RU2558672C2 - Асинхронная энергоэффективная машина - Google Patents
Асинхронная энергоэффективная машина Download PDFInfo
- Publication number
- RU2558672C2 RU2558672C2 RU2013152514/07A RU2013152514A RU2558672C2 RU 2558672 C2 RU2558672 C2 RU 2558672C2 RU 2013152514/07 A RU2013152514/07 A RU 2013152514/07A RU 2013152514 A RU2013152514 A RU 2013152514A RU 2558672 C2 RU2558672 C2 RU 2558672C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frontal
- rings
- winding
- rotor
- stator
- Prior art date
Links
Landscapes
- Windings For Motors And Generators (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники, а именно к асинхронным машинам, касается особенностей конструктивного выполнения статоров и роторов этих машин. Это изобретение может быть использовано при проектировании и изготовлении статоров и роторов асинхронных машин. Техническим результатом является уменьшение уровней внешних электромагнитных полей и увеличение вращающего электромагнитного момента асинхронной машины. Технический результат достигается тем, что асинхронная машина, включающая ротор и статор с сердечником, в пазах которого расположены активные проводники двухслойной волновой обмотки с лобовыми проводниками, площадь поперечного сечения по крайней мере большинства которых в местах их соединения с активными проводниками упомянутой обмотки меньше усредненной по длине паза площади поперечного сечения соединяемых активных проводников, выполненными в виде плоских колец лобовых перемычек, снабжена двумя дополнительными плоскими кольцами с электропроводящими участками кольцеобразной формы по ширине кольца лобовых перемычек, закрепленными соосно на роторе в торцевых частях с небольшим воздушным зазором вблизи колец лобовых перемычек. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам, касается особенностей конструктивного выполнения статоров и роторов машин переменного тока и может быть использовано при проектировании и производстве асинхронных машин.
Известны асинхронные машины с волновыми стержневыми обмотками на статоре (Вольдек А.И. Электрические машины, Л., 1978, с.407-409). Такие машины включают статор, содержащий сердечники с пазами прямоугольной формы, в каждом из которых находятся два активных проводника (стержня), причем активные проводники, расположенные в верхней части пазов сердечника, образуют верхний слой обмотки, и активные проводники (стержни), расположенные в нижних частях пазов сердечника, образуют нижний слой обмотки. Они также включают ротор с короткозамкнутой или фазной обмоткой. Торцевые части машин включают лобовые части обмоток статора и ротора. Лобовые части обмоток являются жесткими и не имеют специальной межвитковой изоляции. Однако вылет лобовых частей обмоток достаточно велик. Значительные потоки рассеяния, создаваемые этими лобовыми частями обмоток, не участвуют в формировании электромагнитного момента, но вызывают значительные электромагнитные внешние поля, негативно влияющие на человека и электронную аппаратуру.
Известна также электрическая машина с пазами сердечника статора или ротора прямоугольной формы и уменьшенным осевым вылетом лобовых частей (Лыткин В.В. Способ организации лобовых частей электрических машин с минимальным осевым вылетом / Вестник УГТУ №5 (25), Екатеринбург, 2003, с.190-193). Она содержит в пазах по крайней мере одного сердечника электрически изолированные активные проводники (стержни), а также лобовые части, расположенные по торцам сердечника, уменьшенных размеров, что снижает уровень внешних электромагнитных полей, но не создает существенного увеличения электромагнитного момента машины.
Известна также машина переменного тока, например асинхронная, с существенно уменьшенным объемом лобовых частей обмотки статора (патент РФ №2275729, RU БИПМ №12, 27.04.2006). Эта асинхронная машина, включающая ротор и статор с сердечником, в пазах которого расположены активные проводники двухслойной волновой обмотки с лобовыми проводниками, площадь поперечного сечения по крайней мере большинства которых в местах их соединения с активными проводниками упомянутой обмотки меньше усредненной по длине паза площади поперечного сечения соединяемых активных проводников, выполненными в виде плоских колец лобовых перемычек, является энергоэффективной за счет уменьшенной металлоемкости и повышенного КПД.
В этой машине активные проводники обмотки статора, соединенные с выводами обмотки, расположены в верхнем слое обмотки. Большие части лобовых проводников обмотки статора расположены вблизи торцевых поверхностей зубцово-пазовой зоны статора - над центральными частями этих торцевых поверхностей, так как места их соединения с активными проводниками упомянутой обмотки расположены по краям торцевых поверхностей этой зубцово-пазовой зоны.
Эти части лобовых проводников создают бегущие вблизи торцевых зубцово-пазовых поверхностей сердечника магнитные поля рассеяния. За счет значительного снижения объема лобовых частей обмоток существенно снижен уровень полей рассеяния и внешних электромагнитных полей машины, однако, особенно в бескорпусном исполнении машин, величина внешних электромагнитных полей может превышать нормативы. Кроме того, упомянутые бегущие магнитные поля рассеяния не участвуют в формировании электромагнитного момента асинхронной машины.
Технический результат - уменьшение уровней (энергии) внешних электромагнитных полей и увеличение вращающего электромагнитного момента асинхронной машины.
Технический результат достигается тем, что асинхронная энергоэффективная машина, включающая ротор и статор с сердечником, в пазах которого расположены активные проводники двухслойной волновой обмотки с лобовыми проводниками, площадь поперечного сечения по крайней мере большинства которых в местах их соединения с активными проводниками упомянутой обмотки меньше усредненной по длине паза площади поперечного сечения соединяемых активных проводников, выполненными в виде плоских колец лобовых перемычек, снабжена двумя дополнительными плоскими кольцами, закрепленными соосно на роторе этой асинхронной машины, расположенными в ее торцевых частях, каждое из которых включает по крайней мере один проводящий электрический ток участок кольцеобразной формы, по ширине близкий к ширине кольца лобовых перемычек, причем эти проводящие электрический ток участки расположены с небольшим воздушным зазором вблизи упомянутых колец лобовых перемычек, а активные проводники обмотки статора, соединенные с выводами обмотки статора, расположены в нижнем слое этой обмотки.
Пример конкретного выполнения изобретения иллюстрируют фиг.1.
На фиг.1 показана эскизная компоновка асинхронной машины с короткозамкнутым ротором, конструкция которой выполнена согласно предложению. Обозначения на фиг.1 соответствуют технической литературе, например Вольдек А.И. Электрические машины, Л., 1978.
На фиг.1 изображены: корпус асинхронной машины 1, статор машины 2, сердечник статора 3, в пазах которого расположена двухслойная обмотка статора 4 с активными проводниками в пазах сердечника статора 3 (ограничены пунктиром), соединенными по торцам сердечника проводниками в виде колец лобовых перемычек (показаны сечения перемычек, изолированные между собой). Изображен также ротор 5 с сердечником и короткозамкнутой обмоткой 6, который закреплен на валу 7 и может вращаться в подшипниках 8. По торцам сердечника ротора показаны сечения короткозамыкающих колец обмотки ротора 6. Активные проводники с выводами обмотки статора расположены в нижнем (со стороны спинки сердечника статора) слое обмотки. Это позволяет разместить выводы обмотки статора над торцевой поверхностью спинки (ярма) сердечника статора, а два дополнительных плоских кольца 9 и 10 вблизи колец лобовых перемычек обмотки статора 4.
На фиг.1 в торцевых частях машины показаны эти два плоских кольца 9 и 10 на валу 7 ротора асинхронной машины. Они выполнены из проводящего электрический ток материала (например, меди) и расположены вблизи колец лобовых перемычек обмотки статора 4, с небольшим воздушным зазором. Таким образом, каждое из колец 9 и 10 имеет проводящий электрический ток участок кольцеобразной формы, по ширине близкий к ширине колец лобовых перемычек обмотки статора 4, расположенный с небольшим воздушным зазором вблизи колец лобовых перемычек.
Работает предложенная асинхронная энергоэффективная машина следующим образом.
На выводы обмотки статора 4 подают напряжение источника переменного тока. В проводниках обмотки 4 возникают токи, которые создают электромагнитное поле, наибольшая концентрация которого (основной магнитный поток) наблюдается в сердечниках статора 3 и ротора 6 и зазоре между ними. Лобовые части обмоток 3 и 6 создают магнитные поля: вблизи лобовых частей - поля рассеяния, а также распространяющиеся в пространство вне корпуса машины - внешние электромагнитные поля. На активные проводники обмотки ротора 5, при взаимодействии токов в них с основным магнитным потоком машины, действуют силы, создающие основной вращающий электромагнитный момент машины.
Перемещающиеся (бегущие) вблизи зубцово-пазовых поверхностей сердечника статора магнитные поля рассеяния наводят ЭДС в проводящем материале дисков 9, 10. Эти ЭДС вызывают в кольцах 9, 10 токи. Эти токи взаимодействуют с бегущими полями рассеяния обмотки статора, создавая дополнительные вращающие электромагнитные моменты, которые действуют на кольца 9, 10, и ротор асинхронной машины. Кроме того, токи в кольцах 9, 10 оказывают экранирующее действие, снижая энергию внешних электромагнитных полей и величины полей рассеяния обмотки статора 4. Последнее также приводит к некоторому увеличению вращающего электромагнитного момента машины. Выполнение колец 9, 10 целиком из проводящего материала снижает уровень внешних электромагнитных полей при значительных токах в роторе (режимы пуска).
Таким образом, предложенная конструкция электрической машины позволяет создать асинхронную энергоэффективную машину, снижающую энергию внешних электромагнитных полей и увеличивающую механическую энергию в двигательном режиме, в основном, за счет создания дополнительных вращающих электромагнитных моментов машины.
Claims (1)
- Асинхронная энергоэффективная машина, включающая ротор и статор с сердечником, в пазах которого расположены активные проводники двухслойной волновой обмотки с лобовыми проводниками, площадь поперечного сечения по крайней мере большинства которых в местах их соединения с активными проводниками упомянутой обмотки меньше усредненной по длине паза площади поперечного сечения соединяемых активных проводников, выполненными в виде плоских колец лобовых перемычек, отличающаяся тем, что она снабжена двумя дополнительными плоскими кольцами с электропроводящими участками кольцеобразной формы по ширине кольца лобовых перемычек, закрепленными соосно на роторе в торцевых частях с небольшим воздушным зазором вблизи колец лобовых перемычек.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013152514/07A RU2558672C2 (ru) | 2013-11-26 | 2013-11-26 | Асинхронная энергоэффективная машина |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013152514/07A RU2558672C2 (ru) | 2013-11-26 | 2013-11-26 | Асинхронная энергоэффективная машина |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013152514A RU2013152514A (ru) | 2015-06-10 |
RU2558672C2 true RU2558672C2 (ru) | 2015-08-10 |
Family
ID=53285038
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013152514/07A RU2558672C2 (ru) | 2013-11-26 | 2013-11-26 | Асинхронная энергоэффективная машина |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2558672C2 (ru) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU983902A1 (ru) * | 1980-12-16 | 1982-12-23 | Институт Электродинамики Ан Усср | Статор электрической машины переменного тока |
SU1075354A1 (ru) * | 1982-07-08 | 1984-02-23 | Марийский Политехнический Институт Им.М.Горького | Электрическа машина переменного тока |
RU2275729C1 (ru) * | 2004-10-15 | 2006-04-27 | Павел Юрьевич Грачев | Обмотка электрической машины |
-
2013
- 2013-11-26 RU RU2013152514/07A patent/RU2558672C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU983902A1 (ru) * | 1980-12-16 | 1982-12-23 | Институт Электродинамики Ан Усср | Статор электрической машины переменного тока |
SU1075354A1 (ru) * | 1982-07-08 | 1984-02-23 | Марийский Политехнический Институт Им.М.Горького | Электрическа машина переменного тока |
RU2275729C1 (ru) * | 2004-10-15 | 2006-04-27 | Павел Юрьевич Грачев | Обмотка электрической машины |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013152514A (ru) | 2015-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102366731B1 (ko) | 회전 전기 기계를 위한 권선 및 이러한 권선의 설계 방법 | |
US20140306565A1 (en) | Coaxial Motor | |
KR20190120336A (ko) | 최적화된 구성의 회전 전기 기계 | |
CN105375656A (zh) | 一种新型冲片结构的分块外转子磁通切换型双凸极电机 | |
TW201440389A (zh) | 高效率之永磁式機械 | |
Livadaru et al. | Design and finite element analysis of high-density torque induction motor for traction applications | |
Liang et al. | Analysis of copper loss of permanent magnet synchronous motor with formed transposition winding | |
CN105281520B (zh) | 一种减小开关磁阻电机径向电磁力的方法及其结构 | |
RU2526835C2 (ru) | Энергоэффективная электрическая машина | |
RU2558672C2 (ru) | Асинхронная энергоэффективная машина | |
US20180323664A1 (en) | Permanent magnet based electric machine having enhanced torque | |
Cox et al. | Multi layer planar concentrated windings | |
CN203589984U (zh) | 一种多层印制板同步电机 | |
CN103929027A (zh) | 一体化集成式开关磁阻型电磁调速电动机 | |
CN206490509U (zh) | 具有回磁路定子磁芯的无端部绕组的交流电机 | |
Lu et al. | Influences of rotor bar design on the starting performance of line-start permanent magnet synchronous motor | |
CN203014625U (zh) | 一种变频调速三相交流永磁同步电动机 | |
RU2509402C1 (ru) | Обмотка электрической машины | |
CN205544668U (zh) | 自启动永磁同步电动机转子 | |
CA2698924A1 (en) | Alternating current electric induction motor | |
CN205753907U (zh) | 具有双励磁绕组的混合励磁永磁电机 | |
CN107872104A (zh) | 一种电励磁同极型旋转电机 | |
CN204334266U (zh) | 一种七次谐波励磁无刷同步发电机 | |
GB201108187D0 (en) | Coil arrangement for multi-phase electrical machine | |
US11264874B2 (en) | Current-controlled motor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151127 |