RU2644577C1 - Hybrid stator magnetic circuit of electromechanical energy converters - Google Patents
Hybrid stator magnetic circuit of electromechanical energy converters Download PDFInfo
- Publication number
- RU2644577C1 RU2644577C1 RU2017116309A RU2017116309A RU2644577C1 RU 2644577 C1 RU2644577 C1 RU 2644577C1 RU 2017116309 A RU2017116309 A RU 2017116309A RU 2017116309 A RU2017116309 A RU 2017116309A RU 2644577 C1 RU2644577 C1 RU 2644577C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic circuit
- energy converters
- electromechanical energy
- stator
- hybrid
- 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
- H02K1/02—Details of the magnetic circuit characterised by the magnetic material
-
- 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
- H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
-
- 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
- H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
- H02K1/20—Stationary parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано в электромеханических преобразователях энергии автономных объектов.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used in electromechanical energy converters of autonomous objects.
Известен сердечник из аморфного железа [патент US №5903082 А, H02K 1/12, H02K 21/12, H02K 37/12, Н02Р9/18, H02K 21/24, H02K 1/14, H02K 1/02, H02K 1/04, H02K 29/10, H02K 1/18, 11.05.1999], содержащий отдельно сформированные аморфное ярмо и аморфные полюса, которые совместно установлены в корпусе из диэлектрика, образовывая при этом сердечник статора электромеханического преобразователя энергии.Known amorphous iron core [US patent No. 5903082 A,
Недостатками данного аналога являются сложность его изготовления и низкие магнитные свойства, обусловленные значительными нарушениями геометрии магнитопровода статора из аморфного железа при сборке отдельных полюсов и ярма, а также низкий теплоотвод потерь энергии от магнитопровода статора из аморфного железа.The disadvantages of this analogue are the complexity of its manufacture and low magnetic properties due to significant violations of the geometry of the stator magnetic circuit from amorphous iron during the assembly of individual poles and yoke, as well as low heat dissipation of energy losses from the stator magnetic circuit from amorphous iron.
Известен статор электрической машины, например электродвигателя электрического транспортного средства [патент DE 102012207508 А1, H02K 1/06, H02K 1/12, H02K 15/02, 7.11.2013], содержащий П-образные сердечники, которые ламинированы из нескольких листов электротехнической стали. Из n П-образных сердечников набирается магнитопровод.Known stator of an electric machine, for example an electric motor of an electric vehicle [patent DE 102012207508 A1,
Недостатками данного магнитопровода статора являются сложность его изготовления и установки в корпусе электрической машины, а также значительные аэродинамические потери энергии на трение ротора с воздухом.The disadvantages of this stator magnetic circuit are the complexity of its manufacture and installation in the body of an electric machine, as well as significant aerodynamic energy losses due to friction of the rotor with air.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является магнитопровод статора из аморфного железа [патент US 6960860 B1, H02K 1/14, H02K 1/12, H02K 15/02, 01.10.2005], содержащий ротор, n подковообразных сердечников, набранных из ленты аморфного железа и образующих пазы и зубцы магнитопровода статора, обмотку, уложенную в пазах магнитопровода статора.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed is a stator magnetic circuit made of amorphous iron [patent US 6960860 B1,
Недостатками ближайшего аналога является его низкая эффективность и низкие удельные показатели в составе электромеханических преобразователей энергии с внешним жидкостным охлаждением поверхности статора через рубашку охлаждения, обусловленные повышенными габаритными размерами из-за низкой индукции насыщения ленты аморфного железа, а также значительными потерями энергии на трение ротора с воздухом, обусловленными негладкой внутренней поверхностью расточки статора.The disadvantages of the closest analogue are its low efficiency and low specific indicators in the composition of electromechanical energy converters with external liquid cooling of the stator surface through the cooling jacket, due to increased overall dimensions due to the low saturation induction of the amorphous iron ribbon, as well as significant energy losses due to friction of the rotor with air due to the non-smooth inner surface of the stator bore.
Задача изобретения - расширение функциональных возможностей, уменьшение массогабаритных показателей при неизменной мощности, а именно внешнего диаметра гибридного магнитопровода статора электромеханических преобразователей энергии, усиление межполюсного замыкания магнитного потока благодаря установке полого цилиндра на внешней стороне n подковообразных сердечников, набранных из ленты аморфного железа, и благодаря тому, что полый цилиндр выполнен из магнитомягкого материала, магнитная индукция насыщения которого выше, чем у материала n подковообразных сердечников, а также за счет интеграции системы охлаждения в гибридный магнитопровод статора электромеханических преобразователей энергии.The objective of the invention is the expansion of functionality, reducing overall dimensions with constant power, namely, the outer diameter of the hybrid stator magnetic circuit of electromechanical energy converters, enhancing the interpole closure of the magnetic flux by installing a hollow cylinder on the outside of n horseshoe-shaped cores drawn from an amorphous iron ribbon, and thereby that the hollow cylinder is made of soft magnetic material, the saturation magnetic induction of which is higher than that of mater ala n horseshoe-shaped cores and also due to the integration of the cooling system in a hybrid magnetic circuit of the stator of electromechanical energy converters.
Техническим результатом является повышение надежности, механической прочности, энергоэффективности и минимизация тепловыделений электромеханических преобразователей энергии, повышение КПД электромеханических преобразователей энергии на 1-2%, а также повышенная линейная токовая нагрузка электромеханических преобразователей энергии с внешним жидкостным охлаждением поверхности статора.The technical result is to increase reliability, mechanical strength, energy efficiency and minimize heat dissipation of electromechanical energy converters, increase the efficiency of electromechanical energy converters by 1-2%, as well as increased linear current load of electromechanical energy converters with external liquid cooling of the stator surface.
Поставленная задача решается и указанный результат достигается тем, что в гибридном магнитопроводе статора электромеханических преобразователей энергии, содержащем ротор, n подковообразных сердечников, набранных из ленты аморфного железа и образующих пазы и зубцы гибридного магнитопровода статора электромеханических преобразователей энергии, обмотку, уложенную в пазах статора, согласно изобретению n подковообразных сердечников размещены таким образом, что между ними образуются аксиальные отверстия охлаждения для аксиальных трубок охлаждения, а по внешней стороне n подковообразных сердечников расположен полый цилиндр из магнитомягкого материала с магнитной индукцией насыщения выше более чем в 1,5 раз, чем у аморфного железа, при этом имеется возможность межполюсного замыкания магнитного потока.The problem is solved and the specified result is achieved by the fact that in the hybrid stator magnetic circuit of electromechanical energy converters containing a rotor, n horseshoe-shaped cores drawn from an amorphous iron ribbon and forming grooves and teeth of the stator hybrid magnetic circuit of electromechanical energy converters, the winding laid in the stator slots, according to According to the invention, n horseshoe cores are arranged in such a way that axial cooling holes are formed between them for axial tubes cooling, and on the outer side of the horseshoe cores n is a hollow cylinder of a soft magnetic material having higher saturation magnetic induction of more than 1.5 times than that of amorphous iron, with the possibility of inter-pole magnetic flux circuit.
Существо изобретения поясняется чертежом, на котором изображен поперечный разрез гибридного магнитопровода статора электромеханических преобразователей энергии.The invention is illustrated in the drawing, which shows a cross section of a hybrid stator magnetic circuit of electromechanical energy converters.
Гибридный магнитопровод статора электромеханических преобразователей энергии содержит ротор 1, n подковообразных сердечников 2, набранных из ленты аморфного железа, которые образуют пазы 3 и зубцы 4 гибридного магнитопровода статора электромеханических преобразователей энергии, установленных в полый цилиндр из магнитомягкого материала 5. Также устройство содержит обмотку 6, уложенную в пазах 3 гибридного магнитопровода статора электромеханических преобразователей энергии, аксиальные трубки 7, установленные в пространстве между n подковообразными сердечниками 2 и полым цилиндром из магнитомягкого материала 5.The hybrid magnetic circuit of the stator of electromechanical energy converters contains a
Гибридный магнитопровод статора электромеханических преобразователей энергии работает следующим образом: при вращении ротора 1, по n подковообразным сердечникам 2, набранным из ленты аморфного железа и образующим пазы 3 и зубцы 4, протекает магнитный поток возбуждения. Также магнитный поток проходит по полому цилиндру из магнитомягкого материала 5, магнитная индукция насыщения которого больше индукции насыщения n подковообразных сердечников, набранных из ленты аморфного железа. Это делается для того, чтобы усилить межполюсное замыкание магнитного потока и тем самым уменьшить внешний диаметр гибридного магнитопровода статора электромеханических преобразователей энергии. При прохождении магнитного потока возбуждения по n подковообразным сердечникам 2 и полому цилиндру 5 по закону электромагнитной индукции в обмотке 6 наводится электродвижущая сила, величина которой зависит от числа витков обмотки, частоты вращения ротора 1 и магнитного потока возбуждения. При подключении нагрузки в обмотках 6 начинает протекать ток, при этом создаются тепловые потери в обмотках 6, обусловленные током в обмотках 6 и их активным сопротивлением, а также потери на вихревые токи, обусловленные частотой вращения ротора, размерами обмотки и ее удельным сопротивлением, тепловые потери в гибридном магнитопроводе статора электромеханических преобразователей энергии, обусловленные величиной магнитного потока возбуждения, массой гибридного магнитопровода статора электромеханических преобразователей энергии и удельными потерями материала гибридного магнитопровода статора электромеханических преобразователей энергии, потери энергии на трение ротора 1 с воздухом, обусловленные частотой вращения ротора 1, его геометрическими размерами, температурой воздуха и давлением в зазоре между ротором 1 и гибридным магнитопроводом статора электромеханических преобразователей энергии. Отвод всех вышеперечисленных потерь обеспечивается по законам теплопереноса при протекании хладагента по аксиальным трубкам 7, установленным в пространстве между подковообразными сердечниками 2. При этом, благодаря тому что аксиальные трубки 7 установлены в пространстве между подковообразными сердечниками 2 и полым цилиндром 5, достигается интеграция системы охлаждения в гибридном магнитопроводе статора электромеханических преобразователей энергии. Иными словами, аксиальные трубки 7 находятся в том месте, где концентрируются тепловые потоки от n подковообразных стержней 2 и полого цилиндра 5. За счет этого охлаждение гибридного магнитопровода статора электромеханических преобразователей энергии охлаждается интенсивней ближайшего аналога, т.е. достигается минимизация тепловых потерь в гибридном магнитопроводе статора электромеханических преобразователей энергии.The hybrid magnetic circuit of the stator of electromechanical energy converters works as follows: when the
Итак, заявленное изобретение позволит расширить функциональные возможности, уменьшить массогабаритные показатели при неизменной мощности, усилить межполюсное замыкание магнитного потока, минимизировать тепловые потери в гибридном магнитопроводе статора электромеханических преобразователей энергии.So, the claimed invention will expand the functionality, reduce overall dimensions with constant power, strengthen the interpolar closure of the magnetic flux, minimize heat loss in the hybrid stator magnetic circuit of electromechanical energy converters.
Также заявленное изобретение позволит повысить надежность, механическую прочность, энергоэффективность и КПД электромеханических преобразователей энергии на 1-2%, а также повысить линейную токовую нагрузку электромеханических преобразователей энергии с внешним жидкостным охлаждением поверхности статора.Also, the claimed invention will improve reliability, mechanical strength, energy efficiency and efficiency of electromechanical energy converters by 1-2%, and also increase the linear current load of electromechanical energy converters with external liquid cooling of the stator surface.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017116309A RU2644577C1 (en) | 2017-05-10 | 2017-05-10 | Hybrid stator magnetic circuit of electromechanical energy converters |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017116309A RU2644577C1 (en) | 2017-05-10 | 2017-05-10 | Hybrid stator magnetic circuit of electromechanical energy converters |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2644577C1 true RU2644577C1 (en) | 2018-02-13 |
Family
ID=61226736
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017116309A RU2644577C1 (en) | 2017-05-10 | 2017-05-10 | Hybrid stator magnetic circuit of electromechanical energy converters |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2644577C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2700656C1 (en) * | 2018-08-27 | 2019-09-18 | Ооо "Этк" | Electric motor with phase-free magnetic core from amorphous iron |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1023532A1 (en) * | 1979-11-20 | 1983-06-15 | Предприятие П/Я Р-6482 | Single phase asynchronous electrical machine stator magnetic circuit |
SU1077013A1 (en) * | 1982-11-03 | 1984-02-29 | Вильнюсское Отделение Всесоюзного Научно-Исследовательского Проектно-Конструкторского И Технологического Института Малых Электрических Машин | Stator for electric machine |
SU1663697A1 (en) * | 1988-04-11 | 1991-07-15 | Харьковский авиационный институт им.Н.Е.Жуковского | Stator of a c electric machine and method of its manufacture |
US5903082A (en) * | 1996-12-27 | 1999-05-11 | Light Engineering Corporation | Electric motor or generator having laminated amorphous metal core |
US6960860B1 (en) * | 1998-06-18 | 2005-11-01 | Metglas, Inc. | Amorphous metal stator for a radial-flux electric motor |
DE102012207508A1 (en) * | 2012-05-07 | 2013-11-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Stator for electric machine e.g. electric motor of electric vehicle, has several stator windings that are formed coaxially with legs of laminations and wrapped around winding supporting element formed by connecting legs of laminations |
-
2017
- 2017-05-10 RU RU2017116309A patent/RU2644577C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1023532A1 (en) * | 1979-11-20 | 1983-06-15 | Предприятие П/Я Р-6482 | Single phase asynchronous electrical machine stator magnetic circuit |
SU1077013A1 (en) * | 1982-11-03 | 1984-02-29 | Вильнюсское Отделение Всесоюзного Научно-Исследовательского Проектно-Конструкторского И Технологического Института Малых Электрических Машин | Stator for electric machine |
SU1663697A1 (en) * | 1988-04-11 | 1991-07-15 | Харьковский авиационный институт им.Н.Е.Жуковского | Stator of a c electric machine and method of its manufacture |
US5903082A (en) * | 1996-12-27 | 1999-05-11 | Light Engineering Corporation | Electric motor or generator having laminated amorphous metal core |
US6960860B1 (en) * | 1998-06-18 | 2005-11-01 | Metglas, Inc. | Amorphous metal stator for a radial-flux electric motor |
DE102012207508A1 (en) * | 2012-05-07 | 2013-11-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Stator for electric machine e.g. electric motor of electric vehicle, has several stator windings that are formed coaxially with legs of laminations and wrapped around winding supporting element formed by connecting legs of laminations |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2700656C1 (en) * | 2018-08-27 | 2019-09-18 | Ооо "Этк" | Electric motor with phase-free magnetic core from amorphous iron |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0225132B1 (en) | Stator for electrical machine | |
US4852245A (en) | Toothless stator electrical machine construction method | |
US20100289348A1 (en) | Axial flow machine | |
BG66641B1 (en) | Electric machine with internal stator | |
EP2763288A2 (en) | Pole shoe cooling | |
CA2109821A1 (en) | Electrical machines | |
CZ148097A3 (en) | Synchronous motor with permanent magnets and process for producing and installation of coils for such motor | |
JP2012125034A (en) | Permanent magnet type rotary electric machine and manufacturing method for rotor thereof | |
US6891308B2 (en) | Extended core for motor/generator | |
KR102151466B1 (en) | Electrical power motor-generator excited by magnetic transference | |
RU2570834C1 (en) | Stator magnetic circuit for electromechanical energy converters with blast cooling (versions) and method of its manufacturing | |
RU2644577C1 (en) | Hybrid stator magnetic circuit of electromechanical energy converters | |
US10770956B2 (en) | Electric machine | |
RU2659091C1 (en) | Free-phase magnetic core stator of electromechanical energy converters from amorphous iron with minimum influence of vortex currents (options) | |
CN109038991A (en) | A kind of 36/4 structure high-speed magneto | |
CN107615621B (en) | Stator of rotating electric machine | |
KR101682408B1 (en) | Electric motor | |
RU2685420C1 (en) | Stator magnetic core of electromechanical power converters | |
RU2538377C2 (en) | Submersible linear electric motor | |
CN102299599B (en) | High-speed electric machine with stator and permanent magnet | |
CN105915007B (en) | A kind of reluctance type disc type electric machine | |
RU2700280C1 (en) | High-revving electromechanical energy converter with air cooling (versions) | |
JP4368546B2 (en) | Thin flat multiphase induction rotating machine for vehicles | |
RU2798501C1 (en) | Electric machine stator with intensive cooling | |
JP2004088955A (en) | Three-phase magnetic generator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |