RU2629004C2 - Uzyakov's stator magnetic coupling - Google Patents

Uzyakov's stator magnetic coupling Download PDF

Info

Publication number
RU2629004C2
RU2629004C2 RU2016116362A RU2016116362A RU2629004C2 RU 2629004 C2 RU2629004 C2 RU 2629004C2 RU 2016116362 A RU2016116362 A RU 2016116362A RU 2016116362 A RU2016116362 A RU 2016116362A RU 2629004 C2 RU2629004 C2 RU 2629004C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stator
magnetic
couplings
screen
coupling
Prior art date
Application number
RU2016116362A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016116362A (en
Inventor
Рафаэль Наильевич Узяков
Николай Александрович Манаков
Марат Рафаэльевич Узяков
Original Assignee
Рафаэль Наильевич Узяков
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 Рафаэль Наильевич Узяков filed Critical Рафаэль Наильевич Узяков
Priority to RU2016116362A priority Critical patent/RU2629004C2/en
Publication of RU2016116362A publication Critical patent/RU2016116362A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2629004C2 publication Critical patent/RU2629004C2/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K49/00Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes

Abstract

FIELD: machine engineering.
SUBSTANCE: stator magnetic coupling comprises of two identical half-couplings with permanent magnets, mounted thereon and having a number of pole pairs p (where p=1, 2, …, n), and a fixed stator consisting of separate magnetic circuits arranged along the circumference, the number of which is z=2(p+kp/2) (where k=1, 2, …, n). The magnetic circuits are united by a stator casing made of non-magnetic metal. The stator passes through a screen separating the cavities of the drive and driven shafts. There are work parts of the stator, protruding on both sides of the screen, which interact with the half-couplings. There is an air gap between the half-couplings and the stator. The magnetic flux, generated by the permanent magnets of the half-couplings, is closed through the multi-element ferromagnetic stator circuit. Rotation of any of the half-couplings results in the occurrence of a rotating magnetic field in the stator, which drives the second half-coupling.
EFFECT: high specific characteristics with a significant thickness of the separating screen, providing a high differential pressure and radiation safety.
2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и электротехнике, оно может быть использовано для передачи энергии с герметичным разделением полостей ведущего и ведомого валов.The invention relates to mechanical engineering and electrical engineering, it can be used to transfer energy with a tight separation of the cavities of the drive and driven shafts.

Известно большое разнообразие магнитных муфт для передачи энергии с герметичным разделением полостей ведущего и ведомого валов (см., например, Ганзбург Л.Б., Федотов А.И. Проектирование электромагнитных и магнитных механизмов. Справочник. Л.: Машиностроение. 1980).There is a wide variety of magnetic couplings for energy transfer with a tight separation of the cavities of the driving and driven shafts (see, for example, Ganzburg LB, Fedotov AI Design of electromagnetic and magnetic mechanisms. Reference book. L .: Engineering. 1980).

Общим недостатком известных устройств является то, что экран, разделяющий полости ведущего и ведомого валов, не может иметь значительную толщину, так как при этом уменьшается магнитное сцепление и эффективность муфт.A common disadvantage of the known devices is that the screen separating the cavities of the drive and driven shafts cannot have a significant thickness, since this reduces the magnetic adhesion and coupling efficiency.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению (прототипом) является электромагнитная муфта-редуктор, имеющая неподвижный экран в виде корпуса из электроизоляционного материала со встроенными ферромагнитными элементами, содержащая ведущее звено в виде электромагнита с одной или большим числом пар полюсов расположенное в цилиндрической полости неподвижного экрана, и ведомое звено - ферромагнитный якорь, имеющий два зубца, расположенный во внутренней полости экрана (см. описание изобретения к патенту RU №2451382 от 20.05.2012).The closest in technical essence to the proposed invention (prototype) is an electromagnetic clutch-reducer having a fixed screen in the form of a housing made of insulating material with integrated ferromagnetic elements, containing a driving link in the form of an electromagnet with one or more pairs of poles located in the cylindrical cavity of the fixed screen , and the driven link is a ferromagnetic anchor having two teeth located in the inner cavity of the screen (see the description of the invention to patent RU No. 2451382 of 20. 05.2012).

Недостатком устройства является энергозависимость, сложность конструкции и незначительная прочность электроизоляционных материалов.The disadvantage of this device is its volatility, design complexity and low strength of electrical insulation materials.

Задачей изобретения является, обеспечение возможности передачи энергии с герметичным разделением полостей ведущего и ведомого валов при значительной (более 20 мм) толщине разделяющего экрана, обеспечивающей высокую разность давлений и радиационную безопасность.The objective of the invention is to provide the possibility of energy transfer with a tight separation of the cavities of the drive and driven shafts with a significant (more than 20 mm) thickness of the separating screen, providing a high pressure difference and radiation safety.

Поставленная задача решается тем, что статорная магнитная муфта Узякова содержит две одинаковые полумуфты 1 и 2 с установленными на них постоянными магнитами 3 и 4, имеющие число пар полюсов р (где р=1, 2, …n) и неподвижный статор, состоящий из отдельных магнитопроводов 7, расположенных по окружности, число которых z=2(р+kp/2) (где k=1, 2, …n). Магнитопроводы, которые могут быть выполнены из шихтованной электротехнической стали, объединены корпусом статора 8, выполненным из немагнитного металла (аустенитная нержавеющая сталь, алюминиевый сплав и т.п.). Статор проходит через экран 9, разделяющий полости ведущего и ведомого валов, с обеих сторон экрана 9 выступают рабочие части статора, с которыми взаимодействуют полумуфты. Между полумуфтами и статором имеется основной воздушный зазор минимально возможной величины. Зазор между элементами статора как минимум в десять раз больше, чем основной воздушный зазор. Магнитный поток, создаваемый постоянными магнитами полумуфт, замыкается через многоэлементный ферромагнитный магнитопровод статора.The problem is solved in that the Uzyakov stator magnetic coupling contains two identical coupling halves 1 and 2 with permanent magnets 3 and 4 mounted on them, having the number of pole pairs p (where p = 1, 2, ... n) and a fixed stator consisting of separate magnetic circuits 7 arranged in a circle, the number of which z = 2 (p + kp / 2) (where k = 1, 2, ... n). Magnetic cores, which can be made of burnt electrical steel, are connected by a stator housing 8 made of non-magnetic metal (austenitic stainless steel, aluminum alloy, etc.). The stator passes through a screen 9 separating the cavities of the driving and driven shafts, on both sides of the screen 9 the working parts of the stator protrude, with which the coupling halves interact. Between the coupling halves and the stator there is a main air gap of the smallest possible size. The gap between the stator elements is at least ten times larger than the main air gap. The magnetic flux generated by the permanent magnets of the coupling halves is closed through a multi-element ferromagnetic magnetic circuit of the stator.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена принципиальная схема статорной магнитной муфты Узякова, исполнение - 1, на фиг. 2 - эта же муфта, исполнение - 2.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 is a schematic diagram of a stator magnetic coupling Uzyakova, execution - 1, in FIG. 2 - the same coupling, execution - 2.

Представленная на фиг. 1 и фиг. 2 схема изобретения состоит из следующих основных элементов: полумуфты 1 и 2, валы полумуфт 5 и 6, постоянные магниты 3 и 4, магнитопроводы статора 7, корпус статора 8, экран 9, разделяющий полости ведущего и ведомого валов.Presented in FIG. 1 and FIG. 2, the scheme of the invention consists of the following main elements: coupling halves 1 and 2, coupling shafts 5 and 6, permanent magnets 3 and 4, stator magnetic circuits 7, stator housing 8, screen 9 separating the cavities of the driving and driven shafts.

Статорная магнитная муфта Узякова работает следующим образом. Вращение любой из полумуфт приводит к появлению вращающегося магнитного поля в статоре. Вторая полумуфта при этом синхронно поворачивается таким образом, чтобы угол рассогласования ее магнитных полюсов и магнитного поля статора был минимальным. При наличии момента сопротивления возникает рассогласование осей магнитных полюсов полумуфт и магнитного поля статора, изменение магнитной проводимости воздушных зазоров и перераспределение магнитных потоков в них, в результате чего возникают касательные силы, стремящиеся уменьшить угол рассогласования. Результирующий момент касательных сил в воздушных зазорах полумуфт предлагаемого изобретения аналогичен моменту магнитной, цилиндрической, активной, переменно-полюсной муфты с магнитами из РЗМ (редкоземельных металлов).The stator magnetic coupling Uzyakova works as follows. The rotation of any of the coupling halves leads to the appearance of a rotating magnetic field in the stator. In this case, the second coupling half synchronously rotates so that the angle of mismatch between its magnetic poles and the magnetic field of the stator is minimal. In the presence of a moment of resistance, there is a mismatch of the axes of the magnetic poles of the coupling halves and the magnetic field of the stator, a change in the magnetic conductivity of the air gaps and a redistribution of magnetic fluxes in them, resulting in tangential forces that tend to reduce the angle of mismatch. The resulting moment of tangential forces in the air gaps of the coupling halves of the invention is similar to the moment of a magnetic, cylindrical, active, alternating-pole coupling with magnets of rare-earth metals (rare-earth metals).

Claims (1)

Статорная магнитная муфта, содержащая две одинаковые полумуфты с установленными на них постоянными магнитами, имеющие число пар полюсов р (где р=1, 2, …n), отличающаяся тем, что имеет неподвижный статор, состоящий из отдельных магнитопроводов, расположенных по окружности, число которых z = 2(р+kр/2) (где k=1, 2, …n), и взаимодействие полумуфт происходит не непосредственно между собой, а через статор.A stator magnetic coupling containing two identical half-couplings with permanent magnets mounted on them, having the number of pole pairs p (where p = 1, 2, ... n), characterized in that it has a fixed stator consisting of separate magnetic circuits arranged in a circle, the number which z = 2 (p + kr / 2) (where k = 1, 2, ... n), and the coupling half coupling does not occur directly between each other, but through the stator.
RU2016116362A 2016-04-26 2016-04-26 Uzyakov's stator magnetic coupling RU2629004C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016116362A RU2629004C2 (en) 2016-04-26 2016-04-26 Uzyakov's stator magnetic coupling

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016116362A RU2629004C2 (en) 2016-04-26 2016-04-26 Uzyakov's stator magnetic coupling

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016116362A RU2016116362A (en) 2016-09-10
RU2629004C2 true RU2629004C2 (en) 2017-08-24

Family

ID=56889336

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016116362A RU2629004C2 (en) 2016-04-26 2016-04-26 Uzyakov's stator magnetic coupling

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2629004C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2658303C1 (en) * 2017-01-09 2018-06-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет" Asynchronous stator magnetic coupling

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU241513A1 (en) * лигнитПАЯ МУФТА
SU580615A1 (en) * 1973-07-02 1977-11-15 Специальное Конструкторское Бюро По Проектированию Шлифовального Оборудования Magnetic clutch
EP0097170A1 (en) * 1981-11-25 1984-01-04 Pierre Cibie Electric rotary machine forming particularly a speed variator or a torque converter.
GB2278242A (en) * 1993-05-11 1994-11-23 Roy Edward Flack Electromagnetic transmission system including variable-speed electric motor
RU2130137C1 (en) * 1995-12-22 1999-05-10 Товарищество с ограниченной ответственностью "Спецпромтех" Magnetic clutch
US6217298B1 (en) * 1998-04-30 2001-04-17 Sulzer Innotec Ag Electrodynamic transmission and a centrifugal pump with a transmission of this kind

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU241513A1 (en) * лигнитПАЯ МУФТА
SU580615A1 (en) * 1973-07-02 1977-11-15 Специальное Конструкторское Бюро По Проектированию Шлифовального Оборудования Magnetic clutch
EP0097170A1 (en) * 1981-11-25 1984-01-04 Pierre Cibie Electric rotary machine forming particularly a speed variator or a torque converter.
GB2278242A (en) * 1993-05-11 1994-11-23 Roy Edward Flack Electromagnetic transmission system including variable-speed electric motor
RU2130137C1 (en) * 1995-12-22 1999-05-10 Товарищество с ограниченной ответственностью "Спецпромтех" Magnetic clutch
US6217298B1 (en) * 1998-04-30 2001-04-17 Sulzer Innotec Ag Electrodynamic transmission and a centrifugal pump with a transmission of this kind

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016116362A (en) 2016-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5526281B2 (en) Magnetic gear mechanism
WO2018233173A1 (en) Disc-type speed regulation magnetic coupler based on bevel gear drive
RU2015120978A (en) Induction Hollow Spiral Transporting Device
EP2763298A3 (en) Power transmission device
Uppalapati et al. A flux focusing ferrite magnetic gear
US20160156254A1 (en) Progressive magnetic rotation motor
WO2002049187A3 (en) Stator design of a unipolar transverse flux machine
JPWO2015140941A1 (en) Permanent magnet motor rotor
RU2629004C2 (en) Uzyakov's stator magnetic coupling
US10523098B1 (en) Progressive magnetic rotation motor
RU2474033C1 (en) Magnetic gear
EP2919369A1 (en) Electromagnetic generator
JP2008029194A (en) Stepping motor
US2444797A (en) Magnetic coupling
JP2016151245A (en) Electric water pump
RU2579443C2 (en) Uzyakov(s coaxial magnetic reducing multiplier
RU2545166C1 (en) Magnetic reducing gear
CA2658527A1 (en) Rotor for magnetic motor
RU2579756C2 (en) Uzyakov(s synchronous magnetic reducing multiplier
Kalmykov et al. A brushless electric motor with a transverse magnetic flux and disk rotor
RU2658303C1 (en) Asynchronous stator magnetic coupling
JP6240229B2 (en) Vacuum pump
RU2577527C2 (en) Magnetoelectric generator
RU2629003C2 (en) Uzyakov's synchronous reactive magnetic gearbox-multiplier
JP2015091143A (en) Magnetic force rotating device

Legal Events

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

Effective date: 20180427