RU2554117C1 - Electrical machine for multi-line electromechanical transmission - Google Patents

Electrical machine for multi-line electromechanical transmission Download PDF

Info

Publication number
RU2554117C1
RU2554117C1 RU2014104156/07A RU2014104156A RU2554117C1 RU 2554117 C1 RU2554117 C1 RU 2554117C1 RU 2014104156/07 A RU2014104156/07 A RU 2014104156/07A RU 2014104156 A RU2014104156 A RU 2014104156A RU 2554117 C1 RU2554117 C1 RU 2554117C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stator
electric machine
rotor
magnetic circuit
machine according
Prior art date
Application number
RU2014104156/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виталий Владимирович Давыдов
Александр Иванович Лаврентьев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Супервариатор"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Супервариатор" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Супервариатор"
Priority to RU2014104156/07A priority Critical patent/RU2554117C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2554117C1 publication Critical patent/RU2554117C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: fixed part of the electrical machine consists of laminated magnetic core stacked out of separate steel insulated plates jointed into a pack by weld seams made at outer side of the magnetic core. The magnetic core is fixed in the housing by spline connection centred along lateral surfaces. In the housing there is a cooling main placed in the middle part of the magnetic core from outside. Between the housing and the stator magnetic core there is a circular cooling chamber divided by splines into circular sectors insulated from each other, at that cooling liquid is supplied from the cooling main. The rotatable part consists of the magnetic core, as boss and a setting disc of the rotor angular position sensor having circular toothed surface shaped as a truncated cone.
EFFECT: design of an electrical machine with forced liquid cooling having high power performance and low noise level.
15 cl, 2 dwg

Description

Область техники. Группа изобретений относится к области электротехники и может быть использована в многопоточной бесступенчатой электромеханической трансмиссии с двумя электромашинами, соосно установленными в общем корпусе.The field of technology. The group of inventions relates to the field of electrical engineering and can be used in a multi-threaded continuously variable electromechanical transmission with two electric machines coaxially mounted in a common housing.

Уровень техники. Известна конструкция электромашины (В.В. Чумаков и др. «Разработка, применение и опыт эксплуатации магнитных клиньев в мощных асинхронных электродвигателях и синхронных гидрогенераторах», Гiдроенергетика України, 4/2010, ISSN 1812_9277, стр. 4-10). В статье описана конструкция статора с открытыми внутренними пазами, с обмоткой статора, выполненной прямоугольным проводом, а также описано применение клиньев, выполненных из магнитодиэлектрического материала. Данная конструкция принята за аналог первого предложенного изобретения группы. Недостатком конструкции является неподвижная установка статора в корпусе, без возможности температурного перемещения статора относительно корпуса.The level of technology. The design of an electric machine is known (VV Chumakov et al. “Development, application and operating experience of magnetic wedges in powerful asynchronous electric motors and synchronous hydrogenerators”, Hydroenergetics of Ukraine, 4/2010, ISSN 1812_9277, p. 4-10). The article describes the design of the stator with open internal grooves, with a stator winding made by a rectangular wire, and also describes the use of wedges made of magnetodielectric material. This design is taken as an analogue of the first proposed invention of the group. The design disadvantage is the fixed installation of the stator in the housing, without the possibility of temperature movement of the stator relative to the housing.

Известны способы температуронезависимого радиально-лучевого центрирования (П.И. Орлов. «Основы конструирования», книга 1, раздел "Температуронезависимое центрирование", стр. 271-273), основанные на применении прямобочных шлицевых соединений с центрированием по боковым поверхностям.Known methods of temperature-independent radial beam centering (PI Orlov. "Design Basics", book 1, section "Temperature-independent centering", p. 271-273), based on the use of straight-line splined joints with centering on the side surfaces.

Известна также конструкция электрической машины, в частности статора, в которой для механической разгрузки корпуса от теплового воздействия применяются упругие разрезные элементы (патент US 7847444 B2, авторы Grantland I. Kingman, Alan G. Holmes). Указанная конструкция также принята за аналог первого предложенного изобретения группы. Недостатком аналога является возможность нарушения центрирования ротора относительно статора, так как между корпусом и статором имеется упругая связь.Also known is the design of an electric machine, in particular a stator, in which elastic split elements are used for mechanical unloading of the housing from heat exposure (patent US 7847444 B2, authors Grantland I. Kingman, Alan G. Holmes). The specified design is also taken as an analogue of the first proposed invention of the group. The disadvantage of the analogue is the possibility of disturbing the centering of the rotor relative to the stator, since there is an elastic connection between the housing and the stator.

Известна также конструкция электрической машины с жидкостным охлаждением, в частности, ее статора, содержащего шихтованный магнитопровод и обмотки и неподвижно закрепленного в корпусе электрической машины с помощью выступов на статоре и впадин в корпусе, а также кольцевую охлаждающую камеру, охватывающую статор с внешней стороны (патент US 6472780 B2, авторы Toshio Kikuchi, Shinichiro Kitada, Yutaro Kaneko). Указанная конструкция принята за прототип первого предложенного изобретения группы. Недостатком данной конструкции является необходимость точного изготовления всех сопрягаемых поверхностей, а также возможность появления тепловых напряжений в деталях из-за разности температур или разности коэффициентов теплового расширения материалов магнитопровода и корпуса.Also known is the design of an electric liquid-cooled machine, in particular, its stator, containing a lined magnetic circuit and windings and fixedly mounted in the body of the electric machine using protrusions on the stator and troughs in the housing, as well as an annular cooling chamber covering the stator from the outside (patent US 6472780 B2, authors Toshio Kikuchi, Shinichiro Kitada, Yutaro Kaneko). The specified design is taken as a prototype of the first proposed invention of the group. The disadvantage of this design is the need for accurate manufacture of all mating surfaces, as well as the possibility of thermal stresses in the parts due to the temperature difference or the difference in the thermal expansion coefficients of the materials of the magnetic circuit and the housing.

Известна компоновка трансмиссии с электромашиной, содержащая ротор с задающим диском датчика углового положения ротора с радиальным расположением зубцов (патент US 20080023287 A1, авторы Andreas Thiede, Udo Niehaus, Thorsten Muller, Alexander Bartha, Michael Wetzel, Christoph Sasse, фиг. 7). Указанная конструкция принята за аналог второго изобретения группы. Недостатком аналога является увеличенный осевой габарит конструкции.A known transmission arrangement with an electric machine comprising a rotor with a driver disk of a rotor angular position sensor with a radial tooth arrangement (US Pat. No. 20080023287 A1, authors Andreas Thiede, Udo Niehaus, Thorsten Muller, Alexander Bartha, Michael Wetzel, Christoph Sasse, Fig. 7). The specified design is taken as an analogue of the second invention of the group. The disadvantage of an analogue is the increased axial dimension of the structure.

Известна конструкция электромашины для трансмиссии, содержащая, в частности, ротор, включающий магнитопровод, ступицу и задающий диск датчика углового положения с радиальным расположением зубцов (патент US 20010013731 A1, авторы Keiichi Shinohara, Yasuo Yamaguchi, Kenichiro Nomura, Satoru Wakuta). Указанная конструкция принята за прототип второго изобретения группы. Недостатком прототипа является то, что датчик углового положения с радиальным расположением зубцов задающего диска увеличивает радиальный габарит электромашины, а значительный диаметр задающего диска обусловливает его большую массу.A known design of an electric machine for a transmission, comprising, in particular, a rotor including a magnetic circuit, a hub and a driving disk of an angular position sensor with a radial tooth arrangement (US patent 20010013731 A1, authors Keiichi Shinohara, Yasuo Yamaguchi, Kenichiro Nomura, Satoru Wakuta). The specified design is taken as a prototype of the second invention of the group. The disadvantage of the prototype is that the angle sensor with a radial teeth of the master disk increases the radial dimension of the electric machine, and a significant diameter of the master disk determines its large mass.

Общим недостатком всех известных высокоскоростных электрических машин с частотным управлением для многопоточной электромеханической трансмиссии с жесткой установкой магнитопровода статора в корпусе трансмиссии является высокий уровень шума от высокочастотной модуляции тока в обмотках. Шум генерируется активными частями статора и излучается корпусом трансмиссии. В многополюсных электрических машинах уровень шума дополнительно увеличивается по причине снижения радиальной жесткости статора с обмотками.A common drawback of all known high-speed electric machines with frequency control for multithreaded electromechanical transmission with a rigid installation of the stator magnetic circuit in the transmission housing is the high noise level from high-frequency modulation of the current in the windings. The noise is generated by the active parts of the stator and emitted by the transmission housing. In multipolar electric machines, the noise level is further increased due to a decrease in the radial stiffness of the stator with windings.

Задача изобретения. Задачей группы изобретений является создание высокоскоростной многополюсной электрической машины с принудительным жидкостным охлаждением, имеющей пустотелый ротор с отверстием увеличенного диаметра и обладающей высокими энергетическими показателями в широком диапазоне частот вращения, малой массой, низким уровнем шума, уменьшенным осевым габаритом.The objective of the invention. The objective of the group of inventions is the creation of a high-speed multi-pole electric machine with forced liquid cooling, with a hollow rotor with an aperture of an increased diameter and having high energy performance in a wide range of rotational speeds, low weight, low noise, reduced axial dimension.

Сущность изобретения. Указанная задача решается тем, что предложен статор электрической машины с жидкостным охлаждением, включающий шихтованный магнитопровод с обмотками, неподвижно закрепленный в корпусе электрической машины с помощью шлицевого соединения, а также кольцевую охлаждающую камеру, охватывающую статор с внешней стороны, характеризующийся тем, что шлицевое соединение содержит, по меньшей мере, три прямобочных шлица на внешней поверхности магнитопровода и равное число ответных шлицевых пазов на внутренней части корпуса электрической машины, причем центрирование шлицевого соединения выполнено по боковым поверхностям, а охлаждающая кольцевая камера разделена указанными шлицами на кольцевые секторы, каждый из которых выполнен контактирующим внешней цилиндрической поверхностью с охлаждающей жидкостью, поступающей из охлаждающей магистрали.SUMMARY OF THE INVENTION This problem is solved by the fact that the proposed stator of an electric machine with liquid cooling, including a lined magnetic core with windings, fixedly mounted in the housing of the electric machine using a spline connection, as well as an annular cooling chamber covering the stator from the outside, characterized in that the spline connection contains at least three straight-line slots on the outer surface of the magnetic circuit and an equal number of reciprocal spline grooves on the inside of the body of the electric machine, p When in use, the centering spline formed on the side surfaces, and cooling the annular chamber is divided by said slits in the annular sectors, each of which is in contact with the outer cylindrical surface of a cooling liquid coming from the cooling line.

Следующим отличием предложенного изобретения является то, что статор электрической машины характеризуется тем, что охлаждающая магистраль расположена на внешнем диаметре статора в средней части и выполнена с отверстиями, расположенными напротив каждого кольцевого сектора охлаждающей камеры.Another difference of the proposed invention is that the stator of the electric machine is characterized in that the cooling line is located on the outer diameter of the stator in the middle part and is made with holes located opposite each ring sector of the cooling chamber.

Следующим отличием предложенного изобретения является то, что статор электрической машины характеризуется тем, что обмотки статора выполнены на внутренней стороне магнитопровода, а пазы для обмоток выполнены открытого типа.The next difference of the proposed invention is that the stator of an electric machine is characterized in that the stator windings are made on the inner side of the magnetic circuit, and the grooves for the windings are made of an open type.

Другим отличием предложенного изобретения является то, что статор электрической машины характеризуется тем, что в ближних к внутренней стороне магнитопровода статора частях пазов для обмоток установлены клинья, выполненные из магнитодиэлектрического материала.Another difference of the proposed invention is that the stator of an electric machine is characterized in that wedges made of magnetodielectric material are installed in the parts of the winding grooves adjacent to the inner side of the stator magnetic circuit.

Еще одним отличием предложенного изобретения является то, что статор электрической машины характеризуется тем, что его обмотки выполнены проводом прямоугольного сечения, причем короткая сторона сечения провода ориентирована по длине паза, а длинная сторона сечения провода вместе с межвитковой и пазовой изоляцией занимает всю ширину паза.Another difference of the proposed invention is that the stator of the electric machine is characterized in that its windings are made of rectangular wire, the short side of the wire cross-section oriented along the length of the groove, and the long side of the wire cross section along with inter-turn and groove insulation occupying the entire width of the groove.

Следующим отличием предложенного изобретения является то, что статор электрической машины характеризуется тем, что прямобочные шлицы на внешней стороне выполнены на неполной длине магнитопровода.Another difference of the proposed invention is that the stator of an electric machine is characterized in that the straight-sided slots on the outside are made on an incomplete length of the magnetic circuit.

Следующим отличием предложенного изобретения является то, что статор электрической машины характеризуется тем, что листы магнитопровода статора соединены на внешней стороне сварными швами, направленными параллельно оси вращения ротора машины, причем число сварных швов равно либо кратно числу прямобочных шлицев.A further difference of the proposed invention is that the stator of the electric machine is characterized in that the sheets of the stator magnetic circuit are connected on the outside by welds directed parallel to the axis of rotation of the rotor of the machine, the number of welds being equal to or a multiple of the number of straight-line slots.

Другим отличием предложенного изобретения является то, что ротор электрической машины, включающий магнитопровод, ступицу и задающий диск, характеризуется тем, что магнитопровод соединен со ступицей посредством клеевого соединения, а задающий диск датчика углового положения закреплен на ступице и имеет круговую зубцовую поверхность в форме усеченного конуса с осью, совпадающей с осью вращения упомянутого диска.Another difference of the proposed invention is that the rotor of the electric machine, including the magnetic circuit, the hub and the drive disk, is characterized in that the magnetic circuit is connected to the hub by means of an adhesive connection, and the drive disk of the angle sensor is mounted on the hub and has a circular gear surface in the shape of a truncated cone with an axis coinciding with the axis of rotation of said disk.

Следующим отличием предложенного изобретения является то, что ротор электрической машины характеризуется тем, что зубцы диска выполнены заостряющимися к краю диска.The next difference of the proposed invention is that the rotor of an electric machine is characterized in that the teeth of the disk are made sharp to the edge of the disk.

Следующим отличием предложенного изобретения является то, что ротор электрической машины характеризуется тем, что задающий диск датчика углового положения выполнен из ферромагнитного материала.The next difference of the proposed invention is that the rotor of an electric machine is characterized in that the master disk of the angle sensor is made of ferromagnetic material.

Следующим отличием предложенного изобретения является то, что ротор электрической машины характеризуется тем, что его магнитопровод содержит короткозамкнутую обмотку.The next difference of the proposed invention is that the rotor of an electric machine is characterized in that its magnetic circuit contains a short-circuited winding.

Следующим отличием предложенного изобретения является то, что ротор электрической машины характеризуется тем, что его магнитопровод содержит постоянные магниты.The next difference of the proposed invention is that the rotor of an electric machine is characterized in that its magnetic circuit contains permanent magnets.

Другим отличием предложенного изобретения является то, что электрическая машина, содержащая статор и ротор, характеризуется тем, что ее составные части выполнены по любому из признаков, описанных выше.Another difference of the proposed invention is that the electric machine containing the stator and rotor is characterized in that its components are made according to any of the signs described above.

Другим отличием предложенного изобретения является то, что электрическая машина, содержащая статор и ротор, характеризуется тем, что содержит как минимум один датчик углового положения ротора.Another difference of the proposed invention is that the electric machine containing the stator and the rotor is characterized in that it contains at least one sensor of the angular position of the rotor.

Последним отличием предложенного изобретения является то, что электрическая машина, содержащая статор и ротор, характеризуется тем, что между статором и датчиком положения ротора установлен магнитный экран из ферромагнитного материала, закрепленный на лобовых частях обмоток статора посредством клеевого соединения.The last difference of the proposed invention is that the electric machine containing the stator and rotor is characterized in that a magnetic screen of ferromagnetic material is installed between the stator and the rotor position sensor, fixed to the frontal parts of the stator windings by means of an adhesive joint.

Описание чертежейDescription of drawings

На фиг. 1 представлен продольный разрез парной установки электрических машин для многопоточной электромеханической трансмиссии.In FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a paired installation of electric machines for multi-threaded electromechanical transmission.

На фиг. 2 представлен поперечный разрез электрической машины по линии А-А на фиг. 1.In FIG. 2 is a cross-sectional view of an electric machine along line AA in FIG. one.

Описание устройства. Электрическая машина (фиг. 1, фиг. 2) состоит из неподвижных и вращающихся частей. Неподвижная часть состоит из шихтованного магнитопровода 1, набранного из отдельных стальных изолированных пластин, соединенных в пакет с помощью сварных швов 2, выполненных на внешней стороне магнитопровода. Также на внешней стороне размещены прямобочные шлицы 3, а на внутренней стороне магнитопровода расположены открытые пазы 4, в которых уложена обмотка 5, выполненная прямоугольным проводом с изоляцией, клинья 6, выполненные из магнитодиэлектрическиго материала. Магнитопровод 1, обмотка 5, клинья 6 являются основными деталями, из которых состоит активная часть статора электрической машины. Магнитопровод 1 статора установлен в корпусе 7, имеющем ответные прямобочные шлицевые пазы, с помощью шлицевого соединения, выполненного с центрированием по боковым поверхностям 8. Шлицы 3 могут быть выполнены на неполной длине магнитопровода 1. В корпусе 7 имеется охлаждающая магистраль 9, расположенная в средней части магнитопровода 1, на внешней стороне. Между корпусом 7 и магнитопроводом 1 статора имеется кольцевая охлаждающая камера, разделенная шлицами 3 на изолированные друг от друга круговые секторы 10, в которые подается охлаждающая жидкость из охлаждающей магистрали 9.Description of the device. The electric machine (Fig. 1, Fig. 2) consists of fixed and rotating parts. The fixed part consists of a charged magnetic core 1, recruited from separate steel insulated plates connected to the package using welds 2 made on the outside of the magnetic core. Also on the outside are straight-line slots 3, and on the inner side of the magnetic core there are open grooves 4 in which the winding 5 is laid, made of a rectangular wire with insulation, wedges 6 made of magnetodielectric material. Magnetic core 1, winding 5, wedges 6 are the main parts that make up the active part of the stator of an electric machine. The stator magnetic circuit 1 is installed in the housing 7, which has a response straight-line slotted grooves, with the help of a spline connection made with centering along the side surfaces 8. The slots 3 can be made on the incomplete length of the magnetic circuit 1. In the housing 7 there is a cooling line 9 located in the middle part magnetic circuit 1, on the outside. Between the housing 7 and the stator magnetic circuit 1 there is an annular cooling chamber divided by slots 3 into circular sectors 10 isolated from each other, into which coolant is supplied from the cooling line 9.

Ротор электрической машины относится к вращающимся частям электрической машины и состоит из шихтованного кольцевого магнитопровода 11 и короткозамкнутой обмотки 12. В других вариантах реализации изобретения ротор электрической машины может быть выполнен с постоянными магнитами. Ротор закреплен на ступице 13 посредством клеевого соединения 14. Ступица 13 соединена с задающим диском 15 датчика углового положения. Ступица 12 может быть выполнена как одно целое с задающим диском 15. Задающий диск 15 датчика углового положения выполнен конической формы. В корпусе 7 установлен датчик 16 углового положения ротора, который функционально связан с задающим диском 15. Между датчиком 16 и статором установлен магнитный экран 17 из ферромагнитного материала, приклеенный на лобовые части обмотки 5 статора.The rotor of an electric machine belongs to the rotating parts of an electric machine and consists of a lined ring magnetic core 11 and a short-circuited winding 12. In other embodiments of the invention, the rotor of the electric machine can be made with permanent magnets. The rotor is fixed to the hub 13 by means of an adhesive joint 14. The hub 13 is connected to the driving disk 15 of the angle sensor. The hub 12 can be made integral with the master disk 15. The master disk 15 of the angle sensor is made conical in shape. In the housing 7, a rotor angular position sensor 16 is installed, which is functionally connected to the driving disk 15. Between the sensor 16 and the stator there is a magnetic screen 17 made of ferromagnetic material glued to the frontal parts of the stator winding 5.

Описание работы. Электрическая машина для многопоточной электромеханической трансмиссии работает следующим образом. При приложении к фазам обмотки 3 переменного напряжения в магнитной цепи машины наводится вращающееся магнитное поле и ротор приходит во вращение. Частота вращения ротора измеряется датчиками 16, сигнал которых направляется в систему управления.Work description. An electric machine for multi-threaded electromechanical transmission operates as follows. When an alternating voltage is applied to the phases of the winding 3, a rotating magnetic field is induced in the machine’s magnetic circuit and the rotor comes into rotation. The rotor speed is measured by sensors 16, the signal of which is sent to the control system.

В кольцевые секторные камеры 10, образованные между шлицами, подается охлаждающая жидкость из охлаждающей магистрали 9, через отверстия в ней. Охлаждающая жидкость, например масло, попадая через отверстия на внешнюю сторону магнитопровода 1 статора, отводит от него тепло, затем стекает через лобовые части обмоток 5, одновременно охлаждая их, а затем попадает в картер трансмиссии (на фигурах не показан). Предложенная конструкция системы охлаждения позволяет эффективно охлаждать статор при любой ориентации электрической машины в пространстве.In the annular sector chambers 10 formed between the slots, coolant is supplied from the cooling line 9 through openings in it. Coolant, such as oil, entering through the openings on the outside of the stator magnetic circuit 1, removes heat from it, then flows through the frontal parts of the windings 5, while cooling them, and then enters the transmission case (not shown in the figures). The proposed design of the cooling system allows efficient cooling of the stator for any orientation of the electric machine in space.

Применение шлицевого соединения с прямобочными шлицами и центрированием по боковым поверхностям 8 позволяет точно устанавливать статор в корпусе 7 (фиг. 1, 2). Такая установка статора позволяет избавиться от механических напряжений из-за разности температур и разности коэффициентов теплового расширения материалов магнитопровода 1 и корпуса 7. Применение упомянутого шлицевого соединения позволяет значительно упростить процесс изготовления магнитопровода 1 статора, так как не требуется высокая точность обработки поверхностей, кроме боковых поверхностей шлицев 3 и ответных поверхностей пазов в корпусе 1. Шлицевое соединение статора и корпуса 7 по боковым поверхностям также снижет уровень шума из-за наличия некоторого зазора в соединении, в который попадает охлаждающая жидкость, которая в свою очередь снижает передачу высокочастотных шумов на корпус 7. Шлицы могут быть выполнены на неполной длине магнитопровода 1, например, на крупных электрических машинах. Применение шлицев на неполной длине снижает общую массу конструкции. Сварные швы 2 на внешней стороне магнитопровода 1 выполняют после сборки пластин в пакет, до финишной обработки магнитопровода. Намотка проводом прямоугольного сечения позволяет увеличить коэффициент заполнения магнитопровода 1, что улучшает энергетические показатели электрической машины в режимах с большим крутящим моментом. Применение прямоугольного провода позволяет также увеличить радиальную жесткость статора и снизить шум. Клинья 6 из магнитодиэлектрического материала увеличивают радиальную жесткость статора, повышают энергетические показатели электрической машины и снижают зубцовые пульсации момента.The use of a spline connection with straight-sided slots and centering on the side surfaces 8 allows you to accurately install the stator in the housing 7 (Fig. 1, 2). This installation of the stator allows you to get rid of mechanical stresses due to the temperature difference and the difference in the coefficients of thermal expansion of the materials of the magnetic circuit 1 and housing 7. The use of the aforementioned splined connection can significantly simplify the manufacturing process of the magnetic circuit 1 of the stator, since it does not require high precision surface treatment, except for side surfaces the slots 3 and the mating surfaces of the grooves in the housing 1. The splined connection of the stator and the housing 7 along the side surfaces will also reduce the noise level due to the presence of some gap in the connection into which the coolant enters, which in turn reduces the transmission of high-frequency noise to the housing 7. The slots can be made on an incomplete length of the magnetic circuit 1, for example, on large electric machines. The use of splines on an incomplete length reduces the total weight of the structure. Welds 2 on the outer side of the magnetic circuit 1 are performed after assembling the plates into a package, before the finish processing of the magnetic circuit. Winding a rectangular wire allows you to increase the fill factor of the magnetic circuit 1, which improves the energy performance of the electric machine in modes with high torque. The use of a rectangular wire can also increase the stator radial stiffness and reduce noise. Wedges 6 made of magnetodielectric material increase the radial stiffness of the stator, increase the energy performance of an electric machine and reduce the tooth pulsations of the moment.

Кольцевой ротор 11 соединен со ступицей 13 клеевым соединением 14. По сравнению с другими известными способами крепления, клеевое соединение обеспечивает наименьшую концентрацию напряжений и позволяет сделать ступицу 13 с максимально возможным внутренним диаметром для размещения в ней планетарных механизмов трансмиссии.The annular rotor 11 is connected to the hub 13 by an adhesive joint 14. Compared to other known mounting methods, the adhesive joint provides the lowest stress concentration and allows the hub 13 to be made with the maximum possible inner diameter to accommodate planetary transmission mechanisms therein.

Задающий диск 15 датчика углового положения 16 ротора выполнен коническим, в форме усеченного конуса с осью, совпадающей с осью вращения, и закреплен на ступице 13 или является ее продолжением. Применение конического задающего диска 15 позволяет снизить радиальный и осевой габариты при парной установке электрических машин (фиг. 1), а также уменьшить диаметр задающего диска, что упрощает сборку, уменьшает массу электрических машин, а также позволяет повысить уровень масла в картере трансмиссии, не погружая в него нижний край диска. Датчики 16 располагаются под непрямым углом к оси вращения ротора и, при парной установке электрических машин, образуют угол α между собой в продольном направлении (фиг. 1), а также некоторый угол в окружном направлении (на фигурах не обозначен).The drive disk 15 of the rotor angular position sensor 16 is made conical in the form of a truncated cone with an axis coinciding with the axis of rotation, and is mounted on the hub 13 or is a continuation thereof. The use of a conical drive disk 15 allows to reduce the radial and axial dimensions when paired with the installation of electric machines (Fig. 1), as well as to reduce the diameter of the drive disk, which simplifies assembly, reduces the mass of electric machines, and also allows you to increase the oil level in the transmission housing without immersing into it is the bottom edge of the disc. The sensors 16 are located at an indirect angle to the axis of rotation of the rotor and, when paired with electric machines, form an angle α between themselves in the longitudinal direction (Fig. 1), as well as a certain angle in the circumferential direction (not indicated in the figures).

В зависимости от типа электрической машины, ротор может быть выполнен с короткозамкнутой обмоткой 12 или с постоянными магнитами. В обоих вариантах выполнения ротора достигается решение задачи изобретения.Depending on the type of electric machine, the rotor can be made with a short-circuited winding 12 or with permanent magnets. In both versions of the rotor, a solution to the problem of the invention is achieved.

Для защиты датчика углового положения от магнитного поля рассеяния применяется магнитный экран 17 из ферромагнитного материала, приклеенный на лобовые части обмоток статора. Применение такой конструкции позволяет уменьшить массу экрана и уменьшить поток рассеяния электрической машины.To protect the sensor of the angular position from the magnetic field of scattering, a magnetic screen 17 of ferromagnetic material is applied, glued to the frontal parts of the stator windings. The use of this design allows to reduce the mass of the screen and to reduce the dispersion flow of the electric machine.

Таким образом, предложенная группа устройств в полной мере решает задачу изобретения. Составные части предлагаемого устройства, раскрытые в описании, могут применяться в составе электрической машины многопоточной электромеханической трансмиссии как по отдельности, так и вместе, в любых сочетаниях. Как индивидуальное, так и совместное применение изобретений из предложенной группы изобретений ведет к решению задачи изобретения.Thus, the proposed group of devices fully solves the problem of the invention. The components of the proposed device, disclosed in the description, can be used as part of an electric machine multithreaded electromechanical transmission, individually or together, in any combination. Both individual and joint use of inventions from the proposed group of inventions leads to the solution of the problem of the invention.

Claims (15)

1. Статор электрической машины с жидкостным охлаждением, включающий шихтованный магнитопровод с обмотками, неподвижно закрепленный в корпусе электрической машины с помощью шлицевого соединения, а также кольцевую охлаждающую камеру, охватывающую статор с внешней стороны, отличающийся тем, что шлицевое соединение содержит, по меньшей мере, три прямобочных шлица на внешней поверхности магнитопровода и равное число ответных шлицевых пазов на внутренней части корпуса электрической машины, причем центрирование шлицевого соединения выполнено по боковым поверхностям, а охлаждающая кольцевая камера разделена указанными шлицами на кольцевые секторы, каждый из которых выполнен контактирующим внешней цилиндрической поверхностью с охлаждающей жидкостью, поступающей из охлаждающей магистрали.1. The stator of the liquid-cooled electric machine, comprising a lined magnetic core with windings, fixedly mounted in the body of the electric machine using a spline connection, as well as an annular cooling chamber enclosing the stator from the outside, characterized in that the spline connection contains at least three straight-sided slots on the outer surface of the magnetic circuit and an equal number of reciprocal spline grooves on the inside of the body of the electric machine, and the centering of the spline connection is but on the side surfaces, and cooling the annular chamber is divided by said slits in the annular sectors, each of which is in contact with the outer cylindrical surface of a cooling liquid coming from the cooling line. 2. Статор электрической машины по п.1, отличающийся тем, что охлаждающая магистраль расположена на внешнем диаметре статора в средней части и выполнена с отверстиями, расположенными напротив каждого кольцевого сектора охлаждающей камеры.2. The stator of the electric machine according to claim 1, characterized in that the cooling line is located on the outer diameter of the stator in the middle part and is made with holes located opposite each ring sector of the cooling chamber. 3. Статор электрической машины по п.1, отличающийся тем, что обмотки статора выполнены на внутренней стороне магнитопровода, а пазы для обмоток выполнены открытого типа.3. The stator of the electric machine according to claim 1, characterized in that the stator windings are made on the inner side of the magnetic circuit, and the grooves for the windings are made of an open type. 4. Статор электрической машины по п.3, отличающийся тем, что в ближних к внутренней стороне магнитопровода статора частях пазов для обмоток установлены клинья, выполненные из магнитодиэлектрического материала.4. The stator of the electric machine according to claim 3, characterized in that wedges made of magnetodielectric material are installed in the parts of the winding grooves adjacent to the inner side of the stator magnetic circuit. 5. Статор электрической машины по п.3, отличающийся тем, что его обмотки выполнены проводом прямоугольного сечения, причем короткая сторона сечения провода ориентирована по длине паза, а длинная сторона сечения провода вместе с межвитковой и пазовой изоляцией занимает всю ширину паза.5. The stator of an electric machine according to claim 3, characterized in that its windings are made of rectangular wire, the short side of the wire cross-section oriented along the length of the groove, and the long side of the wire cross section along with inter-turn and groove insulation occupying the entire width of the groove. 6. Статор электрической машины по п.1, отличающийся тем, что прямобочные шлицы на внешней стороне выполнены на неполной длине магнитопровода.6. The stator of an electric machine according to claim 1, characterized in that the straight-line slots on the outside are made on an incomplete length of the magnetic circuit. 7. Статор электрической машины по п.1, отличающийся тем, что листы магнитопровода статора соединены на внешней стороне сварными швами, направленными параллельно оси вращения ротора машины, причем число сварных швов равно либо кратно числу прямобочных шлицев.7. The stator of an electric machine according to claim 1, characterized in that the sheets of the stator magnetic circuit are connected on the outside by welds directed parallel to the axis of rotation of the rotor of the machine, and the number of welds is equal to or a multiple of the number of straight-line slots. 8. Ротор электрической машины, включающий магнитопровод, ступицу и задающий диск датчика углового положения ротора, отличающийся тем, что магнитопровод соединен со ступицей посредством клеевого соединения, а задающий диск датчика углового положения закреплен на ступице и имеет круговую зубцовую поверхность в форме усеченного конуса с осью, совпадающей с осью вращения упомянутого диска.8. The rotor of an electric machine, including a magnetic circuit, a hub and a driving disk of the rotor angular position sensor, characterized in that the magnetic circuit is connected to the hub by means of an adhesive connection, and the driving disk of the angular position sensor is fixed on the hub and has a circular gear surface in the form of a truncated cone with an axis coinciding with the axis of rotation of said disk. 9. Ротор электрической машины по п.8, отличающийся тем, что зубцы диска выполнены заостряющимися к краю диска.9. The rotor of an electric machine according to claim 8, characterized in that the teeth of the disk are made sharp to the edge of the disk. 10. Ротор электрической машины по п.8, отличающийся тем, что задающий диск датчика углового положения выполнен из ферромагнитного материала.10. The rotor of an electric machine according to claim 8, characterized in that the master disk of the angle sensor is made of ferromagnetic material. 11. Ротор электрической машины по п.8, отличающийся тем, что его магнитопровод содержит короткозамкнутую обмотку.11. The rotor of an electric machine according to claim 8, characterized in that its magnetic circuit contains a short-circuited winding. 12. Ротор электрической машины по п.8, отличающийся тем, что его магнитопровод содержит постоянные магниты.12. The rotor of an electric machine according to claim 8, characterized in that its magnetic circuit contains permanent magnets. 13. Электрическая машина, содержащая статор и ротор, отличающаяся тем, что ее составные части выполнены по любому из пп.1-12.13. An electric machine containing a stator and a rotor, characterized in that its components are made according to any one of claims 1 to 12. 14. Электрическая машина по п.13, отличающаяся тем, что содержит как минимум один датчик углового положения ротора.14. The electric machine according to item 13, characterized in that it contains at least one sensor of the angular position of the rotor. 15. Электрическая машина по п.13, отличающаяся тем, что между статором и датчиком положения ротора установлен магнитный экран из ферромагнитного материала, закрепленный на лобовых частях обмоток статора посредством клеевого соединения. 15. The electric machine according to item 13, characterized in that between the stator and the rotor position sensor is installed a magnetic screen of ferromagnetic material, mounted on the frontal parts of the stator windings by means of an adhesive connection.
RU2014104156/07A 2014-02-06 2014-02-06 Electrical machine for multi-line electromechanical transmission RU2554117C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014104156/07A RU2554117C1 (en) 2014-02-06 2014-02-06 Electrical machine for multi-line electromechanical transmission

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014104156/07A RU2554117C1 (en) 2014-02-06 2014-02-06 Electrical machine for multi-line electromechanical transmission

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2554117C1 true RU2554117C1 (en) 2015-06-27

Family

ID=53498332

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014104156/07A RU2554117C1 (en) 2014-02-06 2014-02-06 Electrical machine for multi-line electromechanical transmission

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2554117C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1259418A1 (en) * 1984-06-01 1986-09-23 Научно-Исследовательский,Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Объединения "Кузбассэлектромотор" Stator of electric machine
US20010013731A1 (en) * 1999-12-17 2001-08-16 Keiichi Shinohara Motor
US6472780B2 (en) * 2000-11-21 2002-10-29 Nissan Motor Co., Ltd. Rotating electrical machine
RU2283525C2 (en) * 2004-11-15 2006-09-10 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт электровозостроения" (ОАО "ВЭлНИИ") Electrical machine with liquid-cooled stator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1259418A1 (en) * 1984-06-01 1986-09-23 Научно-Исследовательский,Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Объединения "Кузбассэлектромотор" Stator of electric machine
US20010013731A1 (en) * 1999-12-17 2001-08-16 Keiichi Shinohara Motor
US6472780B2 (en) * 2000-11-21 2002-10-29 Nissan Motor Co., Ltd. Rotating electrical machine
RU2283525C2 (en) * 2004-11-15 2006-09-10 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт электровозостроения" (ОАО "ВЭлНИИ") Electrical machine with liquid-cooled stator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9973047B2 (en) Dynamometer for a test stand for an aircraft turbomachine
JP5891521B2 (en) Outer rotor type motor
EP3240158B1 (en) Motor and electric tool equipped with the same
EP2763288A2 (en) Pole shoe cooling
US10298084B2 (en) Rotating electric machine for vehicle
WO2007055803A1 (en) Device having permanent-magnet pieces
JP6456945B2 (en) Rotor for electric motor
US20150214798A1 (en) Permanent magnet dynamoelectric machine
JP2006109693A (en) Rotor for electric motor, and corresponding electric motor
JP2010076752A (en) Motor device
JP5482072B2 (en) Axial gap type motor and electric power steering device
JP2006304539A (en) Rotor structure of axial gap rotating electric machine
JP2011501638A (en) Multifunctional motor
WO2018008356A1 (en) Rotary machine
RU2554117C1 (en) Electrical machine for multi-line electromechanical transmission
CN108683315B (en) Pawl pole disc type asynchronous motor
JP4890056B2 (en) Electric motor
US20200195068A1 (en) Interior permanent magnet motors rotor design for reduced rotor inertia and armature reaction mitigation
CN203872024U (en) Switched reluctance motor
JP2015216715A (en) Axial gap type rotary electric machine
KR20230017776A (en) Improved axial flux electric motor
JP6762238B2 (en) motor
RU2653725C1 (en) Motor wheel
RU2655098C1 (en) Motor-wheel
JP2013211941A (en) Improving reliability of stator coil temperature detection in rotary electric machine

Legal Events

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

Effective date: 20180207

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20190515

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210207