RU2658301C2 - Synchronous linear electric motor - Google Patents
Synchronous linear electric motor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2658301C2 RU2658301C2 RU2016135983A RU2016135983A RU2658301C2 RU 2658301 C2 RU2658301 C2 RU 2658301C2 RU 2016135983 A RU2016135983 A RU 2016135983A RU 2016135983 A RU2016135983 A RU 2016135983A RU 2658301 C2 RU2658301 C2 RU 2658301C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pole
- phase
- linear electric
- poles
- electric motor
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
- H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
- H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Linear Motors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к линейным электродвигателям, и может быть использовано в кинематических системах высокоточного технологического оборудования, например в лазерных, плазменных, гидроабразивных комплексах, металлорежущих станках.The invention relates to electric machines, namely to linear electric motors, and can be used in kinematic systems of high-precision technological equipment, for example, in laser, plasma, waterjet complexes, metal-cutting machines.
Известен синхронный линейный электродвигатель, содержащий индуктор на постоянных магнитах с полюсным делением τ, явнополюсный якорь с трехфазной обмоткой [1]. У данного электродвигателя три полюса трехфазной обмотки располагаются над двумя постоянными магнитами таким образом, что размер каждого полюса равен 2/3τ. Данная электромагнитная схема является классической.Known synchronous linear electric motor containing a permanent magnet inductor with pole division τ, explicit pole armature with a three-phase winding [1]. For this electric motor, the three poles of the three-phase winding are located above two permanent magnets in such a way that the size of each pole is 2 / 3τ. This electromagnetic circuit is a classic.
Недостатком указанного электродвигателя является технологическая сложность укладки обмотки в пазы якоря, что увеличивает затраты на производство, так как практически невозможно механизировать процесс и его приходится осуществлять вручную.The disadvantage of this motor is the technological complexity of laying the winding in the slots of the armature, which increases the cost of production, since it is almost impossible to mechanize the process and it must be done manually.
Известен синхронный линейный электродвигатель, содержащий индуктор на постоянных магнитах с полюсным делением τ, секционный явнополюсный якорь с трехфазной обмоткой [2].Known synchronous linear electric motor containing a permanent magnet inductor with pole division τ, sectional explicit pole armature with a three-phase winding [2].
Недостатком данного двигателя являются повышенные затраты на производство, несмотря на секционную конструкцию якоря, что в принципе позволяет механизировать процесс укладки обмотки, однако не всегда удается это сделать, т.к. размер полюса-секции составляет 2/3τ и при малых размерах полюсного деления технологически сложно разбить якорь на секции.The disadvantage of this engine is the increased production costs, despite the sectional design of the armature, which in principle allows us to mechanize the process of laying the winding, but it is not always possible to do this, because the size of the pole-section is 2 / 3τ and for small sizes of pole division it is technologically difficult to break the anchor into sections.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является уменьшение затрат на производство при сохранении удельных силовых характеристик.The problem to which the invention is directed, is to reduce production costs while maintaining specific power characteristics.
Технический результат заключается в улучшении технологичности изготовления секционного якоря за счет увеличения размера полюса-секции в два раза до 4/3τ. Данное увеличение позволяет разбивать якорь на секции при малых размерах полюсного деления, которое составляет, как правило, 10-20 мм. Разбиение якоря на секции позволяет механизировать процесс укладки обмотки, производя эту операцию на намоточном станке. Наличие у полюсов секций наконечников дает возможность наматывать обмотку непосредственно на полюс, на который предварительно нанесена изоляционная пленка. Это позволяет не применять специальных каркасов для намотки обмоток. Следует отметить, что при указанном увеличении относительных размеров полюсов сохраняются высокие удельные силовые характеристики двигателя, т.к. средняя индукция магнитного поля в немагнитном зазоре не уменьшается.The technical result consists in improving the manufacturability of manufacturing a sectional armature by doubling the size of the pole section to 4 / 3τ. This increase allows you to break the anchor into sections with small sizes of pole division, which is usually 10-20 mm. Dividing the anchor into sections allows you to mechanize the process of laying the winding, performing this operation on a winding machine. The presence of terminal sections at the poles makes it possible to wind the winding directly onto the pole on which the insulating film has been previously applied. This allows you to not use special frames for winding windings. It should be noted that with the indicated increase in the relative sizes of the poles, high specific power characteristics of the motor are preserved, since the average magnetic field induction in the non-magnetic gap does not decrease.
Вышеуказанный технический результат достигается за счет того, что в синхронном линейном электродвигателе, содержащем индуктор на постоянных магнитах с полюсным делением τ, секционный явнополюсный якорь с трехфазной обмоткой, полюс второй фазы смещен относительно полюса первой на 2/3τ+2τ, а полюс третьей фазы смещен относительно полюса второй на 2/3τ-2τ, при этом ширина каждого полюса равна 4/3τ.The above technical result is achieved due to the fact that in a synchronous linear electric motor containing a permanent magnet inductor with pole division τ, a sectional explicit pole armature with a three-phase winding, the pole of the second phase is offset from the pole of the first by 2 / 3τ + 2τ, and the pole of the third phase is offset relative to the pole of the second by 2 / 3τ-2τ, while the width of each pole is 4 / 3τ.
Изобретение поясняется фиг. 1, где изображен продольный разрез синхронного линейного электродвигателя, а также схема трансформации полюсов согласно изобретению, и круговой диаграммой фиг. 2.The invention is illustrated in FIG. 1, which shows a longitudinal section of a synchronous linear electric motor, as well as a pole transformation diagram according to the invention, and a pie chart of FIG. 2.
Изобретение осуществляется следующим образом.The invention is as follows.
Синхронный линейный электродвигатель содержит индуктор 1 с постоянными магнитами 2, установленными с полюсным делением τ и образующими переменно-полюсную вдоль движения структуру, корпус 3, на котором жестко, посредством клиньев 4, установлены полюса 5, 6, 7 секционного явнополюсного якоря с трехфазной обмоткой 8. Корпус 3 с якорем, образованным полюсами 5, 6, 7 с обмоткой 8, установлен с возможностью перемещения вдоль переменно-полюсной структуры магнитов 2.A synchronous linear electric motor contains an inductor 1 with
Трансформация полюсов согласно изобретению, графически представленная на фиг. 1, происходит следующим образом. Полюс 6 фазы В смещен вдоль движения относительно полюса 5 фазы А на расстояние, равное 2/3τ+2τ, а полюс 7 фазы С смещен соответственно относительно полюса 6 фазы В на расстояние, равное 2/3τ-2τ. Тогда расстояние между смежными полюсами и, соответственно, ширина каждого полюса составляет 4/3τ, что в два раза больше, чем у известного линейного электродвигателя. Общий размер полюсов трех фаз составляет 4τ. Как видно на фиг. 1, при указанной трансформации чередование фаз меняется с прямого А-В-С на обратное А-С-В, при этом обмотка фазы С имеет прямое включение, что также отражено на фиг. 1.The pole transformation according to the invention, graphically represented in FIG. 1 occurs as follows. The
Кроме того, процесс трансформации полюсов представлен на круговой диаграмме фиг. 2. Из диаграммы следует, что после предлагаемого пространственного преобразования полюсов сохраняется необходимый пространственный сдвиг между фазами полюсов - 120 эл. градусов, что необходимо для получения бегущего магнитного поля, когда токи в фазах сдвинуты во времени на 120 эл. градусов, а фазы сдвинуты в пространстве на 120 эл. градусов. Очевидно, что при любой трансформации полюсов 2/3τ+/-2τ×K (где K - любое целое число) будет сохранена работоспособность линейного электродвигателя, но сохранение высоких удельных силовых характеристик возможно только в варианте, предложенном в изобретении. Так как в иных случаях суммарная длина трех полюсов будет больше 4τ, а при условии, что ширина одного полюса не может превышать 4/3τ из-за возникновения шунтирования магнитного поля постоянных магнитов индуктора, по длине якоря появляются немагнитные промежутки, снижающие среднее значение магнитной индукции в немагнитном зазоре.In addition, the pole transformation process is shown in the pie chart of FIG. 2. From the diagram it follows that after the proposed spatial transformation of the poles, the necessary spatial shift between the phases of the poles - 120 e. degrees, which is necessary to obtain a traveling magnetic field, when the currents in the phases are shifted in time by 120 el. degrees, and the phases are shifted in space by 120 el. degrees. Obviously, with any transformation of the
Реализация предложенного изобретения возможна также в поворотных синхронных явнополюсных электродвигателях, тогда число пар полюсов р должно быть равно 4к, где к - любое целое число. Однако конструктивно и технологически это не целесообразно. В таких машинах, напротив, стремятся уменьшить размер полюса, применяя его дробление.Implementation of the proposed invention is also possible in rotary synchronous explicit pole motors, then the number of pairs of poles p should be equal to 4k, where k is any integer. However, structurally and technologically it is not advisable. In such machines, on the contrary, they seek to reduce the size of the pole by applying its crushing.
Устройство работает следующим образом. При подаче трехфазной системы токов от системы управления, сдвинутых во времени на 120 эл. градусов, на три фазы обмотки 8 возникает бегущее электромагнитное поле якоря, т.к. полюса 5, 6, 7 сдвинуты в пространстве на 120 эл. градусов. Данное поле, взаимодействуя с неподвижным полем постоянных магнитов 2 индуктора 1, создает силу тяги, направленную вдоль переменно-полюсной структуры индуктора 1. Указанная сила приводит в движение корпус 3 с установленными посредством клиньев 4 полюсами 5, 6, 7 секционного явнополюсного якоря.The device operates as follows. When applying a three-phase system of currents from the control system, shifted in time by 120 el. degrees, for three phases of winding 8 there is a running electromagnetic field of the armature, because the
Таким образом, предложенное техническое решение позволит уменьшить затраты на производство при сохранении удельных силовых характеристик.Thus, the proposed technical solution will reduce production costs while maintaining specific power characteristics.
В соответствии с данным изобретением были изготовлены синхронные линейные электродвигатели и проведены их испытания. Изготовление подтвердило улучшение технологичности изготовления и снижение производственных затрат. Испытания подтвердили высокие удельные силовые характеристики.In accordance with this invention, synchronous linear motors were manufactured and tested. Manufacture confirmed the improvement of manufacturability and reduction of production costs. Tests confirmed high specific power characteristics.
Источники информацииInformation sources
1. Патент США US 5910691 А, H02K 41/03, опубл. 08.06.1999.1. US patent US 5910691 A, H02K 41/03, publ. 06/08/1999.
2. Патент США US 6831379 В2, H02K 41/03, опубл. 14.12.2004.2. US patent US 6831379 B2, H02K 41/03, publ. 12/14/2004.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016135983A RU2658301C2 (en) | 2016-09-06 | 2016-09-06 | Synchronous linear electric motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016135983A RU2658301C2 (en) | 2016-09-06 | 2016-09-06 | Synchronous linear electric motor |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016135983A RU2016135983A (en) | 2018-03-13 |
RU2016135983A3 RU2016135983A3 (en) | 2018-03-13 |
RU2658301C2 true RU2658301C2 (en) | 2018-06-20 |
Family
ID=61627375
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016135983A RU2658301C2 (en) | 2016-09-06 | 2016-09-06 | Synchronous linear electric motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2658301C2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1350779A1 (en) * | 1985-04-03 | 1987-11-07 | Всесоюзный Научно-Исследовательский,Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Электровозостроения | Synchronous linear motor |
US5910691A (en) * | 1995-03-20 | 1999-06-08 | Wavre; Nicolas | Permanent-magnet linear synchronous motor |
RU2141156C1 (en) * | 1994-11-16 | 1999-11-10 | Этель С.А. | Permanent-magnet synchronous motor |
US6831379B2 (en) * | 2000-04-19 | 2004-12-14 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Permanent magnet synchronous linear motor |
-
2016
- 2016-09-06 RU RU2016135983A patent/RU2658301C2/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1350779A1 (en) * | 1985-04-03 | 1987-11-07 | Всесоюзный Научно-Исследовательский,Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Электровозостроения | Synchronous linear motor |
RU2141156C1 (en) * | 1994-11-16 | 1999-11-10 | Этель С.А. | Permanent-magnet synchronous motor |
US5910691A (en) * | 1995-03-20 | 1999-06-08 | Wavre; Nicolas | Permanent-magnet linear synchronous motor |
US6831379B2 (en) * | 2000-04-19 | 2004-12-14 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Permanent magnet synchronous linear motor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2016135983A (en) | 2018-03-13 |
RU2016135983A3 (en) | 2018-03-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5549567B2 (en) | Electric motor device | |
US9362789B2 (en) | Magnetic field-modulated transverse flux multiphase permanent magnet motor | |
KR20160066839A (en) | Phase current arrangement for hairpin winding motor | |
RU2012116142A (en) | MULTI-PHASE STATOR DEVICE | |
WO2012026685A3 (en) | Linear motor | |
WO2011136475A3 (en) | Coil arrangement method for doubly salient permanent magnet electrical appliances | |
US20130134805A1 (en) | Switched reluctance motor | |
CN103001365A (en) | Double-layer fractional-slot winding structure of permanent-magnet synchronous motor | |
KR101604936B1 (en) | Motor | |
US20130082549A1 (en) | Switched reluctance motor | |
CN109149800B (en) | 9n/10n pole segmented rotor switched reluctance motor | |
CN202260733U (en) | Double-layer fractional slot permanent magnet synchronous motor winding structure | |
US9502933B2 (en) | Permanent magnet synchronous electric machine | |
RU2658301C2 (en) | Synchronous linear electric motor | |
US20120306296A1 (en) | Switched reluctance motor | |
CN110572004B (en) | Permanent magnet reluctance linear motor | |
JPWO2013084901A1 (en) | motor | |
Khan et al. | Design optimization and efficiency analysis of 12slot-10pole wound field flux switching machine | |
CN108964391B (en) | 6n/5n pole segmented rotor switched reluctance motor | |
EA200601821A1 (en) | MULTI-PHASE ELECTRIC MACHINE | |
Hwang et al. | Torque ripple reduction in a flux-switching permanent magnet machine targeted at elevator door applications by minimizing space harmonics | |
Park et al. | A study on reduction of end cogging force by armature offset distance of double-sided PMLSM | |
JP2015163028A (en) | Pole number change rotary electric machine | |
RU2658296C2 (en) | Linear electric motor | |
GB641243A (en) | Improvements in and relating to self-starting synchronous electric motors |