RU2557069C1 - Electrical machine - Google Patents
Electrical machine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2557069C1 RU2557069C1 RU2014114720/07A RU2014114720A RU2557069C1 RU 2557069 C1 RU2557069 C1 RU 2557069C1 RU 2014114720/07 A RU2014114720/07 A RU 2014114720/07A RU 2014114720 A RU2014114720 A RU 2014114720A RU 2557069 C1 RU2557069 C1 RU 2557069C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stator
- permanent magnets
- rotor
- housing
- cylindrical
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромашиностроению.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to electrical engineering.
Известна высокооборотная электромашина, содержащая корпус, выполненный с возможностью подвода в его полость охлаждающего газа, снабженный торцевыми щитами и средствами подвода охлаждающего газа к узлам, размещенным в полости корпуса, сердечник статора, снабженный обмоткой, в цилиндрической полости которого с зазором размещен ротор, содержащий индуктор и подшипниковый узел (см. Балагуров В.А., Галтеев Ф.Ф. Электрические генераторы с постоянными магнитами. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 280 с. ).A high-speed electric machine is known, comprising a housing configured to supply cooling gas into its cavity, equipped with end shields and means for supplying cooling gas to the nodes located in the housing cavity, a stator core equipped with a winding, in the cylindrical cavity of which a rotor containing an inductor is placed with a gap and a bearing assembly (see Balagurov V.A., Galteev F.F. Electric generators with permanent magnets. - M.: Energoatomizdat, 1988. - 280 p.).
Недостатком данного устройства является невозможность существенного уменьшения массогабаритных характеристик устройства за счет повышения окружной скорости индуктора, поскольку нагрузочные характеристики подшипниковых узлов не допускают высокие скорости вращения ротора при увеличении его радиального размера.The disadvantage of this device is the impossibility of significantly reducing the weight and size characteristics of the device by increasing the peripheral speed of the inductor, since the load characteristics of the bearing assemblies do not allow high rotor speeds with an increase in its radial size.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению устройством является электромашина, содержащая шихтованный сердечник статора, снабженный пазами, в которых размещены катушки обмотки, и ротор, включающий корпус и индуктор, содержащий подшипниковый узел (см. патент РФ №2385523, МПК Н02К 5/16, 2010 г. ).Closest to the proposed technical solution, the device is an electric machine containing a stator core lined with grooves, in which winding coils are placed, and a rotor including a housing and an inductor containing a bearing assembly (see RF patent No. 2385523, IPC Н02К 5/16, 2010 g.).
Недостатком прототипа является невозможность существенного уменьшения массогабаритных характеристик устройства за счет повышения окружной скорости индуктора ввиду его недостаточной прочности, а также нагрузочные характеристики подшипниковых узлов не допускают высокие скорости вращения ротора при увеличении его радиального размера.The disadvantage of the prototype is the inability to significantly reduce the overall dimensions of the device by increasing the peripheral speed of the inductor due to its insufficient strength, as well as the load characteristics of the bearing assemblies do not allow high rotor speeds when increasing its radial size.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является уменьшение массогабаритных характеристик устройства, повышение ее надежности работы при высоких окружных скоростях индуктора и повышение ресурса электромашины.The task to which the proposed technical solution is directed is to reduce the overall dimensions of the device, increase its reliability at high peripheral speeds of the inductor and increase the life of the electric machine.
Технический результат, который достигается при решении поставленной задачи, выражается в уменьшении массогабаритных характеристик устройства за счет увеличении окружной скорости индуктора, существенном уменьшении трения в подшипниках, в упрощении конструкции, в использовании наружной поверхности ротора в качестве ступицы электромобиля, ветрогенератора или гидрогидрогенератора и возможности работы в режиме обращенного вентильного двигателя и обращенного генератора.The technical result that is achieved in solving the problem is expressed in the reduction of the overall dimensions of the device due to an increase in the peripheral speed of the inductor, a significant reduction in friction in the bearings, in simplification of the design, in the use of the outer surface of the rotor as the hub of an electric vehicle, wind generator or hydro-generator and the possibility of reversed valve motor and reversed generator mode.
Поставленная задача решается тем, что электромашина, содержащая шихтованный сердечник статора, снабженный пазами, в которых размещены катушки обмотки, и ротор, включающий корпус и индуктор, содержащий подшипниковый узел, отличается тем, что внешней поверхности статора придана цилиндрическая форма, при этом он размещен в цилиндрической полости ротора, установленного соосно с продольной осью статора, с возможностью вращения вокруг него, при этом пазы статора, в которых уложены катушки обмотки, размещены с внешней стороны статора и открыты к обращенной к ним поверхности цилиндрической полости ротора, причем катушки обмотки зафиксированы в пазах статора клиньями, кроме того, сердечник статора выполнен с отверстием, соосным с его продольной осью, которым он надет на опорный корпус, выполненный, предпочтительно, из немагнитного материала, с внешней поверхностью которого сердечник статора жестко скреплен, при этом опорный корпус выполнен в виде цилиндрического стакана, средняя часть боковых стенок которого снабжена цилиндрическим выступом, причем корпус ротора выполнен в виде двух, предпочтительно, симметричных тарелок, обращенных друг к другу своими полостями, выполненных из немагнитного материала, скрепленных с цилиндрической обечайкой, причем суммарная глубина полостей на участке, расположенном ближе к продольной оси статора, больше, чем на периферийном участке корпуса ротора, кроме того, индуктор размещен на периферийном участке корпуса ротора и содержит планки в форме параллелепипеда, ориентированные вдоль продольной оси ротора, выполненные из радиально намагниченных постоянных магнитов, чередующиеся с планками трапецеидальной формы, выполненными из немагнитного материала, кроме того, внешняя поверхность магнитных и немагнитных планок уперта в обращенную к ней внутреннюю поверхность цилиндрической обечайки, выполненной из материала с высокой магнитной проницаемостью, при этом кромки тарелок корпуса ротора, обращенные к опорному корпусу статора, снабжены Г-образными цилиндрами, начальные участки поверхности которых параллельны цилиндрическим стенкам опорного корпуса, а конечные параллельны торцам опорного корпуса, кроме того, подшипниковый узел электромашины содержит магнитные радиальные и упорные подшипники, при этом на цилиндрической поверхности выступа опорного корпуса статора жестко закреплены составные постоянные магниты одинаковой высоты, каждый из которых содержит, как минимум, три кольцевых постоянных магнита, намагниченных с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха, кроме того, на обращенных к ним поверхностях Г-образных цилиндров закреплены составные постоянные магниты одинаковой высоты, каждый из которых содержит, как минимум, три кольцевых постоянных магнита, намагниченных с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха, число, размеры, местоположение и направление намагниченности которых подобны числу, размерам, местоположению и направлению намагниченности постоянных магнитов, закрепленных на опорном корпусе статора, кроме того, на противоположных торцах выступа опорного корпуса закреплены составные постоянные магниты, каждый из которых содержит, как минимум, три кольцевых коаксиальных постоянных магнита, намагниченных с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха, при этом на обращенных к ним поверхностях Г-образных цилиндров закреплены составные постоянные магниты, каждый из которых содержит, как минимум, три кольцевых коаксиальных постоянных магнита, намагниченных с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха, число, размеры, местоположение и направление намагниченности которых подобны числу, размерам, местоположению и направлению намагниченности постоянных магнитов, закрепленных на торцах выступа опорного корпуса статора.The problem is solved in that the electric machine containing the laminated stator core, provided with grooves in which the winding coils are located, and a rotor including a housing and an inductor containing a bearing assembly, is characterized in that the outer surface of the stator is cylindrical in shape, while it is placed in a cylindrical cavity of the rotor mounted coaxially with the longitudinal axis of the stator, with the possibility of rotation around it, while the grooves of the stator, in which the winding coils are laid, are placed on the outside of the stator and open to the surface of the cylindrical cavity of the rotor facing them, and the winding coils are fixed in the stator slots by wedges, in addition, the stator core is made with a hole coaxial with its longitudinal axis, with which it is worn on a support housing made, preferably, of non-magnetic material, with an external the surface of which the stator core is rigidly fastened, while the supporting body is made in the form of a cylindrical cup, the middle part of the side walls of which is provided with a cylindrical protrusion, the rotor body being made in two preferably symmetric plates facing each other with their cavities made of non-magnetic material bonded to a cylindrical shell, and the total depth of the cavities in the section closer to the longitudinal axis of the stator is greater than in the peripheral section of the rotor housing, in addition , the inductor is located on the peripheral section of the rotor housing and contains parallelepiped-shaped trims oriented along the longitudinal axis of the rotor, made of radially magnetized permanent magnets, alternating with trapezoidal strips made of non-magnetic material, in addition, the outer surface of the magnetic and non-magnetic strips is abutted against the inner surface of the cylindrical shell made of material with high magnetic permeability, while the edges of the plates of the rotor casing facing the stator support casing are equipped with L-shaped cylinders, the initial surface sections of which are parallel to the cylindrical walls of the supporting body, and the final parallel to the ends of the supporting body, in addition , the bearing assembly of the electric machine contains magnetic radial and thrust bearings, while on the cylindrical surface of the protrusion of the stator support housing, composite permanent magnets of the same height are rigidly fixed, each of which contains at least three ring permanent magnets magnetized with the possibility of forming a Halbach magnetic circuit, except In addition, composite permanent magnets of the same height are fixed to the surfaces of the L-shaped cylinders facing them, each of which contains at least three of permanent magnet magnets magnetized with the possibility of forming a Halbach magnetic circuit, the number, size, location and direction of magnetization of which are similar to the number, size, location and direction of magnetization of permanent magnets mounted on the stator support housing, in addition, on the opposite ends of the protrusion of the support housing are fixed permanent magnets, each of which contains at least three annular coaxial permanent magnets magnetized with the possibility of the formation of a magnet of the Halbach circuit, while on the surfaces of the L-shaped cylinders facing them are fixed permanent magnets, each of which contains at least three annular coaxial permanent magnets magnetized with the possibility of forming a Halbach magnetic circuit, the number, size, location and direction of magnetization which are similar to the number, size, location and direction of magnetization of the permanent magnets mounted on the ends of the protrusion of the stator support housing.
Кроме того, по меньшей мере, одна из тарелок, образующих корпус ротора разъемно скреплена с цилиндрической обечайкой.In addition, at least one of the plates forming the rotor housing is detachably fastened to a cylindrical shell.
Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемого технического решения и существенных признаков прототипа и аналогов свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».A comparative analysis of the essential features of the proposed technical solution and the essential features of the prototype and analogues indicates its compliance with the criterion of "novelty."
При этом существенные признаки отличительной части формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.In this case, the essential features of the characterizing part of the claims solve the following functional tasks.
Признак, указывающий что «…внешней поверхности статора придана цилиндрическая форма, при этом он размещен в цилиндрической полости ротора, установленного соосно с продольной осью статора, с возможностью вращения вокруг него…", позволяет создать машину с внутренним статором и внешним ротором.A sign indicating that "... the outer surface of the stator is cylindrical in shape, while it is placed in the cylindrical cavity of the rotor mounted coaxially with the longitudinal axis of the stator, with the possibility of rotation around it ...", allows you to create a machine with an internal stator and an external rotor.
Признаки «…пазы статора, в которых уложены катушки обмотки, размещены с внешней стороны статора и открыты к обращенной к ним поверхности цилиндрической полости ротора, причем катушки обмотки зафиксированы в пазах статора клиньями…" позволяют упростить технологию изготовления обмотки статора.The signs "... the stator grooves in which the winding coils are laid are placed on the outside of the stator and open to the surface of the cylindrical cavity of the rotor facing them, and the winding coils are fixed with wedges in the stator grooves ..." to simplify the manufacturing technology of the stator winding.
Признак, указывающий, что сердечник статора «выполнен с отверстием, соосным с его продольной осью, которым он надет на опорный корпус, с внешней поверхностью которого сердечник статора жестко скреплен», позволяет сориентировать статор в машине и обеспечить передачу тангенциальных и осевых сил от сердечника статора внешнему устройству.A sign indicating that the stator core "is made with a hole coaxial with its longitudinal axis, with which it is worn on the support housing, with the outer surface of which the stator core is rigidly fastened", allows the stator to be oriented in the machine and to ensure the transfer of tangential and axial forces from the stator core external device.
Признак, указывающий, что опорный корпус выполнен «предпочтительно, из немагнитного материала», позволяет разместить магнитные подшипники на опорном корпусе без шунтирования магнитного поля подшипников и, тем самым, снижения их несущей способности.A sign indicating that the bearing housing is made “preferably of non-magnetic material” allows magnetic bearings to be placed on the bearing housing without shunting the magnetic field of the bearings and thereby reducing their bearing capacity.
Признак, указывающий, что опорный корпус «выполнен в виде цилиндрического стакана, средняя часть боковых стенок которого снабжена цилиндрическим выступом», позволяет организовать площадки для установки статорных частей магнитов радиального и упорного магнитных подшипников.A sign indicating that the supporting housing "is made in the form of a cylindrical cup, the middle part of the side walls of which is equipped with a cylindrical protrusion", allows you to organize sites for installing the stator parts of the magnets of the radial and thrust magnetic bearings.
Признаки, указывающие, что корпус ротора «выполнен в виде двух, предпочтительно, симметричных тарелок, обращенных друг к другу своими полостями, выполненных, из немагнитного материала, … причем суммарная глубина полостей на участке, расположенном ближе к продольной оси статора, больше, чем на периферийном участке корпуса ротора», обеспечивают возможность расположения статора и индуктора внутри корпуса ротора и упрощают сборку последнего.Signs indicating that the rotor casing "is made in the form of two, preferably, symmetrical plates facing each other with their cavities, made of non-magnetic material ... and the total depth of the cavities in the area closer to the longitudinal axis of the stator is greater than peripheral section of the rotor housing ”, provide the possibility of arranging the stator and inductor inside the rotor housing and simplify the assembly of the latter.
Признак, указывающий, что «корпус ротора скреплен с цилиндрической обечайкой», позволяет использовать для обечайки материал с высокой магнитной проницаемостью.A sign indicating that the “rotor housing is attached to the cylindrical shell” allows the use of a material with high magnetic permeability for the shell.
Признак, указывающий, что «индуктор размещен на периферийном участке корпуса ротора», позволяет использовать наружную поверхность ротора в качестве ступицы электрогенератора, гидрогенератора или ветрогенератора.A sign indicating that “the inductor is located on the peripheral portion of the rotor housing” allows the outer surface of the rotor to be used as the hub of an electric generator, hydro generator or wind generator.
Признак, указывающий, что индуктор «содержит планки в форме параллелепипеда, ориентированные вдоль продольной оси ротора, выполненные из радиально намагниченных постоянных магнитов, чередующиеся с планками трапецеидальной формы, выполненными из немагнитного материала», позволяет выполнить индуктор в виде составного кольца.A sign indicating that the inductor "contains planks in the form of a parallelepiped, oriented along the longitudinal axis of the rotor, made of radially magnetized permanent magnets, alternating with trapezoidal planks made of non-magnetic material", allows you to make the inductor in the form of a composite ring.
Признаки, указывающие, что «внешняя поверхность магнитных и немагнитных планок уперта в обращенную к ней внутреннюю поверхность цилиндрической обечайки, выполненной из материала с высокой магнитной проницаемостью», позволяют предотвратить деформацию индуктора под действием центробежных сил и использовать обечайку как ярмо индуктора.Signs indicating that “the outer surface of the magnetic and non-magnetic strips are abutted against the inner surface of the cylindrical shell made of a material with high magnetic permeability”, prevent the deformation of the inductor under the action of centrifugal forces and use the shell as the yoke of the inductor.
Признак, указывающий, что «кромки тарелок корпуса ротора, обращенные к опорному корпусу статора, снабжены Г-образными цилиндрами, начальные участки поверхности которых параллельны цилиндрическим стенкам опорного корпуса, а конечные параллельны торцам опорного корпуса», позволяет организовать площадки для установки роторных частей магнитов радиального и упорного магнитных подшипников.A sign indicating that “the edges of the plates of the rotor casing facing the stator support casing are provided with L-shaped cylinders, the initial surface sections of which are parallel to the cylindrical walls of the supporting casing, and the final ones are parallel to the ends of the supporting casing”, allows organizing platforms for installing the rotor parts of the radial magnets and persistent magnetic bearings.
Признак, указывающий, что «подшипниковый узел электромашины содержит магнитные радиальные и упорные подшипники», позволяет обеспечить возможность свободного вращения ротора относительно статора при существенном уменьшении трения в подшипниках.A sign indicating that “the bearing assembly of the electric machine contains magnetic radial and thrust bearings” allows the possibility of free rotation of the rotor relative to the stator with a significant reduction in friction in the bearings.
Признаки, указывающие, что «на цилиндрической поверхности выступа опорного корпуса статора жестко закреплены составные постоянные магниты одинаковой высоты, каждый из которых содержит, как минимум, три кольцевых постоянных магнита, намагниченных с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха, кроме того, на обращенных к ним поверхностях Г-образных цилиндров закреплены составные постоянные магниты одинаковой высоты, каждый из которых содержит, как минимум, три кольцевых постоянных магнита, намагниченных с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха, число, размеры, местоположение и направление намагниченности которых подобны числу, размерам, местоположению и направлению намагниченности постоянных магнитов, закрепленных на опорном корпусе статора», позволяют обеспечить создание эффективных радиальных магнитных подшипников электромашины.Signs indicating that “on the cylindrical surface of the protrusion of the stator support housing, compound permanent magnets of the same height are rigidly fixed, each of which contains at least three ring permanent magnets magnetized with the possibility of forming a Halbach magnetic circuit, in addition, on the surfaces facing them L-shaped cylinders are fixed with composite permanent magnets of the same height, each of which contains at least three annular permanent magnets magnetized with the possibility of I Halbach magnetic circuits, the number, size, location and direction of the magnetization of which are similar to the number, size, position and direction of the magnetization of the permanent magnets mounted on the supporting body of the stator ", allow for the creation of effective radial magnetic bearings, electric machines.
Признаки, указывающие, что «на противоположных торцах выступа опорного корпуса закреплены составные постоянные магниты, каждый из которых содержит, как минимум, три кольцевых коаксиальных постоянных магнита, намагниченных с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха, при этом на обращенных к ним поверхностях Г-образных цилиндров закреплены составные постоянные магниты, каждый из которых содержит, как минимум, три кольцевых коаксиальных постоянных магнита, намагниченных с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха, число, размеры, местоположение и направление намагниченности которых подобны числу, размерам, местоположению и направлению намагниченности постоянных магнитов, закрепленных на торцах выступа опорного корпуса статора», позволяют обеспечить создание эффективных упорных магнитных подшипников электромашины.Signs indicating that “at the opposite ends of the protrusion of the supporting body are mounted composite permanent magnets, each of which contains at least three annular coaxial permanent magnets magnetized with the possibility of forming a Halbach magnetic circuit, while on the surfaces of the L-shaped cylinders facing them composite permanent magnets are fixed, each of which contains at least three annular coaxial permanent magnets magnetized with the possibility of forming a Halbach magnetic circuit, to, size, location and direction of magnetization which are similar to the number, size, location and direction of magnetization of permanent magnets attached to the ends of the support protrusion stator housing ", allow for the establishment of effective thrust magnetic bearing electrical machine.
Признак, указывающий, что «по меньшей мере, одна из тарелок, образующих корпус ротора, разъемно скреплена с цилиндрической обечайкой», позволяет обеспечить возможность многократной сборки и разборки машины.A sign indicating that “at least one of the plates forming the rotor body is detachably fastened to a cylindrical shell”, allows for the possibility of multiple assembly and disassembly of the machine.
На фиг. 1 показан продольный разрез машины по оси вращения, а на фиг. 2 - поперечный разрез.In FIG. 1 shows a longitudinal section of the machine along the axis of rotation, and in FIG. 2 is a transverse section.
На чертежах показаны опорный корпус 1 статора, сердечник статора 2, пазы 3, катушки 4 обмотки статора, пазовые клинья 5, выступ 6, постоянные магниты 7, немагнитных клинья 8, тарелки 9, 10, обечайка 11, Г-образные цилиндры 12, 13, составные постоянные магниты 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, цилиндр 22, нажимные листы 23, 24, разрезное кольцо 25, заглушка 26.The drawings show the
Электромашина содержит опорный корпус 1 статора, шихтованный сердечник статора 2 из электротехнической стали, на внешней цилиндрической поверхности которого выполнены пазы 3, в которые уложены катушки 4 обмотки статора и зафиксированы пазовыми клиньями 5. Сердечник статора 2 своей внутренней цилиндрической поверхностью располагается на опорном корпусе 1 и жестко связан с ним. Опорный корпус 1 статора выполнен в виде цилиндрического стакана, средняя часть боковых стенок которого снабжена цилиндрическим выступом 6. При этом статор размещен внутри цилиндрической полости ротора, установленного соосно с продольной осью статора, с возможностью вращения вокруг него. Ротор содержит индуктор, выполненный из постоянных магнитов 7 и немагнитных клиньев 8. Корпус ротора выполнен в виде двух тарелок 9, 10 из немагнитного материала, разъемно скрепленных друг с другом своими кромками через цилиндрическую обечайку 11 и обращенных друг к другу своими полостями, причем суммарная глубина полостей на участке, расположенном ближе к продольной оси статора, больше, чем на периферийном участке корпуса ротора. Индуктор размещен на периферийном участке корпуса ротора и его постоянные магниты 7 в форме параллелепипеда и немагнитные клинья 8 трапецеидальной формы выполнены в виде планок, ориентированных вдоль продольной оси ротора, и установлены с образованием составного кольца с чередованием полярности полюсов постоянных магнитов 7, выполненных из материала неодим-железо-бор и намагниченных радиально. Внешняя поверхность составного магнитного кольца уперта в обращенную к ней внутреннюю поверхность цилиндрической обечайки 11, выполненной из материала с высокой магнитной проницаемостью, например, из сплава 48КНФ. Электромашина снабжена радиальными и упорными магнитными подшипниковыми узлами, расположенными на выступах 6 опорного корпуса 1 статора и соосных с ними Г-образных цилиндрах 12, 13, выполненные на тарелках 9, 10 корпуса ротора, начальные участки, поверхности которых параллельны цилиндрическим стенкам опорного корпуса 1, а конечные параллельны торцам опорного корпуса 1 статора. При этом на цилиндрических выступах 6 опорного корпуса 1 статора жестко закреплены статорные части составных постоянных магнитов 14, 15 одинакового диаметра и высоты, каждый из которых содержит, как минимум, три кольцевых постоянных магнита, намагниченных с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха. На обращенных к ним поверхностях Г-образных цилиндров 12, 13 закреплены роторные части составных постоянных магнитов 16, 17 одинакового диаметра и высоты, каждый из которых содержит, как минимум, три кольцевых постоянных магнита, намагниченных с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха, число, размеры, местоположение и направление намагниченности которых подобны числу, размерам, местоположению и направлению намагниченности постоянных магнитов 14, 15, закрепленных на поверхностях выступа 6 опорного корпуса 1 статора. Составные постоянные магниты 14, 15, 16, 17 образуют радиальные подшипники.The electric machine includes a
На противоположных торцах выступа 6 опорного корпуса 1 статора закреплены статорные части составных постоянных магнитов 18, 19, каждый из которых содержит, как минимум, три кольцевых коаксиальных постоянных магнита, намагниченных с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха, а на обращенных к ним поверхностях Г-образных цилиндров 12, 13 закреплены роторные части составных постоянных магнитов 20, 21, каждый из которых содержит, как минимум, три кольцевых коаксиальных постоянных магнита, намагниченных с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха, число, размеры, местоположение и направление намагниченности которых подобны числу, размерам, местоположению и направлению намагниченности постоянных магнитов 18, 19, закрепленных на торцах выступа 6 опорного корпуса 1 статора.On the opposite ends of the protrusion 6 of the
Составные постоянные магниты 18, 19, 20, 21 образуют упорные магнитные подшипники.Compound permanent magnets 18, 19, 20, 21 form thrust magnetic bearings.
Во внутреннее осевое цилиндрическое отверстие опорного корпуса 1 статора установлен и зафиксирован цилиндр 22, с помощью которого статор электромашины соединяется с внешним механизмом.A cylinder 22 is installed and fixed in the inner axial cylindrical hole of the stator support
С обеих сторон сердечник статора 2 уперт в нажимные листы 23, 24 и зафиксирован разрезным кольцом 25 на опорном корпусе 1 статора. Тарелка 9 корпуса ротора снабжена заглушкой 26.On both sides of the core of the
Собирают сердечник статора 2 из штампованных листов электротехнической стали, прессуют и сваривают по внутренним канавкам. На опорный корпус 1 надевают левый нажимной лист 23, статор в сборе, правый нажимной лист 24 и фиксируют его разрезным кольцом 25. В пазы 3 сердечника укладывают катушки 4 обмотки статора, вставляют пазовые клинья 5. Далее обмотка статора подвергается пропитке и сушке.The
Во внутреннее осевое цилиндрическое отверстие опорного корпуса 1 статора устанавливают и фиксируют цилиндр 22 связи.In the internal axial cylindrical hole of the stator support
Штамповкой изготавливают левую 9 и правую 10 тарелки корпуса ротора и концентрично приваривают к ним предварительно изготовленные Г-образные цилиндры 12, 13. На их внутренние цилиндрические поверхности устанавливают на клей в ряд обоймы кольцевых постоянных магнитов 16, 17 одинакового диаметра роторных частей радиальных подшипников, а на торцевые поверхности Г-образных цилиндров устанавливают концентрично на клей обоймы коаксиальных кольцевых постоянных магнитов 20, 21 роторных частей упорных подшипников. Аналогично на наружные цилиндрические поверхности выступов 6 опорного корпуса 1 статора устанавливают на клей в ряд кольцевые постоянные магниты 14, 15 одинакового диаметра статорных частей радиальных подшипников, а на торцевые поверхности выступов 6 опорного корпуса 1 устанавливают концентрично на клей кольцевые постоянные магниты 18, 19 статорных частей упорных подшипников. Статорные и роторные части одноименных подшипников должны быть расположены друг против друга. Магниты подшипников изготовлены из материала неодим-железо-бор и намагничены по схеме Хальбаха.By stamping, the left 9 and right 10 plates of the rotor casing are made and the prefabricated L-shaped cylinders 12, 13 are concentrically welded to them. On their inner cylindrical surfaces they are mounted on glue in a row of rings of permanent magnet 16, 17 of the same diameter of the rotor parts of the radial bearings, and on the end surfaces of the L-shaped cylinders are mounted concentrically on glue clips of coaxial annular permanent magnets 20, 21 of the rotor parts of the thrust bearings. Similarly, on the outer cylindrical surfaces of the protrusions 6 of the
Изготавливают постоянные магниты 7 индуктора из материала неодим-железо-бор в форме параллелепипеда и намагничивают их в радиальном направлении, а также немагнитные клинья 8 трапециевидной формы.
Тарелку 9 соединяют с цилиндрической обечайкой 11, например, сваркой. В кольцевую полость, образованную цилиндрической обечайкой 11 и периферийным участком тарелки 9 корпуса ротора, устанавливают на клей постоянные магниты 7 индуктора и немагнитные клинья 8 с чередованием намагниченности полюсов магнитов согласно фиг. 2. Получается индуктор в виде составного магнитного кольца с радиальной намагниченностью.Plate 9 is connected to a
В полость, образованную тарелкой 9 корпуса ротора и индуктором вставляют опорный корпус 1 статора в сборе с обмотанным статором, цилиндром 22 связи и постоянными магнитами 14, 15 радиальных подшипников и магнитами 18, 19 упорных подшипников. В заключение устанавливают тарелку 10 корпуса ротора с магнитами 17 радиальных подшипников и магнитами 21 упорных подшипников. Тарелку 10 корпуса ротора скрепляют винтами с цилиндрической обечайкой 11.In the cavity formed by the plate 9 of the rotor housing and the inductor, the
Электромашина может работать как синхронная вентильная в режимах генератора и двигателя. Машина возбуждается индуктором из постоянных магнитов.The electric machine can operate as a synchronous valve in the generator and engine modes. The machine is excited by a permanent magnet inductor.
В режиме генератора ротор приводится в движение внешним двигателем, например, ветротурбиной или гидротурбиной. В обмотке статора наводится ЭДС (и электроэнергия), которую можно использовать непосредственно или после преобразования с помощью полупроводникового преобразователя частоты.In generator mode, the rotor is driven by an external engine, for example, a wind turbine or a turbine. EMF (and electricity) is induced in the stator winding, which can be used directly or after conversion using a semiconductor frequency converter.
В режиме синхронного двигателя обмотку статора необходимо подключать к внешней сети через полупроводниковый преобразователь частоты. При взаимодействии магнитного поля тока статора с полем индуктора создается электромагнитный момент, и двигатель может работать при синхронной скорости. При использовании датчика положения ротора двигатель работает как вентильный.In synchronous motor mode, the stator winding must be connected to an external network through a semiconductor frequency converter. When the magnetic field of the stator current interacts with the inductor field, an electromagnetic moment is created, and the motor can operate at synchronous speed. When using the rotor position sensor, the engine operates as a valve.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014114720/07A RU2557069C1 (en) | 2014-04-14 | 2014-04-14 | Electrical machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014114720/07A RU2557069C1 (en) | 2014-04-14 | 2014-04-14 | Electrical machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2557069C1 true RU2557069C1 (en) | 2015-07-20 |
Family
ID=53611657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014114720/07A RU2557069C1 (en) | 2014-04-14 | 2014-04-14 | Electrical machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2557069C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2385523C1 (en) * | 2009-01-26 | 2010-03-27 | Владимир Викторович Дидов | Electric machine |
| RU2438041C2 (en) * | 2005-10-13 | 2011-12-27 | Свэй Турбин Ас | Direct-drive generator or engine for wind- or hydropower plant or vessel, and assembly method of such plant |
| RU2475928C1 (en) * | 2011-06-16 | 2013-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | High-rate magnetoelectric machine with vertical shaft |
| GB2505468A (en) * | 2012-08-31 | 2014-03-05 | Lappeenranta University Of Technology | External rotor electrical generator |
-
2014
- 2014-04-14 RU RU2014114720/07A patent/RU2557069C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2438041C2 (en) * | 2005-10-13 | 2011-12-27 | Свэй Турбин Ас | Direct-drive generator or engine for wind- or hydropower plant or vessel, and assembly method of such plant |
| RU2385523C1 (en) * | 2009-01-26 | 2010-03-27 | Владимир Викторович Дидов | Electric machine |
| RU2475928C1 (en) * | 2011-06-16 | 2013-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | High-rate magnetoelectric machine with vertical shaft |
| GB2505468A (en) * | 2012-08-31 | 2014-03-05 | Lappeenranta University Of Technology | External rotor electrical generator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2869433B1 (en) | Axial flux permanent magnet electrical machine with magnetic flux concentration | |
| EP3038240B1 (en) | Power generator | |
| KR101173107B1 (en) | Generator | |
| EP2536009A1 (en) | Magnetic levitation supporting structure for vertical shaft disc-type motor | |
| JP2012125034A (en) | Permanent magnet type rotary electric machine and manufacturing method for rotor thereof | |
| JP2012039775A (en) | Permanent magnet type rotary electric machine | |
| CN108696019B (en) | End plate for rotor of switched reluctance motor | |
| CN105637733B (en) | Transverse flux motor or generator | |
| RU2604058C1 (en) | Synchronous motor with magnetic reduction | |
| CN102684331A (en) | Stator permanent magnet type bearingless motor | |
| EP2894767A2 (en) | Improved electric machine couplable to a fluid-dynamic machine, and corresponding fluid-dynamic machine | |
| KR20160117616A (en) | Permanent magnet rotating electric machine | |
| CN103929035A (en) | Fault-tolerant type single-winding bearing-less permanent magnet motor | |
| RU2549883C1 (en) | Electrical machine | |
| RU2541356C1 (en) | Electric machine | |
| RU2544009C1 (en) | Electrical machine | |
| RU2544002C1 (en) | Electrical machine | |
| CN202565044U (en) | Stator permanent magnet bearingless motor | |
| CN102624176A (en) | High-power-density high-power disc type driving motor | |
| RU2557069C1 (en) | Electrical machine | |
| CN203660842U (en) | AC generator exciter | |
| CN102104312A (en) | Cylindrical double-layer winding linear permanent magnet synchronous generator | |
| CN105703588B (en) | Flywheel-type motor used for diesel engine | |
| RU2544914C1 (en) | Electrical machine | |
| CN201846157U (en) | Low-reluctance generator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190415 |