RU2583846C1 - Электромагнитный редуктор - Google Patents
Электромагнитный редуктор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2583846C1 RU2583846C1 RU2015100721/07A RU2015100721A RU2583846C1 RU 2583846 C1 RU2583846 C1 RU 2583846C1 RU 2015100721/07 A RU2015100721/07 A RU 2015100721/07A RU 2015100721 A RU2015100721 A RU 2015100721A RU 2583846 C1 RU2583846 C1 RU 2583846C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- stator
- teeth
- electromagnetic
- rotors
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K16/00—Machines with more than one rotor or stator
- H02K16/02—Machines with one stator and two or more rotors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K16/00—Machines with more than one rotor or stator
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K51/00—Dynamo-electric gears, i.e. dynamo-electric means for transmitting mechanical power from a driving shaft to a driven shaft and comprising structurally interrelated motor and generator parts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dynamo-Electric Clutches, Dynamo-Electric Brakes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электротехнике, а именно к электромагнитным редукторам. Электромагнитный редуктор содержит корпус с установленными в нем статором, первым и вторым роторами, жестко установленными на входном и выходном валах соответственно, при этом первый ротор, расположенный коаксиально со статором и жестко связанный с концом входного вала, выполнен в виде беличьей клетки, стержни которой, вставленные в кольца из немагнитного материала, образуют зубцы этого ротора, а второй ротор, расположенный внутри первого, выполнен в виде зубчатого магнитопровода, причем статор, стержни зубцов первого ротора и второй ротор выполнены шихтованными из ферромагнитной тонколистовой стали, обмотки возбуждения установлены на щитах редуктора и подключены к источнику постоянного напряжения с возможностью создания однонаправленных магнитных потоков в статоре и роторах, а второй ротор выполнен с числом зубцов, равным разности между числом зубцов первого ротора и числом зубцов статора z2=(z1-z). Технический результат состоит в упрощении конструкции, повышении надежности и увеличении передаваемого момента. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к общему машиностроению, к электротехнике, к электромагнитным механизмам, а конкретно к бесконтактным электромагнитным редукторам, и может быть использовано в качестве передаточного устройства в механических системах с большим ресурсом работы в условиях отсутствия смазки.
Известен двухступенчатый редуктор, являющийся мультипликатором (статья Дергачев П.А., Кирюхин В.П., Кулаев Ю.В., Курбатов П.А., Молоканов О.Н. «Анализ двухступенчатого магнитного мультипликатора», ж. «Электротехника», №5, 2012 г., с. 39-45), имеющий три вращающихся ротора, внешний статор и внутреннее модулирующее кольцо. Наружный ротор и наружные магниты промежуточного ротора образуют первую ступень мультипликатора. Второй (промежуточный) ротор имеет радиально намагниченные магниты на наружной и внутренней сторонах. Статор, наружный ротор и наружные магниты промежуточного ротора образуют первую ступень мультипликатора. Третий (внутренний) ротор жестко связан с выходным валом. Внутренние магниты промежуточного ротора, вторая беличья клетка и внутренний ротор образуют вторую (выходную) ступень мультипликатора. Недостатком этого магнитного редуктора является большое число ступеней. Современные высокоэнергетические постоянные магниты из редкоземельных элементов имеют высокую стоимость. Гармоники магнитного поля во втором воздушном зазоре, взаимодействуя с наружными магнитами, создают переменные электромагнитные моменты - источник вибрации и шума.
Наиболее близким к заявляемому устройству является электромагнитный редуктор (патент RU №2529422, Н02К 16/00, Н02К 51/00), содержащий корпус с установленными в нем статором с многофазной обмоткой, подключенной к источнику напряжения, а также первым и вторым роторами, жестко установленными на входном и выходном валах соответственно, причем обмотка статора подключена к источнику напряжения через регулируемый преобразователь частоты и размещена в пазах внутренней поверхности статора с образованием полюсов, при этом первый ротор, расположенный коаксиально со статором и жестко связанный с концом входного вала, выполнен в виде беличьей клетки, стержни которой, вставленные в кольца из немагнитного материала, образуют зубцы этого ротора, а второй ротор, расположенный внутри первого, выполнен в виде зубчатого магнитопровода с числом зубцов z2, равным z2=(z1-p1), где z1 - число зубцов первого ротора; p1 - число пар полюсов обмотки статора; причем статор, зубцы первого ротора и второй ротор выполнены шихтованными из ферромагнитной тонколистовой стали.
Недостатком этого электромагнитного редуктора является сложность в изготовлении устройства редуктора, обусловленная наличием многофазной обмотки на статоре и регулируемого преобразователя частоты. Использование такого сложного устройства не всегда целесообразно, например, в случаях, когда нет необходимости в регулировании передаточного отношения, а наличие вышеописанной обмотки на статоре и регулируемого преобразователя частоты приводит к излишним потерям энергии. Такое устройство менее надежно.
Заявляемое изобретение направлено на решение технической задачи создания несложной и недорогой конструкции электромагнитного редуктора, который может использоваться в качестве редуктора, без применения смазки.
Техническим результатом заявляемого устройства является упрощение конструкции, повышение надежности, увеличение величины передаваемого момента.
Этот технический результат достигается тем, что в электромагнитном редукторе, содержащем корпус с установленными в нем статором, первым и вторым роторами, жестко установленными на входном и выходном валах соответственно, при этом первый ротор, расположенный коаксиально со статором и жестко связанный с концом входного вала, выполнен в виде беличьей клетки, стержни которой, вставленные в кольца из немагнитного материала, образуют зубцы этого ротора, а второй ротор, расположенный внутри первого, выполнен в виде зубчатого магнитопровода, причем статор, стержни зубцов первого ротора и второй ротор выполнены шихтованными из ферромагнитной тонколистовой стали, в соответствии с изобретением, обмотки возбуждения установлены на щитах редуктора и подключены к источнику постоянного напряжения с возможностью создания однонаправленных магнитных потоков в статоре и роторах, а второй ротор выполнен с числом зубцов, равным разности между числом зубцов первого ротора и числом зубцов статора z2=(z1-z).
При этом зубцы первого ротора могут быть выполнены высотой больше половины ширины пазов между полюсами
На рис. 1 и 2 представлена принципиальная конструктивная схема заявляемого электромагнитного редуктора.
В электромагнитном редукторе входной вал 1 установлен с возможностью вращения в подшипниках шита 2 корпуса 3. Неподвижно установленный в корпусе 3 статор 4 выполнен из шихтованных листов электротехнической холоднокатаной стали с числом зубцов z на его внутренней поверхности.
Коаксиально статору установлен жестко связанный с концом входного вала 1, с возможностью вращения вместе с ним в подшипниках первый ротор 5. Ротор 5 выполнен в виде «беличьей клетки», магнитно и гальванически изолированные между собой, стержни которой выполнены из шихтованных тонких ферромагнитных прямоугольных пластин электротехнической стали и имеют форму прямоугольной призмы, причем стержни закреплены в кольцах 6, 7 из немагнитного материала и образуют зубцы ротора 5, число которых равно z1, причем высота h их шихтованных призм прямоугольного сечения больше половины ширины bn пазов для увеличения глубины модуляции магнитного поля первым ротором 5. Кольцо 6 жестко соединено с концом входного вала 1. Безобмоточный зубчатый внутренний, по отношению к ротору 5, второй ротор 8 с числом зубцов z2=(z1-z) выполнен из шихтованной электротехнической стали, жестко установлен на выходном валу 9. На щитах 2 и 10 установлены обмотки возбуждения 11 и 12, подключенные параллельно к источнику постоянного напряжения с возможностью создания однонаправленных магнитных потоков в статоре и роторах.
Электромагнитный редуктор работает следующим образом. На выводы обмоток 11 и 12 для двухстороннего возбуждения магнитного потока подают питание от источника постоянного напряжения. В результате возникают магнитные потоки, протекающие по замкнутому пути через статор 4, роторы 5, 8, которые замыкаются через корпус 3, подшипниковые щиты 2, 10 и вал 9. Причем через статор 4 и роторы 5, 8 магнитные потоки протекают в одном направлении. Если нет движения валов, то статор и два ротора устанавливаются в определенное положение в соответствии с равномерным распределением сил взаимодействия между полюсами по их расточкам.
При вращении входного вала 1 с угловой скоростью Ω1 на первом роторе 5, за счет взаимодействия его полюсов и полюсов статора 4, возникает вращающееся магнитное поле с числом пар полюсов, равным количеству зубцов z2=(z1-z) второго ротора 8. При этом угловая скорость вращения
Изменение направления вращения вала 9 второго ротора 8 можно осуществлять только при изменении направления вращения входного вала 1, то есть первого ротора 5.
Такой электромагнитный редуктор отличается несложной конструкцией за счет выполнения безобмоточных роторов и одного статора. Причем в этом случае возможно увеличение величины передаваемого момента за счет увеличения числа пар полюсов безобмоточного статора. При этом заявляемый редуктор обладает высоким удельным моментом, простотой и удобством эксплуатации, отсутствием постоянных магнитов. Редуктор может найти применение в различных транспортных системах, в ветроэнергетике в качестве мультипликатора.
Claims (2)
1. Электромагнитный редуктор, содержащий корпус с установленными в нем статором, первым и вторым роторами, жестко установленными на входном и выходном валах соответственно, при этом первый ротор, расположенный коаксиально со статором и жестко связанный с концом входного вала, выполнен в виде беличьей клетки, стержни которой, вставленные в кольца из немагнитного материала, образуют зубцы этого ротора, а второй ротор, расположенный внутри первого, выполнен в виде зубчатого магнитопровода, причем статор, стержни зубцов первого ротора и второй ротор выполнены шихтованными из ферромагнитной тонколистовой стали, отличающийся тем, что обмотки возбуждения установлены на щитах редуктора и подключены к источнику постоянного напряжения с возможностью создания однонаправленных магнитных потоков в статоре и роторах, а второй ротор выполнен с числом зубцов, равным разности между числом зубцов первого ротора и числом зубцов статора z2=(z1-z).
2. Электромагнитный редуктор по п. 1, отличающийся тем, что зубцы первого ротора выполнены высотой больше половины ширины его пазов между полюсами.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015100721/07A RU2583846C1 (ru) | 2015-01-12 | 2015-01-12 | Электромагнитный редуктор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015100721/07A RU2583846C1 (ru) | 2015-01-12 | 2015-01-12 | Электромагнитный редуктор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2583846C1 true RU2583846C1 (ru) | 2016-05-10 |
Family
ID=55960212
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015100721/07A RU2583846C1 (ru) | 2015-01-12 | 2015-01-12 | Электромагнитный редуктор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2583846C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106452008A (zh) * | 2016-12-01 | 2017-02-22 | 大连交通大学 | 基于笼型转子的同心式永磁齿轮传动装置 |
RU169815U1 (ru) * | 2016-10-17 | 2017-04-03 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Электромагнитная муфта привода насоса подачи топлива авиационного двигателя |
RU2774121C1 (ru) * | 2021-07-07 | 2022-06-15 | Сергей Сергеевич Лагутин | Электрический двигатель для транспортных средств |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4644206A (en) * | 1984-10-26 | 1987-02-17 | Smith Christopher D | Continuously variable torque converter |
WO2011144895A2 (en) * | 2010-05-17 | 2011-11-24 | Magnomatics Limited | Large magnetically geared machines |
RU111367U1 (ru) * | 2011-07-19 | 2011-12-10 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" | Магнитный редуктор |
RU2447569C1 (ru) * | 2010-10-19 | 2012-04-10 | Леонид Борисович Куликов | Электромеханический вариатор |
RU2483419C1 (ru) * | 2012-02-21 | 2013-05-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" | Магнитный редуктор |
-
2015
- 2015-01-12 RU RU2015100721/07A patent/RU2583846C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4644206A (en) * | 1984-10-26 | 1987-02-17 | Smith Christopher D | Continuously variable torque converter |
WO2011144895A2 (en) * | 2010-05-17 | 2011-11-24 | Magnomatics Limited | Large magnetically geared machines |
RU2447569C1 (ru) * | 2010-10-19 | 2012-04-10 | Леонид Борисович Куликов | Электромеханический вариатор |
RU111367U1 (ru) * | 2011-07-19 | 2011-12-10 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" | Магнитный редуктор |
RU2483419C1 (ru) * | 2012-02-21 | 2013-05-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" | Магнитный редуктор |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU169815U1 (ru) * | 2016-10-17 | 2017-04-03 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Электромагнитная муфта привода насоса подачи топлива авиационного двигателя |
CN106452008A (zh) * | 2016-12-01 | 2017-02-22 | 大连交通大学 | 基于笼型转子的同心式永磁齿轮传动装置 |
RU2774121C1 (ru) * | 2021-07-07 | 2022-06-15 | Сергей Сергеевич Лагутин | Электрический двигатель для транспортных средств |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10476349B2 (en) | Method and apparatus for compact axial flux magnetically geared machines | |
WO2018233173A1 (zh) | 一种基于锥齿轮传动的盘式调速磁力耦合器 | |
RU2529422C1 (ru) | Электромагнитный редуктор | |
KR20120056408A (ko) | 발전기 | |
RU2604058C1 (ru) | Синхронный электродвигатель с магнитной редукцией | |
RU2590915C1 (ru) | Редуктор электромагнитный | |
Uppalapati et al. | A flux focusing ferrite magnetic gear | |
CN104953779A (zh) | 磁性齿轮低速大转矩电机 | |
US11271467B2 (en) | Coaxial double-rotor variable-speed electromagnetic drive | |
RU2583846C1 (ru) | Электромагнитный редуктор | |
Mateev et al. | Torque transmission characteristics of a coaxial magnetic gear | |
RU2579443C2 (ru) | Соосный магнитный редуктор-мультипликатор узякова | |
RU2594757C1 (ru) | Электромагнитный редуктор | |
Bronn et al. | Development of a shutter type magnetic gear | |
CN204696889U (zh) | 磁性齿轮低速大转矩电机 | |
RU2630482C1 (ru) | Электромагнитный редуктор | |
RU111367U1 (ru) | Магнитный редуктор | |
RU2526540C1 (ru) | Электромагнитный редуктор | |
RU2545166C1 (ru) | Магнитный редуктор | |
RU122461U1 (ru) | Магнитная передача | |
RU115130U1 (ru) | Электрическая машина | |
Afsari et al. | Cogging torque minimization in double sided axial flux magnetic gear | |
CN203979331U (zh) | 磁路结构改进的磁场调制式永磁齿轮 | |
RU2417505C1 (ru) | Электродвигатель горнорудной мельницы системы прямого привода | |
CN211701647U (zh) | 电动机 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180113 |