RU2647490C1 - Беспазовый синхронный генератор с интегрированным магнитным подвесом - Google Patents
Беспазовый синхронный генератор с интегрированным магнитным подвесом Download PDFInfo
- Publication number
- RU2647490C1 RU2647490C1 RU2016141874A RU2016141874A RU2647490C1 RU 2647490 C1 RU2647490 C1 RU 2647490C1 RU 2016141874 A RU2016141874 A RU 2016141874A RU 2016141874 A RU2016141874 A RU 2016141874A RU 2647490 C1 RU2647490 C1 RU 2647490C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- permanent magnets
- winding
- magnetic suspension
- magnetic
- integrated magnetic
- Prior art date
Links
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 title claims abstract description 43
- 239000000725 suspension Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 title claims abstract description 11
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 102220057728 rs151235720 Human genes 0.000 description 4
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 3
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 229920000271 Kevlar® Polymers 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000004761 kevlar Substances 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000007779 soft material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/08—Structural association with bearings
- H02K7/09—Structural association with bearings with magnetic bearings
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K19/00—Synchronous motors or generators
- H02K19/16—Synchronous generators
- H02K19/36—Structural association of synchronous generators with auxiliary electric devices influencing the characteristic of the generator or controlling the generator, e.g. with impedances or switches
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
Изобретение: относится к электротехнике и может быть использовано в магнитоэлектрических генераторах автономных систем электроснабжения. Технический результат состоит в повышении надежности и энергоэффективности системы измерения и управления, а также снижении массогабаритных показателей за счет объединения генератора с магнитным подвесом. Синхронноый генератор с интегрированным магнитным подвесом содержит расположенные на валу постоянные магниты. Магнитопровод выполнен беспазовым, с расположенными на нем зубцовой силовой и зубцовой управляющей обмотками. В промежутках между зубцовой силовой обмоткой уложена зубцовая управляющая обмотка интегрированного магнитного подвеса. Управляющая обмотка выполнена для числа полюсов 2р=n±1. Зубцовая силовая обмотка выполнена для числа полюсов 2р=n. На валу расположены подвижные постоянные магниты, выполненные в виде секторов, формирующих окружность, а неподвижные постоянные магниты расположены на корпусе. В зазоре между подвижными постоянными магнитами и неподвижными постоянными магнитами установлен датчик Холла. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в магнитоэлектрических генераторах автономных систем электроснабжения.
Известна синхронная электрическая машина с постоянными магнитами [патент РФ №123600 U1, МПК Н02K 21/12, 27.12.2012], содержащая кольцевой беспазовый статор в виде шихтованного цилиндрического магнитопровода с распределенной по окружности многофазной обмоткой и цилиндрический ротор, включающий немагнитный вал и распределенные по окружности ферромагнитные полюсы в виде намагниченных в тангенциальном направлении постоянных призматических магнитов и вставки из магнитомягкого материала, а также устройство закрепления указанных магнитов и вставок (устройство обеспечения механической прочности ротора), при этом устройство закрепления магнитов (устройство обеспечения механической прочности ротора) выполнено в виде сплошной оболочки из карбоновых или кевларовых нитей толщиной 0,2-0,3 мм, размещенной с наружной стороны магнитов и вставок.
Недостатком данной конструкции являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что данная синхронная машина с постоянными магнитами не позволяет определять положение ротора, а также наличие дополнительного немагнитного зазора, снижающего у статора энергетические показатели КПД и cos ϕ.
Известна опора (патент РФ №2178243 С2, Н05Н 1/00, 10.01.2002), содержащая установленный в корпусе цилиндрический аксиально намагниченный магнит, размещенную на роторе соосно ферромагнитную втулку, расположенную напротив нижнего торца магнита, и кольцевую камеру с демпфирующей жидкостью. Камера снабжена внутри радиально подвижным кольцевым элементом, подвешенным на гибких нитях и состоящим из внутреннего ферромагнитного кольца и связанного с ним наружного немагнитного кольца.
Недостатком данной конструкции являются сложность ее технической реализации, повышенные массогабаритные показатели системы и невысокая надежность, вызванная использованием электромагнитов.
Известна электрическая машина с магнитным подвесом ротора [патент США №43909082, кл. Н02К 5/00, F16C 32/04, 15.05.1982 г.], содержащая статор, ротор, осевое стабилизирующее устройство и радиальное стабилизирующее устройство, состоящее из расположенного на роторе диска с двусторонними кольцевыми выступами, размещенных с двух сторон от этого диска и закрепленных на статоре магнитопроводов с тангенциальными выступами и магнита, соединенного с указанными магнитопроводами, для увеличения радиальной жесткости магнитного подвеса выступы каждого магнитопровода выполнены в виде двух противолежащих секторов, причем выступы одного магнитопровода смещены на 90° относительно выступов другого.
Основными недостатками данной машины являются сложность и невысокая надежность радиального стабилизирующего устройства, а также малая точность, большие массогабаритные показатели.
Известна синхронная электрическая машина с магнитным подвесом ротора [патент РФ №44773 U1, МПК F16C 39/06, Н02К 5/00, 27.03.2005], содержащая статор и ротор, выполненный из немагнитного материала, с обмоткой возбуждения из сверхпроводящего материала, магнитные подшипники, установленные на торцах статора, которые имеют обмотку, выполненную по схеме нулевого потока и разделенную на две одинаковые электрически несвязанные части, симметрично расположенные относительно середины статора.
Недостатками данной конструкции являются сложность ее технической реализации, малая надежность и большие массогабаритные показатели, а также сложность регулирования.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является высокоскоростная электрическая машина с вертикальным валом [патент РФ №2540696 C1, МПК Н02K 7/09, F16C 32/04, F16C 39/06], содержащая статор, ротор, насаженный на вертикальный вал, также в машине установлены два радиальных и один осевой гибридные магнитные подшипники, выполненные из электромагнитов, в магнитопроводе которых установлены вставки из постоянных магнитов. При этом каждая вставка из постоянных магнитов намагничена в направлении силовой линии магнитного потока, создаваемого обмоткой электромагнита. В качестве дополнительных осевых опор установлены магнитные подшипники на постоянных магнитах, причем на стороне ротора, где осевые силы имеют максимальное значение, магнитные подшипники на постоянных магнитах установлены с возможностью отталкивания, а на противоположной стороне ротора магнитные подшипники на постоянных магнитах установлены с возможностью притяжения.
Недостатками данного устройства являются повышенные массогабаритные показатели электрической машины, вызванные способом установки дополнительных подшипников, и ограниченные функциональные возможности, обусловленные отсутствием управления положением ротора электрической машины.
Задача изобретения - уменьшение массогабаритных показателей машины, расширение функциональных возможностей благодаря повышению надежности и быстродействию пространственного регулирования положения ротора.
Техническим результатом является повышение надежности и энергоэффективности системы измерения и управления, а также снижение массогабаритных показателей за счет объединения беспазового генератора с применением магнитных подвесов на силах Лоренца.
Поставленная задача решается и указанный результат достигается тем, что электрическая машина, содержащая ротор с постоянными магнитами, магнитный подшипник, магнитопровод с силовой обмоткой, согласно изобретению осуществлена в виде синхронного генератора с интегрированным магнитным подвесом, расположенными на валу постоянными магнитами, причем магнитопровод реализован беспазовым, с расположенным на нем зубцовой силовой обмоткой и зубцовой управляющей обмоткой, в промежутках между зубцовой силовой обмоткой уложена зубцовая управляющая обмотка интегрированного магнитного подвеса, причем управляющая обмотка выполнена для числа полюсов 2р=n±1, а зубцовая силовая обмотка выполнена для числа полюсов 2р=n, при этом на валу расположены подвижные постоянные магниты, выполненные в виде секторов, формирующих окружность, а неподвижные постоянные магниты расположены на корпусе, в зазоре между подвижными постоянными магнитами и неподвижными постоянными магнитами установлен датчик Холла.
Сущность изобретения поясняется чертежами. На фигуре 1 изображено устройство для управления магнитным подвесом. На фигуре 2 изображен разрез беспазового синхронного генератора с интегрированным магнитным подвесом.
Беспазовый синхронный генератор с интегрированным магнитным подвесом содержит (фиг. 1) систему управления 1, соединяющую с датчиком Холла 2, который расположен между подвижными постоянными магнитами 3 и неподвижными постоянными магнитами 4. Беспазовый магнитопровод 5 (фиг. 2) с расположенными зубцовой силовой обмоткой 6, в промежутках между которыми уложена зубцовая управляющая обмотка 7. На валу 8 расположены постоянные магниты 9. Беспазовый синхронный генератор с интегрированным магнитным подвесом находится в корпусе 10.
Беспазовый синхронный генератор с интегрированным магнитным подвесом работает следующим образом: при перекосе ротора возникает неравномерность магнитной индукции в воздушном зазоре и сил между подвижными постоянными магнитами 3, выполненными в виде секторов, формирующих окружность, и неподвижными постоянными магнитами 4. Величина перекосе ротора определяется датчиками Холла 2 и передается в систему управления 1, которая подает управляющий сигнал на управляющую зубцовую обмотку 7, воздействие которой либо снижает, либо повышает остаточную индукцию, благодаря чему вал 8 с постоянными магнитами 9 возвращается в концентричное положение.
Итак, заявляемое изобретение позволяет расширить функциональные возможности благодаря объединению беспазового генератора с магнитным подвесом с возможностью управления положением ротора, минимизировать массогабаритные показатели и повысить надежность и энергоэффективность беспазовых генераторов с магнитным подвесом на постоянных магнитах.
В результате повышается энергоэффективность и надежность управляемого беспазового генератора с магнитным подвесом на постоянных магнитах и минимизируются массогабаритные показатели.
Claims (1)
- Электрическая машина, содержащая ротор с постоянными магнитами, магнитный подшипник, магнитопровод с силовой обмоткой, отличающаяся тем, что осуществлена в виде синхронного генератора с интегрированным магнитным подвесом, расположенными на валу постоянными магнитами, причем магнитопровод реализован беспазовым, с расположенным на нем зубцовой силовой обмоткой и зубцовой управляющей обмоткой, в промежутках между зубцовой силовой обмоткой уложена зубцовая управляющая обмотка интегрированного магнитного подвеса, причем управляющая обмотка выполнена для числа полюсов 2р=n±1, а зубцовая силовая обмотка выполнена для числа полюсов 2р=n, при этом на валу расположены подвижные постоянные магниты, выполненные в виде секторов, формирующих окружность, а неподвижные постоянные магниты расположены на корпусе, в зазоре между подвижными постоянными магнитами и неподвижными постоянными магнитами установлен датчик Холла.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016141874A RU2647490C1 (ru) | 2016-10-25 | 2016-10-25 | Беспазовый синхронный генератор с интегрированным магнитным подвесом |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016141874A RU2647490C1 (ru) | 2016-10-25 | 2016-10-25 | Беспазовый синхронный генератор с интегрированным магнитным подвесом |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2647490C1 true RU2647490C1 (ru) | 2018-03-16 |
Family
ID=61629597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016141874A RU2647490C1 (ru) | 2016-10-25 | 2016-10-25 | Беспазовый синхронный генератор с интегрированным магнитным подвесом |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2647490C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113572312A (zh) * | 2021-07-01 | 2021-10-29 | 上海大学 | 一种基于同极型永磁体双转子的线性霍尔角度和位移集成检测装置及方法 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1365269A1 (ru) * | 1986-03-06 | 1988-01-07 | Научно-исследовательский и экспериментальный институт автомобильного электрооборудования и автоприборов | Бесконтактна синхронна электрическа машина |
| SU1534657A1 (ru) * | 1987-09-30 | 1990-01-07 | Псковский филиал Ленинградского политехнического института им.М.И.Калинина | Индукторный разноименнополюсный генератор |
| RU2181922C2 (ru) * | 1999-11-16 | 2002-04-27 | Самарский государственный технический университет | Система управления электромагнитным подвесом ротора |
| RU2201029C2 (ru) * | 1997-09-23 | 2003-03-20 | Самсунг Электроникс Ко., Лтд | Устройство для управления концентричностью в некоаксиальном асинхронном двигателе |
| RU2215357C2 (ru) * | 2002-01-08 | 2003-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Способ управления электромагнитным подвесом ротора и устройство для его осуществления |
| RU2280305C1 (ru) * | 2005-02-01 | 2006-07-20 | Открытое акционерное общество "Энергомашкорпорация" | Электрическая машина с магнитными подшипниками |
| RU2345464C1 (ru) * | 2007-12-17 | 2009-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Система управления электромагнитным подвесом ротора |
| US20140327333A1 (en) * | 2013-05-01 | 2014-11-06 | Codent Technical Industry Co., Ltd. | Brushless electromagnetic motor |
| RU2534756C1 (ru) * | 2014-01-24 | 2014-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Высокоскоростная бесконтактная электрическая машина (варианты) |
-
2016
- 2016-10-25 RU RU2016141874A patent/RU2647490C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1365269A1 (ru) * | 1986-03-06 | 1988-01-07 | Научно-исследовательский и экспериментальный институт автомобильного электрооборудования и автоприборов | Бесконтактна синхронна электрическа машина |
| SU1534657A1 (ru) * | 1987-09-30 | 1990-01-07 | Псковский филиал Ленинградского политехнического института им.М.И.Калинина | Индукторный разноименнополюсный генератор |
| RU2201029C2 (ru) * | 1997-09-23 | 2003-03-20 | Самсунг Электроникс Ко., Лтд | Устройство для управления концентричностью в некоаксиальном асинхронном двигателе |
| RU2181922C2 (ru) * | 1999-11-16 | 2002-04-27 | Самарский государственный технический университет | Система управления электромагнитным подвесом ротора |
| RU2215357C2 (ru) * | 2002-01-08 | 2003-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Способ управления электромагнитным подвесом ротора и устройство для его осуществления |
| RU2280305C1 (ru) * | 2005-02-01 | 2006-07-20 | Открытое акционерное общество "Энергомашкорпорация" | Электрическая машина с магнитными подшипниками |
| RU2345464C1 (ru) * | 2007-12-17 | 2009-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Система управления электромагнитным подвесом ротора |
| US20140327333A1 (en) * | 2013-05-01 | 2014-11-06 | Codent Technical Industry Co., Ltd. | Brushless electromagnetic motor |
| RU2534756C1 (ru) * | 2014-01-24 | 2014-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Высокоскоростная бесконтактная электрическая машина (варианты) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113572312A (zh) * | 2021-07-01 | 2021-10-29 | 上海大学 | 一种基于同极型永磁体双转子的线性霍尔角度和位移集成检测装置及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104533945B (zh) | 一种由轴向混合磁轴承实现转子五自由度悬浮结构 | |
| TWI398074B (zh) | 發電機及其使用的空心磁芯 | |
| GB2484164A (en) | Dynamo-electric machine with rotor magnet adjustable shunt | |
| CN108141121B (zh) | 电动机 | |
| JP6577300B2 (ja) | 磁気浮上姿勢制御装置 | |
| RU2765979C2 (ru) | Усовершенствованный узел магнитной муфты | |
| KR102156481B1 (ko) | 자기부상 회전체를 포함하는 축방향 모터 | |
| CN102480175A (zh) | 一种无轴承悬浮转子永磁电机 | |
| CN109038991A (zh) | 一种36/4结构高速永磁电机 | |
| WO2016138159A1 (en) | Homopolar energy conversion machine | |
| RU2647490C1 (ru) | Беспазовый синхронный генератор с интегрированным магнитным подвесом | |
| KR101238855B1 (ko) | 이중 공극형 발전기 | |
| RU123600U1 (ru) | Синхронная электрическая машина с постоянными магнитами | |
| RU2534046C1 (ru) | Электрогенератор | |
| RU2540215C1 (ru) | Гибридный магнитный подшипник с осевым управлением | |
| RU2716011C1 (ru) | Магнитоэлектрический генератор | |
| CN101707461A (zh) | 空间机械臂用无通电结构电机制动器 | |
| RU2540696C1 (ru) | Высокоскоростная электрическая машина с вертикальным валом | |
| JPWO2009072623A1 (ja) | 発電機 | |
| KR101531932B1 (ko) | 고효율 전력전달이 가능한 영구자석 여자기 및 발전기 | |
| RU182058U1 (ru) | Гомополярный активный магнитный подшипник | |
| RU116714U1 (ru) | Магнитоэлектрическая дисковая машина | |
| RU2516270C1 (ru) | Магнитоэлектрическая машина | |
| US8120225B2 (en) | External split field generator | |
| RU2660447C1 (ru) | Гомополярный магнитный подшипник для высокоскоростных электрических машин |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181026 |