RU2528378C2 - Magnetoelectric machine with auxiliary motor - Google Patents
Magnetoelectric machine with auxiliary motor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2528378C2 RU2528378C2 RU2012107344/07A RU2012107344A RU2528378C2 RU 2528378 C2 RU2528378 C2 RU 2528378C2 RU 2012107344/07 A RU2012107344/07 A RU 2012107344/07A RU 2012107344 A RU2012107344 A RU 2012107344A RU 2528378 C2 RU2528378 C2 RU 2528378C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- windings
- auxiliary motor
- main generator
- special
- poles
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Synchronous Machinery (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам. Наиболее близко по конструкции она подходит к синхронной машине с возбуждением постоянными магнитами (И.И. п.5, стр.442).The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to electrical machines. Closest in design, it approaches a synchronous machine with excitation by permanent magnets (II, p. 5, p. 422).
Названая машина наряду с имеющимися у нее достоинствами имеет и некоторые недостатки. Например, сложные пускорегулировочные характеристики и относительно низкий КПД.The named machine, along with its advantages, has some disadvantages. For example, complex ballasting characteristics and relatively low efficiency.
Техническим результатом заявленного изобретения является существенное улучшение названных пусковых, регулировочных характеристик, а также повышение его КПД.The technical result of the claimed invention is a significant improvement of these starting, adjusting characteristics, as well as increasing its efficiency.
Технический результат достигается тем, что в конструкции предложенной машины предусмотрен вспомогательный двигатель со специальным возбуждением, который в ее работе часть нагрузки берет на себя. Это связано прежде всего с тем, что в обмотках ее статора и ротора при этом не будут наводиться противоЭДС (токов).The technical result is achieved by the fact that the design of the proposed machine provides an auxiliary engine with special excitation, which in its work takes part of the load. This is primarily due to the fact that counter-EMF (currents) will not be induced in the windings of its stator and rotor.
Предложенная магнитоэлектрическая машина со вспомогательным двигателем, содержащая основной генератор, вспомогательный двигатель и специальный возбудитель, подвижные части которых размещены на их общем валу вращения и которые разделены от неподвижных воздушными зазорами, отличающаяся тем, что обмотки явно выраженных электромагнитных полюсов неподвижного статора вспомогательного двигателя соединены обмоткой неподвижного, имеющей форму полого, ферромагнитного цилиндра внешнего якоря основного генератора, подвижный индуктор которого состоит из центрального цилиндрического магнитопровода, на диаметрально противоположных сторонах которого установлены два стержневых постоянных магнита полюсами противоположных полярностей, а обмотки явно выраженных электромагнитных полюсов его ротора соединены обмоткой подвижного, центрального цилиндрического якоря специального возбудителя, неподвижный индуктор которого имеет форму полого ферромагнитного цилиндра, на диаметрально противоположных внутренних сторонах которого установлены два стержневых постоянных магнита полюсами противоположных полярностей. Причем концы обмотки статора вспомогательного двигателя одновременно соединены с электрическим выводом машины. На фигуре 1 показан продольный разрез предложенной машины, а на фигурах 2, 3, 4 показаны поперечные разрезы соответственно вспомогательного двигателя, основного генератора и специального возбудителя.The proposed magnetoelectric machine with an auxiliary motor, comprising a main generator, an auxiliary engine and a special exciter, the movable parts of which are located on their common shaft of rotation and which are separated from the stationary by air gaps, characterized in that the windings of the pronounced electromagnetic poles of the stationary stator of the auxiliary motor are connected by a fixed winding , having the form of a hollow, ferromagnetic cylinder of the external armature of the main generator, a movable inductor which It consists of a central cylindrical magnetic circuit, on the diametrically opposite sides of which are installed two rod permanent magnets with poles of opposite polarities, and the windings of the pronounced electromagnetic poles of its rotor are connected by a winding of a movable central cylindrical armature of a special exciter, the fixed inductor of which has the shape of a hollow ferromagnetic cylinder, on a diametrically the opposite inner sides of which are installed two rod permanent magnets poles of opposite polarities. Moreover, the ends of the stator winding of the auxiliary motor are simultaneously connected to the electrical terminal of the machine. Figure 1 shows a longitudinal section of the proposed machine, and figures 2, 3, 4 show cross sections, respectively, of the auxiliary engine, the main generator and a special pathogen.
На фигурах приняты следующие обозначения: 1 - вал вращения, 2 - центральный магнитопровод индуктора, основного генератора, 3 - постоянный магнит индуктора основного генератора, 4 - обмотка якоря основного генератора, 5 - внешний магнитопровод основного генератора, 6 - соединительный электропровод, 7 - явно выраженный электромагнитный полюс статора вспомогательного двигателя, 8 - явно выраженный электромагнитный полюс ротора вспомогательного двигателя, 9 и 10 - обмотки полюсов соответственно статора и ротора вспомогательного двигателя, 11 - магнитопровод статора вспомогательного двигателя, 12 - магитопровод ротора вспомогательного двигателя, 13 - внешний магнитопровод индуктора специального возбудителя, 14 - постоянный магнит индуктора специального возбудителя, 15 - обмотки якоря специального возбудителя, 16 - центральный магнитопровод специального возбудителя, 17 - немагнитный корпус машины, 18 - подшипниковый щит машины.The following notation is used in the figures: 1 — rotation shaft, 2 — central magnetic circuit of the inductor, main generator, 3 — permanent magnet of the inductor of the main generator, 4 — winding of the armature of the main generator, 5 — external magnetic circuit of the main generator, 6 — connecting electrical wire, 7 — clearly the pronounced electromagnetic pole of the auxiliary engine stator, 8 - the pronounced electromagnetic pole of the auxiliary engine rotor, 9 and 10 - the windings of the poles of the stator and the auxiliary engine rotor, respectively, 11 - magnet auxiliary motor stator wire, 12 - auxiliary motor rotor magnet core, 13 - external magnetic circuit of a special exciter inductor, 14 - permanent magnet of a special exciter inductor, 15 - armature winding of a special exciter, 16 - central magnetic circuit of a special exciter, 17 - non-magnetic machine body, 18 - bearing shield of the machine.
На фигурах 3 и 4 постоянные магниты 3 и 14 индукторов соответственно основного генератора и специального возбудителя показаны в таком положении и в тот момент оборота вала вращения машины, когда исходящие и сходящие их линии индукции в пространстве перпендикулярны друг другу и они не пронизывают своих якорных обмоток. Они их не пронизывают и тогда, когда все указанные линии магнитной индукции будут параллельны друг другу в пространстве, т.е. через четверть оборота вала вращения. В эти моменты центральные линии явно выраженных электромагнитных полюсов статора и ротора вспомогательного двигателя находятся на одной линии, как это показано на фиг.2.In figures 3 and 4, the
Кроме того, прямые и обратные активные провода обмоток соответствующих якорей основного генератора и специального возбудителя уложены в пазы соответствующих магнитопроводов в таком порядке, что наводимые в них в рабочем режиме пары положительных и отрицательных полуволн якорных токов основного генератора и специального возбудителя сдвинуты по фазе на 45°, как это изображено на графиках 1 и 2.In addition, the direct and reverse active wires of the windings of the corresponding anchors of the main generator and the special exciter are laid in the grooves of the corresponding magnetic cores in such a way that the pairs of positive and negative half waves of the anchor currents of the main generator and the special exciter are phase shifted by 45 ° as shown in
При этом прямые и обратные активные провода обмотки якоря основного генератора уложены в противоположных пазах его магнитопровода последовательно и представляют из себя одну целую обмотку. В том же порядке уложены активные провода обмотки подвижного якоря специального возбудителя.In this case, the direct and reverse active wires of the armature winding of the main generator are stacked in opposite grooves of its magnetic circuit in series and are one single winding. The active wires of the winding of the moving armature of a special pathogen are laid in the same order.
Обмотки всех четырех явно выраженных электромагнитных полюсов статора вспомогательного двигателя соединены между собой последовательно и каждые рядом стоящие из них намотаны в противоположных направлениях. В таком же порядке намотаны, соединены и обмотки его ротора.The windings of all four pronounced electromagnetic poles of the stator of the auxiliary motor are interconnected in series and each adjacent one is wound in opposite directions. The windings of its rotor are wound, connected in the same order.
Магнитоэлектрическая машина со вспомогательным двигателем в генераторном режиме работает следующим образом. При вращении вала вращения внешним двигателем в активных проводах обмотки 4 неподвижного якоря основного генератора будут наводиться переменные ЭДС вследствие их пронизывания магнитными основными линиями постоянных магнитов 3 его подвижного индуктора. Эти ЭДС вызовут токи, которые потекут по обмоткам 9 явно выраженных полюсов 7 статора вспомогательного двигателя. Одновременно в активных проводах обмотки 15 подвижного якоря специального возбудителя также будут наводиться переменные ЭДС вследствие их пронизывания линиями индукции постоянных магнитов 14 его неподвижного индуктора. Эти ЭДС в свою очередь вызовут в них токи, которые потекут по обмоткам 10 явно выраженных электромагнитных полюсов 8 ротора вспомогательного двигателя.Magnetoelectric machine with an auxiliary engine in the generator mode operates as follows. When the rotation shaft is rotated by an external motor in the active wires of the winding 4 of the fixed armature of the main generator, EMF variables will be induced due to their penetration by the magnetic main lines of
Названные ЭДС якорей основного генератора и специального возбудителя и соответственно их токи сдвинуты по фазе друг от друга на 45°, о чем сказано было выше.The EMFs named by the anchors of the main generator and the special exciter and, accordingly, their currents are phase shifted by 45 ° from each other, as mentioned above.
Вследствие этого указанные полюса статора и ротора вспомогательного двигателя в каждой четверти оборота всей подвижной части машины примут такие полярности, что на каждый явно выраженный электромагнитный полюс 8 его ротора будут действовать по паре сил. Это связано с тем, что при этом сзади них всегда будут полюса 7 его статора такими же полярностями, как и у них, а спереди - полюса с противоположными полярностями. В каждый раз, когда полюса 8 ротора окажутся в зоне полюсов 7 статора, то их полярности исчезнут, т.к. все их обмотки в эти моменты будут обесточены. Это позволяет избежать возможных тормозных электромагнитных моментов вследствие того, что в этом случае не могут наводиться противоЭДС в обмотках его статора и ротора. В результате всего этого вспомогательный двигатель часть нагрузки, приходящей на внешний двигатель, берет на себя, и на электрическом выводе машины будет поддерживаться определенное номинальное напряжение.As a result of this, the indicated poles of the stator and rotor of the auxiliary engine in each quarter of the revolution of the entire moving part of the machine will adopt such polarities that each pronounced electromagnetic pole 8 of its rotor will act according to a pair of forces. This is due to the fact that at the same time behind them there will always be
В двигательном режиме предложенная магнитоэлектрическая машина со вспомогательным двигателем будет работать следующим образом. При подаче на ее электрический вывод переменного напряжения частотой, согласованной с частотой вращения вала, электромагнитные полюса 8 ротора вспомогательного двигателя устремятся к ближайшим таким же полюсам 7 его статора. Тогда, как и в генераторном режиме, в активных проводах обмотки 15 подвижного якоря специального возбудителя будет вырабатываться такой же переменный и с такой же частотой ток, как это показано на графике 2. Вследствие этого взаимодействие ротора и статора вспомогательного двигателя будет усиливаться, и вся подвижная часть (весь ротор) машины наберет соответствующую номинальную угловую скорость ω.In motor mode, the proposed magnetoelectric machine with an auxiliary engine will work as follows. When applying to its electrical output of an alternating voltage with a frequency consistent with the shaft rotation frequency, the electromagnetic poles 8 of the rotor of the auxiliary engine will rush to the nearest
Источник информацииThe source of information
1. Бертинов А.И. Специальные электрические машины. - М.: Энергия, 1982.1. Bertinov A.I. Special electric cars. - M .: Energy, 1982.
2. Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины. - М.: Энергия, 1980.2. Ivanov-Smolensky A.V. Electric cars. - M .: Energy, 1980.
3. Копылов И.П. Электрические машины. - М.: Энергоатомиздат, 1986.3. Kopylov I.P. Electric cars. - M .: Energoatomizdat, 1986.
4. Осин И.Л. и др. Синхронные машины. - М.: ВШ, 1990.4. Osin I.L. and other synchronous machines. - M .: VSH, 1990.
5. Токарев Б.Ф. Электрические машины. - М.: Энергоатомиздат, 1990.5. Tokarev B.F. Electric cars. - M .: Energoatomizdat, 1990.
6. Костенко Н.П. и др. Электрические машины. Ч. 2. - Л.: Энергия, 1983.6. Kostenko N.P. and others. Electric machines. Part 2. - L .: Energy, 1983.
7. Иванов-Смоленский А.В. Электромагнитные силы. - М.: ВШ, 1989.7. Ivanov-Smolensky A.V. Electromagnetic forces. - M .: VSH, 1989.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012107344/07A RU2528378C2 (en) | 2012-02-28 | 2012-02-28 | Magnetoelectric machine with auxiliary motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012107344/07A RU2528378C2 (en) | 2012-02-28 | 2012-02-28 | Magnetoelectric machine with auxiliary motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012107344A RU2012107344A (en) | 2013-09-10 |
RU2528378C2 true RU2528378C2 (en) | 2014-09-20 |
Family
ID=49164457
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012107344/07A RU2528378C2 (en) | 2012-02-28 | 2012-02-28 | Magnetoelectric machine with auxiliary motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2528378C2 (en) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4982123A (en) * | 1989-11-17 | 1991-01-01 | Sunstrand Corporation | Integrated exciter generator and rotating transformer |
RU2095923C1 (en) * | 1994-08-29 | 1997-11-10 | Акционерное общество "Уралэлектротяжмаш" | Synchronous electric motor with integral multifunctional exciter without brushes |
RU2147155C1 (en) * | 1998-12-04 | 2000-03-27 | Волегов Виктор Евгеньевич | Current generator |
RU50059U1 (en) * | 2005-01-20 | 2005-12-10 | Гогин Александр Викторович | SYNCHRONOUS VARIABLE-POLAR GENERATOR WITH EXCITATION MACHINE |
RU2316877C1 (en) * | 2006-07-10 | 2008-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО "КубГТУ") | Method for manufacturing magnetic conductors of axial electric motors |
GB2443032A (en) * | 2006-11-14 | 2008-04-23 | Goodrich Control Sys Ltd | Rotating machine operable as a generator and as a starter |
RU2351055C1 (en) * | 2007-05-21 | 2009-03-27 | Михаил Федорович Ефимов | Multiturn non-contact monopolar direct current generator |
RU2402858C1 (en) * | 2009-10-12 | 2010-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУ ВПО "КубГТУ") | Axial contactless direct current generator |
RU2470446C1 (en) * | 2011-05-27 | 2012-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУ ВПО "КубГТУ") | Stabilised axial dc generator |
-
2012
- 2012-02-28 RU RU2012107344/07A patent/RU2528378C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4982123A (en) * | 1989-11-17 | 1991-01-01 | Sunstrand Corporation | Integrated exciter generator and rotating transformer |
RU2095923C1 (en) * | 1994-08-29 | 1997-11-10 | Акционерное общество "Уралэлектротяжмаш" | Synchronous electric motor with integral multifunctional exciter without brushes |
RU2147155C1 (en) * | 1998-12-04 | 2000-03-27 | Волегов Виктор Евгеньевич | Current generator |
RU50059U1 (en) * | 2005-01-20 | 2005-12-10 | Гогин Александр Викторович | SYNCHRONOUS VARIABLE-POLAR GENERATOR WITH EXCITATION MACHINE |
RU2316877C1 (en) * | 2006-07-10 | 2008-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО "КубГТУ") | Method for manufacturing magnetic conductors of axial electric motors |
GB2443032A (en) * | 2006-11-14 | 2008-04-23 | Goodrich Control Sys Ltd | Rotating machine operable as a generator and as a starter |
RU2351055C1 (en) * | 2007-05-21 | 2009-03-27 | Михаил Федорович Ефимов | Multiturn non-contact monopolar direct current generator |
RU2402858C1 (en) * | 2009-10-12 | 2010-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУ ВПО "КубГТУ") | Axial contactless direct current generator |
RU2470446C1 (en) * | 2011-05-27 | 2012-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУ ВПО "КубГТУ") | Stabilised axial dc generator |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ТОКАРЕВ Б.Ф., Электрические машины, Москва, Энергоатомиздат, 1990, с. 442. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012107344A (en) | 2013-09-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20140210285A1 (en) | Single phase switched reluctance machine with short flux path | |
US20170338726A1 (en) | Polyphase motor having an alternation of permanent magnets and salient poles | |
US20130069453A1 (en) | Mechanically commutated switched reluctance motor | |
US20130134805A1 (en) | Switched reluctance motor | |
Khan et al. | Coil test analysis of Wound-field three-phase flux switching machine with non-overlapping winding and salient rotor | |
US20130214623A1 (en) | Switched reluctance motor | |
US20150008777A1 (en) | Synchronous electric machine | |
CN106549547A (en) | A kind of mixing magnet steel magnetic flux switching memory electrical machine | |
Azar et al. | Performance analysis of synchronous reluctance machines having nonoverlapping concentrated winding and sinusoidal bipolar with DC bias excitation | |
CN107070156B (en) | A kind of attached brushless DC motor of electric vehicle | |
CN104767336A (en) | Single-phase separately-excited magneto-resistive power generator | |
RU2528378C2 (en) | Magnetoelectric machine with auxiliary motor | |
RU105540U1 (en) | MODULAR ELECTRIC MACHINE | |
Shen et al. | Design and analysis of a novel modular six-phase linear permanent-magnet vernier machine | |
CN110120732B (en) | Induction tandem type brushless excitation motor | |
RU2709024C1 (en) | Electromechanical energy converter with serrated concentric winding | |
RU2366063C1 (en) | Magnetoelectric machine | |
Masoumi et al. | A comprehensive comparison between four different c-core hybrid reluctance motors | |
JP6473567B2 (en) | Rotating electric machine | |
RU2716489C2 (en) | Electromechanical converter | |
Dobzhanskyi | Comparison analysis of cylindrical and rectangular linear permanent magnet transverse-flux machines for wave energy applications | |
RU174733U1 (en) | PERMANENT MAGNET ELECTRIC MACHINE | |
RU175895U1 (en) | ELECTRIC MACHINE ANCHOR RING | |
Pelizari et al. | FEM analysis of a non-conventional axial flux hybrid excitation motor under flux weakening operation for electric vehicle purpose | |
Simion et al. | FEM analysis of a low speed permanent magnet synchronous machine with external rotor for a wind generator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141001 |