RU2603200C1 - Синхронный элекродвигатель с анизотропной магнитной проводимостью ротора - Google Patents
Синхронный элекродвигатель с анизотропной магнитной проводимостью ротора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2603200C1 RU2603200C1 RU2015140439/07A RU2015140439A RU2603200C1 RU 2603200 C1 RU2603200 C1 RU 2603200C1 RU 2015140439/07 A RU2015140439/07 A RU 2015140439/07A RU 2015140439 A RU2015140439 A RU 2015140439A RU 2603200 C1 RU2603200 C1 RU 2603200C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- stator
- synchronous electric
- magnetic conductivity
- anisotropic magnetic
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/24—Rotor cores with salient poles ; Variable reluctance rotors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K37/00—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors
- H02K37/02—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of variable reluctance type
- H02K37/04—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of variable reluctance type with rotors situated within the stators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам, и может быть использовано в устройствах электропривода с повышенными требованиями к пульсациям момента. Технический результат заключается в уменьшении пульсаций электромагнитного момента и электромагнитных потерь в двигателе. Синхронная электрическая машина с анизотропной магнитной проводимостью ротора содержит статор с магнитопроводом и статорными обмотками, подшипниковые щиты и цилиндрический ротор, набранный из листов ферромагнитного материала с шихтовкой вдоль оси вала машины. При этом полюса ротора выполнены явными, и каждый из них поперечно разделен на две половины, при этом скос на каждой из них направлен встречно от торцов полюса в середину под углом, равным зубцовому делению статора. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам, у которых с целью снижения пульсаций электромагнитного момента конструкция ротора выполнена со скосом полюсов. Оно может быть использовано в устройствах электропривода с повышенными требованиями к пульсациям момента.
Известна конструкция асинхронного электродвигателя со скосом полюсов ротора на одно зубцовое деление статора [Гурин Я.С., Кузнецов Б.И. Проектирование серий электрических машин. - М.: Энергия, 1978. - 480 с., ил.], предназначенным для уменьшения пульсаций электромагнитного момента, вызываемых зубцово-пазовой геометрией ротора и, как следствие, воздействием высших гармоник проводимостей воздушного зазора. Такая конструкция обладает следующим недостатком: наряду с уменьшением пульсаций, из-за наличия скоса зубцов на роторе, при его вращении возникает осевое усилие, которое увеличивает нагрузку на подшипниковые щиты, что приводит к возникновению вибраций, ускорению износа подшипников и повышению механических потерь.
Известна конструкция синхронной реактивной электрической машины с постоянными магнитами на роторе [Способы уменьшения пульсаций электромагнитного момента в электрических машинах с постоянными магнитами тангенциальной намагниченности / В.В. Гребеников, М.В. Прыймак // Вiсник НТУ «ΧΠΙ». 2014. №38], полюса которой выполнены со скосом. Такая машина содержит статор с трехфазной электрической обмоткой и ротор, выполненный с использованием постоянных магнитов. Такая конструкция имеет следующие недостатки: несмотря на то, что наличие скоса полюсов ротора снижает пульсации электромагнитного момента, оно также приводит к возникновению осевых усилий и скручивающих моментов, которые приводят к возникновению вибраций и ускорению износа подшипников; помимо этого материалы, из которых изготавливается ротор, имеют высокую стоимость, а также ротор сложен в исполнении.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является выбранное в качестве прототипа устройство синхронной электрической машины [Патент РФ №2541513, кл. Н02К 19/20, 2013] с анизотропной магнитной проводимостью, содержащей статор с электрической обмоткой и ротор, выполненный цилиндрическим, набранным из листов ферромагнитного материала с шихтовкой вдоль оси вала машины. Техническим результатом такой конструкции является повышение эффективности работы синхронной электрической машины с анизотропной магнитной проводимостью ротора и улучшение ее энергетических показателей. Недостатком такой конструкции является наличие пульсаций электромагнитного момента, вызываемых зубцово-пазовой геометрией статора, приводящих к нежелательным вибрациям и шуму, в свою очередь, вибрации приводят к ускорению изнашивания подшипников.
Задачей предлагаемого технического решения является уменьшение электромагнитных потерь в синхронной электрической машине и улучшение вибро-шумовых характеристик синхронной электрической машины.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является уменьшение пульсации электромагнитного момента, а также исключение осевых усилий и скручивающих моментов, вызывающих неравномерное распределение нагрузки на подшипники и вибрации, а также за счет разделения ротора на две части уменьшение электромагнитных потерь в полюсах ротора.
Указанный технический результат достигается тем, что в синхронной электрической машине с анизотропной магнитной проводимостью ротора, содержащей статор с магнитопроводом и статорные электрические обмотки, подшипниковые щиты и цилиндрический ротор, набранный из листов ферромагнитного материала с шихтовкой вдоль оси вала машины, по изобретению каждый полюс ротора поперечно разделен на две половины, при этом скос на каждой из них направлен встречно от торцов полюса в середину под углом, равным зубцовому делению статора.
Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана синхронная электрическая машина с анизотропной магнитной проводимостью ротора, где:
1 - статор
2 - магнитопровод
3 - статорные обмотки
4 - подшипниковые щиты
5 - ротор
6 - полюса ротора
7 - листы электротехнической стали
На фиг. 2 показан ротор синхронной электрической машины с анизотропной магнитной проводимостью ротора.
Принцип действия предложенного технического решения работает следующим образом.
Синхронная электрическая машина с анизотропной магнитной проводимостью ротора содержит статор 1, состоящий из магнитопровода 2 и статорных обмоток 3, подшипниковые щиты 4 и ротор 5, полюса которого 6 набраны из листов электротехнической стали 7 с шихтовкой вдоль оси вала машины (Фиг. 1). Причем полюса ротора выполнены явными, каждый из них поперечно разделен на две половины, при этом скос на каждой из них направлен встречно от торцов полюса в середину под углом, равным зубцовому делению статора.
Статор 1 машины выполнен таким же образом, как и в обычной электрической машине переменного тока. Предположим, что статорная обмотка выполнена трехфазной, каждая из катушек обмоток сдвинута относительно двух других в поперечном разрезе машины на угол 120 градусов. При подаче на статорные обмотки 3 переменного синусоидального питающего напряжения, одинакового по амплитуде, но сдвинутого на 120 электрических градусов, по обмоткам потекут токи, которые будут создавать вращающееся магнитное поле. Электромагнитный момент в реактивном электрическом двигателе обусловлен разницей магнитных проводимостей по продольной и поперечной осям. Явно выраженные полюса электрической машины стремятся принять такое положение, чтобы магнитная проводимость для силовых линий поля была максимальной. Вследствие чего появляются силы, образующие вращающий момент, при этом ротор вращается в том же направлении, что и поле, и с той же скоростью.
Для уменьшения пульсаций электромагнитного момента, возникающих из-за зубцово-пазового исполнения статора, полюса ротора двигателя предлагается выполнять со скосом, таким образом, чтобы каждый из полюсов был поперечно разделен на две половины, при этом скос на каждой из них был бы направлен встречно от торцов полюса в середину под углом, равным зубцовому делению статора. При такой конфигурации ротора в каждой из половин полюса возникает осевое усилие, при этом векторно эти усилия направлены встречно по одной прямой, вследствие чего обеспечивается взаимная компенсация осевых усилий и скручивающих моментов.
Таким образом, вышеописанная конфигурация ротора позволяет уменьшить пульсации электромагнитного момента, вызванные зубцово-пазовым исполнением ротора, за счет взаимной компенсации осевых усилий и скручивающих моментов, отрицательно влияющих на виброшумовые характеристики машины и ускоряющих износ подшипников, а также разделение ротора на две части позволяет уменьшить вихревые токи, наводящиеся в стали ротора, и, следовательно, уменьшить электромагнитные потери в синхронной электрической машине.
Claims (1)
- Синхронная электрическая машина с анизотропной магнитной проводимостью ротора, содержащая статор с магнитопроводом и статорные электрические обмотки, подшипниковые щиты и цилиндрический ротор, набранный из листов ферромагнитного материала с шихтовкой вдоль оси вала машины, отличающаяся тем, что каждый полюс ротора поперечно разделен на две половины, при этом скос на каждой из них направлен встречно от торцов полюса в середину под углом, равным зубцовому делению статора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015140439/07A RU2603200C1 (ru) | 2015-09-22 | 2015-09-22 | Синхронный элекродвигатель с анизотропной магнитной проводимостью ротора |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015140439/07A RU2603200C1 (ru) | 2015-09-22 | 2015-09-22 | Синхронный элекродвигатель с анизотропной магнитной проводимостью ротора |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2603200C1 true RU2603200C1 (ru) | 2016-11-27 |
Family
ID=57774430
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015140439/07A RU2603200C1 (ru) | 2015-09-22 | 2015-09-22 | Синхронный элекродвигатель с анизотропной магнитной проводимостью ротора |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2603200C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2689319C1 (ru) * | 2018-04-16 | 2019-05-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" | Синхронная электрическая машина с анизотропной магнитной проводимостью ротора |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU782045A1 (ru) * | 1979-01-04 | 1980-11-23 | Предприятие П/Я М-5113 | Полюс ротора синхронной внополюсной электрической машины |
SU1406689A1 (ru) * | 1987-01-05 | 1988-06-30 | Предприятие П/Я Г-4993 | Ротор электрической машины |
RU2289877C2 (ru) * | 2003-07-31 | 2006-12-20 | Государственное предприятие завод "Электротяжмаш" | Явнополюсный ротор тяговой синхронной электрической машины |
RU132642U1 (ru) * | 2012-11-01 | 2013-09-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" (МАИ) | Синхронный втсп электродвигатель с постоянными магнитами |
RU134370U1 (ru) * | 2013-04-26 | 2013-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" (МАИ) | Сверхпроводниковая электрическая машина с композитным слоистым ротором |
RU2541513C2 (ru) * | 2013-04-23 | 2015-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Судовые электротехнические системы" (ООО "НПЦ "СЭС") | Синхронная машина с анизотропной магнитной проводимостью ротора |
-
2015
- 2015-09-22 RU RU2015140439/07A patent/RU2603200C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU782045A1 (ru) * | 1979-01-04 | 1980-11-23 | Предприятие П/Я М-5113 | Полюс ротора синхронной внополюсной электрической машины |
SU1406689A1 (ru) * | 1987-01-05 | 1988-06-30 | Предприятие П/Я Г-4993 | Ротор электрической машины |
RU2289877C2 (ru) * | 2003-07-31 | 2006-12-20 | Государственное предприятие завод "Электротяжмаш" | Явнополюсный ротор тяговой синхронной электрической машины |
RU132642U1 (ru) * | 2012-11-01 | 2013-09-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" (МАИ) | Синхронный втсп электродвигатель с постоянными магнитами |
RU2541513C2 (ru) * | 2013-04-23 | 2015-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Судовые электротехнические системы" (ООО "НПЦ "СЭС") | Синхронная машина с анизотропной магнитной проводимостью ротора |
RU134370U1 (ru) * | 2013-04-26 | 2013-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" (МАИ) | Сверхпроводниковая электрическая машина с композитным слоистым ротором |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2689319C1 (ru) * | 2018-04-16 | 2019-05-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" | Синхронная электрическая машина с анизотропной магнитной проводимостью ротора |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2669206C2 (ru) | Гибридный электрический двигатель с самовыравнивающимся ротором с постоянными магнитами и короткозамкнутым ротором | |
CN102355108B (zh) | 高品质三相交流永磁伺服同步电动机 | |
CN105990922B (zh) | 转子及具有其的切向式永磁同步电机 | |
Lavrinovicha et al. | Comparison of permanent magnet synchronous motor and synchronous reluctance motor based on their torque per unit volume | |
RU2541513C2 (ru) | Синхронная машина с анизотропной магнитной проводимостью ротора | |
WO2023020597A1 (zh) | 一种谐波磁场驱动电机 | |
CN108599504A (zh) | 一种五自由度无轴承开关磁阻电机 | |
Li et al. | Analysis of flux switching permanent magnet machine design for high-speed applications | |
US9923439B2 (en) | Hybrid electric motor with self aligning permanent magnet and squirrel cage rotors | |
Zhang et al. | High speed permanent magnet motor design and power loss analysis | |
CN111226383B (zh) | 电机转子的磁桥的几何形状 | |
CN202395540U (zh) | 高品质三相交流永磁伺服同步电动机 | |
KR101636330B1 (ko) | 플럭스 필터링 기능을 갖는 회전자 및 그를 포함하는 동기형 모터 | |
RU2603200C1 (ru) | Синхронный элекродвигатель с анизотропной магнитной проводимостью ротора | |
Neethu et al. | High performance axial flux permanent magnet synchronous motor for high speed applications | |
CN104113152A (zh) | 一种三相异步电动机的永磁转子 | |
CN103904855A (zh) | 一种具有初始自启动能力的无刷谐波励磁电动机 | |
CN203312945U (zh) | 一种三相异步电动机的永磁转子 | |
CN103326530B (zh) | 一种12/14结构无轴承开关磁阻电机 | |
KR101123676B1 (ko) | 자속 안내구멍이 형성된 회전자를 갖는 동기형 모터 | |
CN108809024A (zh) | 一种轴向单自由度无轴承开关磁阻电机 | |
CN105305670B (zh) | 一种用于降低极频和槽频径向电磁激振力的电机 | |
Matsumoto et al. | Study on IPMSM with ferrite magnets driven at high speeds | |
CN101931348A (zh) | 一种基于混励式磁环的双磁环感应式磁能发电机 | |
RU181894U1 (ru) | Электрическая машина |