the inner surface of the stator packets, and disposed over portions of the backs of each stator pack, with the backrest portions under external teeth are disposed between the internal teeth of the stator packets, and in the housing with its inner side grooves formed to accommodate the external teeth of the stator packet.

Кроме того, в качестве магнитомягкого материала корпуса может быть использован магнитомягкий композиционный материал.In addition, as a magnetically soft material of the body can be used magnetically soft composite material.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показаны продольный и поперечный разрезы двухпакетной индукторной машины с тремя зубцами на роторе и шестью зубцами на статоре (машины с так называемой классической зубцовой зоной), а на фиг.2 - вид сверху на развертку корпуса этой машины. Пунктирными линиями на этом чертеже показаны проекции на внешнюю поверхность наружных зубцов пакетов статора при трапецеидальной их форме и трапецеидальной форме пазов в корпусе. На фиг.3 показаны форма и расположение трапецеидальных пазов (они нанесены сплошными линиями) и ступенчато-прямоугольных пазов (прерывистые линии) на внутренней поверхности корпуса. На фиг.4 показано размещение на этой поверхности прямоугольных пазов.The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a longitudinal and transverse section of a two-pack induction machine with three teeth on the rotor and six teeth on the stator (machines with the so-called classical tooth zone), and in Fig. 2 is a top view of a scan of the casing of this cars. The dashed lines in this drawing show the projection onto the outer surface of the outer teeth of the stator packets with their trapezoidal shape and trapezoidal shape of the grooves in the housing. Figure 3 shows the shape and location of the trapezoidal grooves (they are plotted in solid lines) and stepped-rectangular grooves (broken lines) on the inner surface of the housing. Figure 4 shows the placement on this surface of rectangular grooves.

Индукторная машина содержит установленный в цилиндрическом корпусе 1 статор в виде двух шихтованных пакетов 2 и 3 из магнитомягкого материала с зубцами 4 на внутренней его поверхности, рабочую обмотку 5, секции которой охватывают расположенные друг против друга зубцы 4 обоих пакетов статора 2 и 3 и располагаются в пазах между зубцами 4, ограниченными по высоте спинками 6 этих пакетов 2 и 3 (спинки выделены на фиг.1 пунктирными линиями), два пакета ротора 7 и 8, установленные внутри расточек пакетов 2 и 3 статора и сдвинутые относительно друг друга на половину зубцового деления и обмотку возбуждения 9, которая установлена между пакетами ротора 7 и 8. На наружной поверхности каждого пакета статора 2 и 3 над участками спинок 6, расположенных между внутренними зубцами 4 этих пакетов, выполнены ориентированные вдоль оси машины зубцы 10. Число этих зубцов равно числу зубцов статора на внутренней его поверхности. Для размещения наружных зубцов 10 пакетов статора в корпусе 1 выполнены пазы. Высота наружных зубцов статора 10 выполнена меньше высоты корпуса 1. Поперечное сечение этих зубцов и пазов для их размещения в корпусе 1 имеет трапецеидальную форму.The inductor machine comprises a stator installed in a cylindrical housing 1 in the form of two burnt packages 2 and 3 of soft magnetic material with teeth 4 on its inner surface, a working winding 5, the sections of which cover the opposing teeth 4 of both stator packages 2 and 3 and are located in the grooves between the teeth 4, the backs 6 of these packages 2 and 3 limited in height (the backs are indicated by dashed lines in FIG. 1), two packages of the rotor 7 and 8 installed inside the bores of the stator packages 2 and 3 and shifted relative to each other by half of the tooth division and the field winding 9, which is installed between the packages of the rotor 7 and 8. On the outer surface of each package of the stator 2 and 3 above the sections of the backs 6 located between the internal teeth 4 of these packages, teeth 10 are oriented along the axis of the machine. The number of these teeth equal to the number of stator teeth on its inner surface. To accommodate the outer teeth 10 of the stator packets in the housing 1, grooves are made. The height of the outer teeth of the stator 10 is made less than the height of the housing 1. The cross section of these teeth and grooves for their placement in the housing 1 has a trapezoidal shape.

Предложенное техническое решение предполагает лишь выборку металла из целостного корпуса индукторных машин под пазы и заполнение этих пазов шихтованными по ходу силовых линий магнитного поля наружными зубцами пакетов статора, что не вызывает каких-либо изменений в работе этих машин ни в установившихся, ни в переходных процессах, а лишь приводит к уменьшению вихревых токов и потерь от них в объеме выбранного под пазы металла корпуса и потерь в других его участках за счет выравнивания в них магнитной индукции.The proposed technical solution involves only sampling the metal from the integral body of the induction machines into the grooves and filling these grooves with the outer teeth of the stator packets lined along the magnetic field lines, which does not cause any changes in the operation of these machines in either established or transient processes, it only leads to a decrease in eddy currents and losses from them in the volume of the body selected for the grooves of the metal and losses in other parts of it due to the equalization of magnetic induction in them.

Изменение потокосцепления рабочих обмоток индукторной машины, выполненной в соответствии с фиг.1, происходит с периодом T=l/f=60/(Zpn),The change in the flux linkage of the working windings of the inductor machine, made in accordance with figure 1, occurs with a period T = l / f = 60 / (Z p n),

где: f - частота тока; Zp - число зубцов ротора; n - частота вращения ротора в мин-1.where: f is the current frequency; Z p - the number of teeth of the rotor; n - rotor speed in min -1.

При указанном на фиг.1 положении ротора магнитные потоки в зубцах статора 4, расположенных соосно с зубцами ротора, максимальны (равны Фz c max), а в смежных с ними зубцах, соосно расположенных с впадинами ротора, минимальны (равны Фz c max). Спустя половину периода картина распределения магнитных потоков по зубцам 4 статора меняется на противоположную. Зубцы 4, в которых магнитный поток имел максимальное значение, оказываются над впадинами, и магнитный поток в них уменьшается вследствие этого до минимального своего значения, а в смежных с ними зубцах, которые оказываются над зубцами ротора, магнитный поток достигает максимального значения. Спустя период, что соответствует повороту ротора на зубцовое деление, картина распределения магнитных потоков по зубцам 4 статора принимает свой первоначальный вид. Таким образом, магнитные потоки в зубцах статора изменяются между максимальным и минимальным их значениями с частотойWith the rotor position indicated in FIG. 1, the magnetic fluxes in the stator teeth 4 located coaxially with the teeth of the rotor are maximum (equal to Ф zc max ), and in the adjacent teeth coaxially located with the rotor cavities, are minimal (equal to Ф zc max ). After half the period, the pattern of the distribution of magnetic fluxes along the teeth 4 of the stator changes to the opposite. The teeth 4, in which the magnetic flux had a maximum value, are above the troughs, and the magnetic flux in them decreases as a result to its minimum value, and in the adjacent teeth that are above the teeth of the rotor, the magnetic flux reaches its maximum value. After a period that corresponds to the rotation of the rotor by tooth division, the picture of the distribution of magnetic fluxes along the teeth 4 of the stator takes its original form. Thus, the magnetic fluxes in the stator teeth change between their maximum and minimum values with a frequency

f=Zpn/60f = Z p n / 60

Витки рабочей обмотки 5 охватывают два расположенных друг против друга зубца обоих пакетов 2 и 3 статора, поэтому их поперечное сечение пронизывается разностью потоков в этих зубцах. Поскольку эти потоки имеют противоположное направление, то результирующий поток, сцепленный с витками рабочей обмотки 5, изменяется между двумя крайними его значениями, равными Фz c max - Фz c min в и - (Фz c max - Фz c min). Периодическое изменение магнитных потоков, сцепленных с витками рабочей обмотки 5, вызывает появление в ней периодически изменяющейся с той же частотой ЭДС. С такой же частотой изменяется и тангенциальная составляющая магнитного потока в наружных зубцах 10 пакетов статора Фz c нар.The turns of the working winding 5 cover two opposed teeth of both stator packets 2 and 3, so their cross section is pierced by the difference in flows in these teeth. Since these flows have the opposite direction, the resulting stream, coupled with the turns of the working winding 5, varies between its two extreme values equal to Ф zc max - Ф zc min в and - (Ф zc max - Ф zc min ). A periodic change in magnetic fluxes coupled to the turns of the working winding 5 causes the appearance of an EMF periodically changing at the same frequency. With the same frequency, the tangential component of the magnetic flux in the outer teeth 10 of the stator packets Ф zc narc also changes.

Высота корпуса 1 над наружными зубцами пакетов 10 статора при реализации предлагаемого технического решения выбирается из условия сохранения необходимой механической прочности конструкции машины.The height of the housing 1 above the outer teeth of the stator packets 10 during the implementation of the proposed technical solution is selected from the condition of maintaining the necessary mechanical strength of the machine structure.

Наибольший эффект от реализации этого технического решения при трапецеидальной форме зубцов 10 на наружной поверхности статора достигается при выполнении пазов в корпусе сквозными (высота наружных пазов пакетов равна толщине корпуса). При этом через шихтованные наружные зубцы 10 пакетов статора в тангенциальном направлении (вдоль окружности от зубца с максимальным потоком к зубцу с минимальным потоком) проходит магнитный поток, равныйThe greatest effect of the implementation of this technical solution with the trapezoidal shape of the teeth 10 on the outer surface of the stator is achieved when the grooves in the housing are through (the height of the external grooves of the packets is equal to the thickness of the housing). In this case, a magnetic flux passes through the lined external teeth 10 of the stator packets in the tangential direction (along the circumference from the tooth with maximum flow to the tooth with minimum flow)

Фz c нар=0.25(Фz c max- Фz c min)F nar zc = 0.25 (F zc max - F zc min)

Форма поперечного сечения зубцов 10 на пакетах 2 и 3 статора и пазов под них в корпусе может быть выполнена не только трапецеидальной (она является оптимальной с точки зрения величины магнитодвижущей силы (МДС) обмотки возбуждения, затрачиваемой на проведение магнитного потока через корпус), но и прямоугольной (фиг.4), которая является более предпочтительной с точки зрения простоты и трудоемкости технологического процесса изготовления и сборки пакетов статора. Компромиссным вариантом является ступенчато-прямоугольная форма наружных зубцов пакетов статора и пазов в корпусе, объединяющая в себе достоинства трапецеидальной и прямоугольной их форм (контуры ступенчато-прямоугольных пазов в корпусе показаны на фиг.3 пунктирными линиями).The cross-sectional shape of the teeth 10 on the packages 2 and 3 of the stator and the grooves under them in the housing can be made not only trapezoidal (it is optimal from the point of view of the magnitude of the magnetomotive force (MDS) of the field winding spent on conducting magnetic flux through the housing), but also rectangular (figure 4), which is more preferable from the point of view of simplicity and complexity of the technological process of manufacturing and assembly of stator packets. A compromise option is the step-rectangular shape of the outer teeth of the stator packets and grooves in the housing, combining the advantages of trapezoidal and rectangular shapes (the contours of the step-rectangular grooves in the housing are shown in dashed lines in Fig. 3).

Для достижения максимального эффекта от реализации изобретения для изготовления пакетов статора желательно использовать высококачественные магнитомягкие материалы, такие, например, как широко используемые в авиационном электромашиностроении железо-кобальтовые сплавы 27КХ, 49КФ, а также другие материалы с высокими значениями магнитной проницаемости и индукции насыщения и малыми удельными потерями. Применение их позволяет добиться практически равномерного магнитного поля в тех областях корпуса, которые расположены над внутренними зубцами статора, и снизить уровень пульсаций осевой и тангенциальной составляющих магнитной индукции в средней, расположенной между пакетами статора области корпуса, что позволяет исключить появление в этой области корпуса вихревых токов и обусловленных ими потерь и избежать недопустимого увеличения времени переходных процессов.To achieve the maximum effect from the implementation of the invention, it is desirable to use high-quality magnetically soft materials, such as, for example, 27KX, 49KF iron-cobalt alloys widely used in aircraft electrical engineering, as well as other materials with high values of magnetic permeability and saturation induction and small specific losses. Their use makes it possible to achieve an almost uniform magnetic field in those areas of the housing that are located above the internal teeth of the stator, and to reduce the level of pulsations of the axial and tangential components of the magnetic induction in the middle region located between the stator packets of the housing, which eliminates the appearance of eddy currents in this region of the housing and the losses caused by them and to avoid an unacceptable increase in the time of transients.

Оптимального решения проблемы снижения потерь в корпусе можно добиться, если наряду с реализацией предложенного технического ее решения и соответствующего выбора материала для изготовления пакетов статора изготовить корпус из современных магнитомягких композиционных материалов типа Somaloy, обладающих в отличие от традиционно используемых для его изготовления малоуглеродистых сталей (сталей 10, 20 и других) большим электрическим сопротивлением и вследствие этого значительно меньшими потерями.An optimal solution to the problem of reducing losses in the case can be achieved if, along with the implementation of the proposed technical solution and the corresponding choice of material for the manufacture of stator packages, the case is made of modern magnetically soft composite materials of the Somaloy type, which, unlike the traditionally used for its manufacture, low-carbon steels (10 steel , 20 and others) with a large electrical resistance and, as a result, significantly smaller losses.

Использование изобретения обеспечивает уменьшение потерь в корпусе индукторных машин, повышение их КПД, уменьшение времени переходных процессов и устранение тем самым ограничений для их более широкого применения в автономных системах электроснабжения и электропривода и других областях техники.The use of the invention provides a reduction in losses in the casing of induction machines, an increase in their efficiency, a reduction in the time of transient processes, and thereby elimination of the restrictions for their wider use in autonomous power supply and electric drive systems and other technical fields.

Claims (2)

1. Индукторная машина, содержащая установленный в магнитомягком корпусе статор в виде двух шихтованных пакетов из магнитомягкого материала с зубцами на внутренней их поверхности, рабочую обмотку, витки которой располагаются в пазах между зубцами, ограниченными по высоте спинками этих пакетов, два пакета ротора, установленные внутри расточек пакетов статора, и обмотку возбуждения, отличающаяся тем, что снабжена наружными зубцами, ориентированными вдоль оси машины, число которых равно числу зубцов на внутренней поверхности пакетов статора, и расположенными над участками спинок каждого пакета статора, при этом участки спинок под наружными зубцами расположены между внутренними зубцами пакетов статора, а в корпусе с внутренней его стороны выполнены пазы для размещения наружных зубцов пакетов статора.1. An inductor machine containing a stator installed in a soft magnetic casing in the form of two burnt packages of soft magnetic material with teeth on their inner surface, a working winding, the turns of which are located in the grooves between the teeth, the backs of these packages limited in height, two rotor packages installed inside a bore of the stator packets, and an excitation winding, characterized in that it is provided with external teeth oriented along the axis of the machine, the number of which is equal to the number of teeth on the inner surface of the packages a, and disposed over portions of the backs of each stator pack, with the backrest portions under external teeth are disposed between the internal teeth of the stator packets, and in the housing with its inner side grooves formed to accommodate the external teeth of the stator packet. 2. Индукторная машина по п.1, отличающаяся тем, что в качестве магнитомягкого материала корпуса использован магнитомягкий композиционный материал. 2. The inductor machine according to claim 1, characterized in that the soft magnetic composite material is used as the magnetically soft material of the housing.
RU2013116342/07A 2013-04-10 2013-04-10 Inductor machine RU2524166C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013116342/07A RU2524166C1 (en) 2013-04-10 2013-04-10 Inductor machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013116342/07A RU2524166C1 (en) 2013-04-10 2013-04-10 Inductor machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2524166C1 true RU2524166C1 (en) 2014-07-27

Family

ID=51265257

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013116342/07A RU2524166C1 (en) 2013-04-10 2013-04-10 Inductor machine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2524166C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2666970C1 (en) * 2017-09-18 2018-09-18 Виталий Арсеньевич Обухов Dc electric machine

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4032807A (en) * 1976-01-06 1977-06-28 General Electric Company Inside-out motor/alternator with high inertia smooth rotor
DE4209568A1 (en) * 1990-09-26 1993-09-30 James J Connell Inductor alternators
RU2058656C1 (en) * 1992-10-27 1996-04-20 Юрий Иванович Вуколов Double-stack inductor machine
RU94028926A (en) * 1994-08-02 1996-06-10 Научно-производственное объединение "УГА" Союза менеджеров Казахстана (KZ) Variable-speed inductor machine
EP1020007A1 (en) * 1997-09-08 2000-07-19 Active Power, Inc. High inertia inductor-alternator apparatus and methods
RU2230421C1 (en) * 2002-12-30 2004-06-10 Томский политехнический университет Commutator generator
RU44431U1 (en) * 2004-10-25 2005-03-10 Гришко Александр Павлович GENERATOR
RU2422971C1 (en) * 2010-05-05 2011-06-27 Открытое акционерное общество "Российский концерн по производству электрической и тепловой энергии на атомных станциях" (ОАО "Концерн Росэнергоатом") Inductor machine
RU107418U1 (en) * 2010-11-12 2011-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "СИБНАНОТЕХ" COMBINED EXCITATION AC INDUCTION MACHINE
RU2437201C1 (en) * 2010-11-24 2011-12-20 Владимир Михайлович Чернухин Non-contact electric machine with axial excitation

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4032807A (en) * 1976-01-06 1977-06-28 General Electric Company Inside-out motor/alternator with high inertia smooth rotor
DE4209568A1 (en) * 1990-09-26 1993-09-30 James J Connell Inductor alternators
RU2058656C1 (en) * 1992-10-27 1996-04-20 Юрий Иванович Вуколов Double-stack inductor machine
RU94028926A (en) * 1994-08-02 1996-06-10 Научно-производственное объединение "УГА" Союза менеджеров Казахстана (KZ) Variable-speed inductor machine
EP1020007A1 (en) * 1997-09-08 2000-07-19 Active Power, Inc. High inertia inductor-alternator apparatus and methods
RU2230421C1 (en) * 2002-12-30 2004-06-10 Томский политехнический университет Commutator generator
RU44431U1 (en) * 2004-10-25 2005-03-10 Гришко Александр Павлович GENERATOR
RU2422971C1 (en) * 2010-05-05 2011-06-27 Открытое акционерное общество "Российский концерн по производству электрической и тепловой энергии на атомных станциях" (ОАО "Концерн Росэнергоатом") Inductor machine
RU107418U1 (en) * 2010-11-12 2011-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "СИБНАНОТЕХ" COMBINED EXCITATION AC INDUCTION MACHINE
RU2437201C1 (en) * 2010-11-24 2011-12-20 Владимир Михайлович Чернухин Non-contact electric machine with axial excitation

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
СУГРОБОВ А.М., РУСАКОВ А.М., Проектирование электрических машин автономных объектов, Москва, Издательский дом МЭИ, 2012, рис. 1.25. *
СУГРОБОВ А.М., РУСАКОВ А.М., Проектирование электрических машин автономных объектов, Москва, Издательский дом МЭИ, 2012, с. 41, рис. 1.18 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2666970C1 (en) * 2017-09-18 2018-09-18 Виталий Арсеньевич Обухов Dc electric machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10523074B2 (en) Electrical energy conversion system in the form of an induction motor or generator with variable coil winding patterns exhibiting multiple and differently gauged wires according to varying braid patterns
EP1964242B1 (en) Rotor assembly for use in line start permanent magnet synchronous motor
CA2316708C (en) Cage-type induction motor for high rotational speeds
US10348174B2 (en) Electric motor
EP2228892A2 (en) An electrical machine with dual radial airgaps
US10236730B2 (en) Electric machine with low magnetic slot leakage
US20140265708A1 (en) Dual magnetic phase rotor laminations for induction machines
US20190280540A1 (en) Synchronous Machine with Magnetic Rotating Field Reduction and Flux Concentration
US20200014287A1 (en) A rotor and production of a rotor of a rotating electrical machine
KR102487162B1 (en) Hairpin winding type stator of driving motor
Burnand et al. Optimization of shape and topology for slotless windings in BLDC machines
RU2644570C2 (en) Active part of electric machine, radial magnetic bearing and method of manufacture of radial magnetic bearing
JP2016082762A (en) Rotary electric machine, rotary electric machine drive system employing the same, and railway vehicle
JP6667731B2 (en) Induction motor rotor and induction motor
Souissi et al. Feature investigation of a T-LPMSM following the selection of its slot-pole combination
RU2524166C1 (en) Inductor machine
MX2014015793A (en) New device.
CN103959617B (en) Motor
RU2526835C2 (en) Energy-efficient electrical machine
CN105281448B (en) A kind of asynchronous machine that there is axially adjacent section in the same direction with reverse energization winding
JP6362164B2 (en) Electric motor
Hao et al. Torque characteristics in a large permanent magnet synchronous generator with stator radial ventilating air ducts
CN106357078A (en) Parallel rotor structured hybrid-excited motor brushless electro-excitation rotor pole
WO2015044949A2 (en) Electrical member for electrical machines
US10931183B2 (en) Asynchronous machine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180411