RU2660811C1 - Induction electrical machine - Google Patents
Induction electrical machine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2660811C1 RU2660811C1 RU2017109540A RU2017109540A RU2660811C1 RU 2660811 C1 RU2660811 C1 RU 2660811C1 RU 2017109540 A RU2017109540 A RU 2017109540A RU 2017109540 A RU2017109540 A RU 2017109540A RU 2660811 C1 RU2660811 C1 RU 2660811C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electric machine
- magnetic circuit
- stator
- jacket
- housing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K19/00—Synchronous motors or generators
- H02K19/16—Synchronous generators
- H02K19/22—Synchronous generators having windings each turn of which co-operates alternately with poles of opposite polarity, e.g. heteropolar generators
- H02K19/24—Synchronous generators having windings each turn of which co-operates alternately with poles of opposite polarity, e.g. heteropolar generators with variable-reluctance soft-iron rotors without winding
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
- H02K9/14—Arrangements for cooling or ventilating wherein gaseous cooling medium circulates between the machine casing and a surrounding mantle
- H02K9/16—Arrangements for cooling or ventilating wherein gaseous cooling medium circulates between the machine casing and a surrounding mantle wherein the cooling medium circulates through ducts or tubes within the casing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники, в частности, к синхронным реактивным электрическим двигателям и генераторам, применяемым в электромеханических трансмиссиях автомобилей, строительно-дорожных машин, тракторов, сельскохозяйственных машин, вездеходов и других гусеничных и колесных самоходных машин.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular, to synchronous jet electric motors and generators used in electromechanical transmissions of cars, road-building machines, tractors, agricultural vehicles, all-terrain vehicles and other tracked and wheeled self-propelled vehicles.
Известен вентильный реактивно-индукторный двигатель, содержащий зубчатый безобмоточный ротор и статор, зубцы (полюса) которого имеют прямоугольную форму, охвачены катушками обмотки статора и размещены с возможностью образования N-фазной магнитной системы [1], [2].Known valve reactive induction motor containing a gearless winding rotor and a stator, the teeth (poles) of which are rectangular, covered by stator winding coils and placed with the possibility of forming an N-phase magnetic system [1], [2].
Этот двигатель имеет повышенные габаритные размеры, объем и массу, что обусловлено отсутствием системы жидкостного охлаждения и неоптимальной конфигурацией (прямоугольной формой) зубцов ротора и статора.This engine has increased overall dimensions, volume and weight, which is due to the lack of a liquid cooling system and the non-optimal configuration (rectangular shape) of the teeth of the rotor and stator.
Известна также электрическая машина с жидкостным охлаждением статора, содержащая корпус с подшипниковыми щитами, магнитопровод статора с обмоткой в его пазах, ротор и размещенную в зазоре между ротором с статором гильзу, герметично закрепленную в подшипниковых щитах и образующую кольцевое пространство с торцевыми камерами у подшипниковых щитов и активной частью статора посередине. Это пространство заполнено охлаждающей жидкостью с ее прокачкой через это пространство и охлаждением во внешнем теплообменнике [3].Also known is an electric machine with liquid cooling of the stator, comprising a housing with bearing shields, a stator magnetic circuit with a winding in its grooves, a rotor and a sleeve located in the gap between the rotor with the stator, hermetically fixed in the bearing shields and forming an annular space with end chambers at the bearing shields and the active part of the stator in the middle. This space is filled with coolant with its pumping through this space and cooling in an external heat exchanger [3].
Применение жидкостного охлаждения позволяет уменьшить размеры (объем) и массу электрической машины, повысить ее удельную мощность. Однако это увеличение относительно невелико, поскольку размещение гильзы в зазоре между ротором и статором приводит к увеличению этого зазора и к соответствующему ухудшению магнитных характеристик электрической машины. Соответственно, для его компенсации необходимо увеличение габаритных размеров (объема) и массы электрической машины. К другим недостаткам этой конструкции относятся ее повышенная сложность и пониженная надежность, обусловленные применением тонкостенной цилиндрической оболочки.The use of liquid cooling can reduce the size (volume) and weight of an electric machine, increase its specific power. However, this increase is relatively small, since the placement of the sleeve in the gap between the rotor and the stator leads to an increase in this gap and to a corresponding deterioration in the magnetic characteristics of the electric machine. Accordingly, for its compensation, an increase in the overall dimensions (volume) and mass of the electric machine is necessary. Other disadvantages of this design include its increased complexity and reduced reliability due to the use of a thin-walled cylindrical shell.
Известна также электрическая машина с жидкостным охлаждением, содержащая корпус, ротор и статор, сердечник которого набран из изолированных листов электротехнической стали с обмотками в его пазах, а также охладители, выполненные в виде цилиндра со спиралевидными каналами и прилегающего ко всей внешней поверхности сердечника статора [4].Also known is an electric liquid-cooled machine containing a housing, a rotor and a stator, the core of which is composed of insulated sheets of electrical steel with windings in its grooves, as well as coolers made in the form of a cylinder with spiral channels and adjacent to the entire outer surface of the stator core [4 ].
Эта электрическая машина также имеет повышенные объем (габаритные размеры) и массу, поскольку охладители, расположенные на внешней поверхности сердечника статора, приводят к увеличению диаметра этой машины.This electric machine also has increased volume (overall dimensions) and weight, since coolers located on the outer surface of the stator core lead to an increase in the diameter of this machine.
Задачей, решаемой изобретением, является уменьшение объема и массы индукторной электрической машины без уменьшения ее мощности и крутящего момента.The problem solved by the invention is to reduce the volume and mass of the induction electric machine without reducing its power and torque.
Этот технический результат достигается за счет того, что в индукторной электрической машине, содержащей подшипниковые щиты, корпус с рубашкой, внутри которого размещены статор с полюсами и фазными обмотками, выполненными в виде сосредоточенных катушек, размещенных на зубцах магнитопровода статора в его пазах, и безобмоточный ротор, на валу которого закреплен зубчатый магнитопровод, дополнительно реализовано по меньшей мере одно из следующих технических решений:This technical result is achieved due to the fact that in an induction electric machine containing bearing shields, a housing with a jacket inside which a stator is placed with poles and phase windings made in the form of lumped coils placed on the teeth of the stator magnetic circuit in its grooves and a windingless rotor , on the shaft of which a toothed magnetic circuit is fixed, at least one of the following technical solutions is additionally implemented:
- пазы магнитопровода статора выполнены с плавным переходом между зубцами и спинкой этого магнитопровода, причем радиус этого перехода составляет не менее 
- пазы магнитопровода статора выполнены с параллельными стенками или с углами между этими стенками, не превышающими 5°;- the grooves of the stator magnetic circuit are made with parallel walls or with angles between these walls not exceeding 5 °;
- рубашка корпуса и/или вал ротора выполнена/выполнен с возможностью распространения в ней/нем магнитного потока;- the jacket of the housing and / or the rotor shaft is made / configured to spread magnetic flux in it / him;
- рубашка выполнена в виде сегментов, приваренных (прикрепленных) к магнитопроводу статора и скрепленных (сваренных) между собой;- the shirt is made in the form of segments welded (attached) to the stator magnetic circuit and fastened (welded) to each other;
- в магнитопроводе статора между рубашкой и спинкой этого магнитопровода или в выемках (впадинах) магнитопровода напротив его зубцов параллельно оси индукторной электрической машины размещены каналы жидкостного охлаждения;- in the stator magnetic circuit between the jacket and the back of this magnetic circuit or in the recesses (depressions) of the magnetic circuit opposite to its teeth parallel to the axis of the induction electric machine there are liquid cooling channels;
- машина содержит не менее двух каналов жидкостного охлаждения, которые соединены между собой параллельно с возможностью прокачки охлаждающей жидкости через эти каналы и внешний теплообменник;- the machine contains at least two channels of liquid cooling, which are interconnected in parallel with the ability to pump coolant through these channels and an external heat exchanger;
- на корпусе или по меньшей мере на одном подшипниковом щите установлен предохранительный клапан, приспособленный для защиты каналов и трубопроводов жидкостного охлаждения от их разрушения избыточным давлением;- a safety valve is installed on the housing or at least on the bearing shield, which is adapted to protect the channels and pipelines of liquid cooling from their destruction by excessive pressure;
- фазные обмотки соединены по схеме треугольника или многоугольника, а в каждую из фаз последовательно включены диоды, которые размещены на корпусе или по меньшей мере на одном подшипниковом щите.- phase windings are connected according to a triangle or polygon scheme, and diodes are placed in each phase in series, which are placed on the housing or at least on one bearing shield.
Кроме того, с целью достижения указанного технического результата, в индукторной электрической машине, в частности, пазы магнитопровода статора у его спинки выполнены с радиусом, составляющим от 
Если рубашка выполнена в виде сегментов, приваренных к магнитопроводу статора и сваренных между собой, то сварные швы расположены параллельно оси индукторной электрической машины.If the shirt is made in the form of segments welded to the stator magnetic circuit and welded together, then the welds are parallel to the axis of the induction electric machine.
Каналы для охлаждающей жидкости выполнены, в частности, в виде трубок плоскоовальной формы, впрессованных в магнитопровод статора и/или установленных в выемках магнитопровода статора с применением теплопроводного компаунда. Для улучшения характеристик индукторной электрической машины эти трубки могут быть выполнены из меди или медного сплава.The channels for the coolant are made, in particular, in the form of flat-oval tubes pressed into the stator magnetic circuit and / or installed in the recesses of the stator magnetic circuit using a heat-conducting compound. To improve the characteristics of an induction electric machine, these tubes can be made of copper or a copper alloy.
Каналы для охлаждающей жидкости соединены между собой последовательно и/или параллельно и заполнены этой жидкостью с ее прокачкой с помощью циркуляционного насоса через внешний теплообменник.The channels for the coolant are interconnected in series and / or in parallel and are filled with this fluid with its pumping by means of a circulation pump through an external heat exchanger.
Благодаря реализации в индукторной электрической машине указанных альтернативных признаков независимого пункта формулы изобретения обеспечивается достижение одного и того же технического результата - снижение объема и массы этой машины без уменьшения ее мощности и крутящего момента.Thanks to the implementation of the indicated alternative features of the independent claim in the induction electric machine, the same technical result is achieved — the reduction of the volume and mass of this machine without reducing its power and torque.
В частности, выполнение пазов магнитопровода статора с плавным переходом между зубцами и спинкой этого магнитопровода, причем с повышенным радиусом (от
К такому же результату приводит выполнение пазов магнитопровода статора с параллельными стенками или с небольшими углами между этими стенками (не более 5°). Реализация этого технического решения приводит к существенному расширению основания зубцов магнитопровода статора, что также обеспечивает сокращение средней длины магнитных силовых линий в спинке статора и, соответственно, достижение того же самого технического результата. При этом, очевидно, выполнение пазов магнитопровода статора с параллельными стенками не исключает возможности выполнения пазов магнитопровода статора с плавным переходом между зубцами и спинкой, т.е. в электрической машине может быть реализовано любое из указанных технических решений или оба этих технических решения одновременно.The same result is achieved by performing grooves in the stator magnetic circuit with parallel walls or with small angles between these walls (not more than 5 °). The implementation of this technical solution leads to a significant expansion of the base of the teeth of the magnetic circuit of the stator, which also reduces the average length of the magnetic field lines in the back of the stator and, accordingly, the achievement of the same technical result. In this case, obviously, the execution of the grooves of the stator magnetic circuit with parallel walls does not exclude the possibility of making the grooves of the stator magnetic circuit with a smooth transition between the teeth and the back, i.e. in an electric machine can be implemented any of these technical solutions or both of these technical solutions at the same time.
В известных электрических машинах каналы жидкостного охлаждения традиционно имеют спиралевидную форму и располагаются с наружной стороны статора. Это приводит к увеличению диаметра (объема) и массы машины. В отличие от этого, в предложенном изобретении каналы с охлаждающей жидкостью располагаются в магнитопроводе статора между рубашкой корпуса и спинкой этого магнитопровода или в выемках спинки статора напротив его зубцов, причем параллельно оси электрической машины. Из приложенного чертежа следует, что магнитная индукция в спинке статора имеет наименьшее значение именно в этих участках магнитопровода. Поэтому реализация этого отличительного признака заявленного изобретения позволяет обеспечить эффективное охлаждение электрической машины без снижения максимальных значений ее мощности и крутящего момента при одновременном уменьшении ее объема и массы за счет исключения необходимости расположения каналов для охлаждающей жидкости с наружной стороны статора.In known electric machines, liquid cooling channels are traditionally spiral-shaped and are located on the outside of the stator. This leads to an increase in the diameter (volume) and mass of the machine. In contrast, in the proposed invention, coolant channels are located in the stator magnetic circuit between the jacket of the housing and the back of this magnetic circuit or in the recesses of the stator back opposite its teeth, parallel to the axis of the electric machine. From the attached drawing it follows that the magnetic induction in the back of the stator is of the least importance precisely in these sections of the magnetic circuit. Therefore, the implementation of this distinguishing feature of the claimed invention allows for efficient cooling of an electric machine without reducing the maximum values of its power and torque while reducing its volume and mass due to the elimination of the need for channels for the coolant to be located on the outside of the stator.
Электрическая машина, реализованная согласно следующему отличительному альтернативному признаку заявленного изобретения, содержит не менее двух каналов жидкостного охлаждения, которые соединены между собой параллельно с возможностью прокачки охлаждающей жидкости через эти каналы и внешний теплообменник. Известно, что для обеспечения необходимого теплового режима работы электрической машины через каналы жидкостного охлаждения необходимо осуществлять прокачку определенного объема охлаждающей жидкости. Причем для того, чтобы избежать повышенных потерь напора, сечение канала для охлаждающей жидкости приходится выбирать достаточно большим, что приводит к увеличению размеров (объема) и массы электрической машины. Применение двух и более каналов жидкостного охлаждения, соединенных между собой параллельно, позволяет уменьшить сечение этих каналов при сохранении их общей длины, что обеспечивает уменьшение объема и массы машины, т.е. достижение необходимого технического результата.An electric machine, implemented according to the following distinctive alternative feature of the claimed invention, contains at least two liquid cooling channels that are interconnected in parallel with the ability to pump coolant through these channels and an external heat exchanger. It is known that in order to ensure the necessary thermal regime of an electric machine through liquid cooling channels, it is necessary to pump a certain amount of coolant. Moreover, in order to avoid increased pressure losses, the channel cross section for the coolant must be chosen large enough, which leads to an increase in the size (volume) and mass of the electric machine. The use of two or more liquid cooling channels, connected together in parallel, allows to reduce the cross-section of these channels while maintaining their total length, which reduces the volume and weight of the machine, i.e. achievement of the necessary technical result.
Следующий альтернативный признак изобретения предусматривает установку на корпусе или на каком-либо подшипниковом щите предохранительного клапана, обеспечивающего защиту каналов и трубопроводов системы жидкостного охлаждения от их разрушения избыточным давлением. Установка этого клапана позволяет существенно уменьшить требования к прочности этих каналов и трубопроводов, в том числе уменьшить толщины их стенок. Это также приводит к уменьшению объема и массы электрической машины без ухудшения ее характеристик. При этом сам предохранительный клапан имеет, по сравнению с объемом и массой системы охлаждения, незначительный объем, может быть встроен в корпус или в подшипниковый щит, и, по этой причине, не оказывает существенного влияния на массогабаритные характеристики электрической машины.The next alternative feature of the invention involves the installation on the housing or on any bearing shield of a safety valve that protects the channels and pipelines of the liquid cooling system from their destruction by excessive pressure. The installation of this valve can significantly reduce the strength requirements of these channels and pipelines, including reducing the thickness of their walls. This also leads to a decrease in the volume and mass of the electric machine without compromising its performance. At the same time, the safety valve itself, compared to the volume and weight of the cooling system, has a small volume, can be integrated into the housing or into the bearing shield, and, for this reason, does not significantly affect the overall dimensions of the electric machine.
К существенному снижению объема и массы индукторной электрической машины, т.е. к достижению того же технического результата, приводит реализация следующего альтернативного технического решения (признака) - выполнение рубашки корпуса и/или вала ротора с возможностью распространения в ней/нем магнитного потока. В этом случае рубашка корпуса и вал ротора частично выполняют функции спинки статора и спинки ротора. Это позволяет существенно сократить ширину этих спинок и, соответственно, существенно снизить объем и массу электрической машины без снижения ее момента и выходной мощности. Для реализации такой возможности рубашку и/или вал ротора необходимо выполнить из магнитомягкой стали, содержащей не более 0,25% углерода - из сортовой электротехнической нелегированной стали, стали марок Ст3, Ст10 и т.п.To a significant reduction in the volume and mass of the induction electric machine, i.e. the achievement of the same technical result is achieved by the implementation of the following alternative technical solution (feature) - execution of the jacket of the housing and / or the rotor shaft with the possibility of magnetic flux propagation in it / him. In this case, the jacket of the body and the rotor shaft partially fulfill the functions of the back of the stator and back of the rotor. This allows you to significantly reduce the width of these backs and, accordingly, significantly reduce the volume and mass of the electric machine without reducing its momentum and power output. To realize this possibility, the shirt and / or rotor shaft must be made of soft magnetic steel containing not more than 0.25% carbon - from high-quality electrotechnical unalloyed steel, steel grades St3, St10, etc.
Снижение объема и массы индукторной электрической машины может быть достигнуто путем уменьшения ширины спинки магнитопровода статора. Однако это уменьшение противоречит требованию обеспечения его механической прочности и устойчивости к воздействию тангенциальных и радиальных сил взаимодействия зубцов статора и ротора. Для устранения этого противоречия в следующем альтернативном признаке (техническом решении) рубашка жестко прикрепляется (приваривается) к спинке магнитопровода статора. С этой целью она выполнена в виде сегментов, приваренных (прикрепленных) к магнитопроводу статора и скрепленных (сваренных) между собой.Reducing the volume and mass of the induction electric machine can be achieved by reducing the width of the back of the stator magnetic circuit. However, this decrease contradicts the requirement to ensure its mechanical strength and resistance to the effects of tangential and radial forces of interaction between the teeth of the stator and rotor. To eliminate this contradiction, in the following alternative feature (technical solution), the shirt is rigidly attached (welded) to the back of the stator magnetic circuit. To this end, it is made in the form of segments welded (attached) to the stator magnetic circuit and fastened (welded) to each other.
Индукторные электрические машины традиционно имеют по два вывода на каждую фазу для присоединения к силовому преобразователю, реализованному на основе несимметричных полумостовых транзисторно-диодных сборках. По этой причине, например, 3-фазная индукторная электрическая машина традиционно имеет шесть силовых выводов вместо, для сравнения, 3-х выводов у асинхронной электрической машины. Удвоенное количество выводов приводит к увеличению габаритных размеров (объема) и массы электрической машины (увеличенная клеммная колодка, удвоенное количество силовых проводов и соединений и т.д.). В то же время известны индукторные электрические машины (US 5703457 А, Н02Р 7/00, 30.12.1997 и т.д.), в которых фазные обмотки могут быть соединены по схеме треугольника с включением дополнительных диодов последовательно с этими обмотками, что позволяет Inductive electric machines traditionally have two leads per phase for connection to a power converter implemented on the basis of asymmetric half-bridge transistor-diode assemblies. For this reason, for example, a 3-phase induction electric machine traditionally has six power terminals instead of, for comparison, 3 terminals of an asynchronous electric machine. Double the number of leads leads to an increase in the overall dimensions (volume) and mass of the electric machine (increased terminal block, double the number of power wires and connections, etc.). At the same time, inductor electric machines are known (US 5703457 A,
реализовать систему «электрическая машина - диоды» с числом силовых выводов, равном числу фаз.implement the system of "electric machine - diodes" with the number of power outputs equal to the number of phases.
В соответствии с этим, в последнем альтернативном техническом решении независимого пункта формулы данного изобретения, в отличие от ранее известных, указанные диоды размещены не за пределами индукторной электрической машины, а непосредственно на ее корпусе или на подшипниковом щите. Эти диоды, в частности, могут быть впрессованы в корпус или в подшипниковый щит. Соответственно, объем и масса самих диодов не оказывают существенного влияния на объем и массу электрической машины. В то же время сокращение силовых выводов и силовых соединений (клеммной колодки, силовых электрических разъемов и т.д.) приводит с существенному снижению объема и массы индукторной электрической машины, т.е. к достижению того же технического результата, что и реализация всех предыдущих технических решений.In accordance with this, in the last alternative technical solution of the independent claim of the present invention, in contrast to the previously known, these diodes are placed not outside the induction electric machine, but directly on its body or on the bearing shield. These diodes, in particular, can be pressed into the housing or into the bearing shield. Accordingly, the volume and mass of the diodes themselves do not significantly affect the volume and mass of the electric machine. At the same time, the reduction of power outputs and power connections (terminal block, power electrical connectors, etc.) leads to a significant reduction in the volume and mass of the induction electric machine, i.e. to achieve the same technical result as the implementation of all previous technical solutions.
На чертеже приведен пример реализации предложенной индукторной электрической машины. Показана 3-фазная машина, имеющая 18 полюсов статора и 12 полюсов ротора.The drawing shows an example implementation of the proposed induction electric machine. A 3-phase machine is shown having 18 stator poles and 12 rotor poles.
Такие электрические машины (электродвигатели) без обмотки возбуждения в русскоязычной литературе называются также вентильными индукторными реактивными двигателями (ВРД, ВИД, ВИРД), а в англоязычной литературе - электродвигателями с переменным магнитным сопротивлением: Switched Reluctance Motor (SRM).Such electric machines (electric motors) without an excitation winding are also called valve induction jet engines (WFD, VID, VIRD) in the Russian literature, and in the English language literature they are called electric motors with variable magnetic resistance: Switched Reluctance Motor (SRM).
Предложенная индукторная электрическая машина содержит подшипниковые щиты (условно не показаны) и корпус, составной частью которого является рубашка 1, причем внутри корпуса размещены статор, магнитопровод которого имеет зубцы 2 и спинку (ярмо) 3. На зубцах 2 в пазах 4 размещены фазные обмотки, выполненные в виде сосредоточенных катушек 5. Катушки одной фазы (в данном примере - шесть катушек) могут быть соединены между собой последовательно или параллельно.The proposed induction electric machine contains bearing shields (not shown conditionally) and a housing, part of which is
Фазные обмотки, в частности, соединены по схеме треугольника или многоугольника, а в каждую из фаз последовательно включены диоды, которые размещены на корпусе или по меньшей мере на одном подшипниковом щите. Эти диоды, в частности, впрессованы в корпус или в подшипниковый щит.Phase windings, in particular, are connected according to a triangle or polygon scheme, and diodes are placed in each phase in series, which are placed on the housing or on at least one bearing shield. These diodes, in particular, are pressed into the housing or into the bearing shield.
Рубашка 1 выполнена в виде отдельных частей (сегментов, полуцилиндров и т.п.) скрепленных с магнитопроводом статора и между собой, в частности, с помощью сварки. Причем расположение сварных швов выбрано из условия достижения необходимой прочности электрической машины. Предпочтительно - параллельно оси индукторной электрической машины.
Между рубашкой 1 корпуса и спинкой 3 магнитопровода статора или в выемках спинки 3 этого магнитопровода напротив его зубцов 2 параллельно оси электрической машины между рубашкой корпуса и спинкой магнитопровода статора или в выемках спинки этого магнитопровода напротив его зубцов размещены каналы жидкостного охлаждения 6, которые выполнены, в частности, в виде плоскоовальных трубок из меди или медного сплава, впрессованных в магнитопровод статора и/или установленных с применением теплопроводного компаунда.Between the
Индукторная электрическая машина содержит, в частности, не менее двух каналов жидкостного охлаждения, которые соединены между собой параллельно с возможностью прокачки охлаждающей жидкости через эти каналы и внешний теплообменник.The inductor electric machine contains, in particular, at least two channels of liquid cooling, which are interconnected in parallel with the ability to pump coolant through these channels and an external heat exchanger.
На корпусе или по меньшей мере на одном подшипниковом щите установлен предохранительный клапан, приспособленный для защиты каналов и соединительных трубопроводов жидкостного охлаждения от их разрушения избыточным давлением.A safety valve is installed on the housing or at least on the bearing shield, which is adapted to protect the channels and connecting pipelines of liquid cooling from their destruction by excessive pressure.
Безобмоточный ротор содержит магнитопровод с зубцами 7 и спинкой 8, закрепленный на валу 9, который, предпочтительно, выполнен пустотелым.The windingless rotor contains a magnetic circuit with
Магнитопроводы статора и ротора набраны из изолированных листов электротехнической стали.The stator and rotor magnetic cores are drawn from insulated sheets of electrical steel.
Рубашка корпуса и/или вал ротора могут быть выполнены из магнитомягкой (мягкой) стали и обеспечивающей возможность распространения в ней/нем магнитного потока. В частности, из сортовой электротехнической нелегированной стали по ГОСТ 11036-75, из стали марки Ст3, Ст10 и т.п., содержащей не более 0,25% углерода.The casing jacket and / or the rotor shaft can be made of soft magnetic (mild) steel and allowing the magnetic flux to spread in it / him. In particular, from high-quality electrotechnical unalloyed steel according to GOST 11036-75, from steel grade St3, St10, etc., containing not more than 0.25% carbon.
Рубашка корпуса выполнена из отдельных частей, скрепленных с магнитопроводом The jacket of the case is made of individual parts fastened with a magnetic circuit
статора и между собой. Соединения отдельных частей рубашки корпуса с магнитопроводом статора и между собой осуществлены с помощью сварки, причем сварные швы расположены параллельно оси индукторной электрической машины.stator and among themselves. The connections of the individual parts of the jacket of the housing with the stator magnetic circuit and to each other are carried out by welding, and the welds are parallel to the axis of the induction electric machine.
Зубцы статора 2 выполнены с плавным переходом между этими зубцами и спинкой магнитопровода статора, причем радиус этого перехода составляет не менее 
При работе индукторной электрической машины электронный преобразователь, который может именоваться также силовым коммутатором, инвертором и т.п., поочередно подключает фазные обмотки (катушки 4) к источнику постоянного напряжения (к силовой шине). Ток, протекающий по обмоткам, создает в магнитопроводах статора и ротора магнитный поток. Его силовые линии 10 показаны на чертеже. В результате взаимного притяжения зубцов статора 2 и ротора 7 возникает крутящий момент, приводящий во вращение вал 9 индукторной электрической машины.During the operation of an induction electric machine, an electronic converter, which can also be called a power switch, inverter, etc., alternately connects the phase windings (coils 4) to a constant voltage source (to the power bus). The current flowing through the windings creates a magnetic flux in the stator and rotor magnetic circuits. Its lines of
В индукторной электрической машине величина индукции и частота перемагничивания магнитопроводов статора и ротора зависят от частоты вращения вала 9. На низких скоростях вращения частота перемагничивания низкая, а амплитуда магнитного потока максимальна. Повышение частоты вращения ротора, очевидно, приводит к повышению частоты перемагничивания. При этом индуктивность катушек 5 препятствует нарастанию тока в обмотках фаз, что приводит к снижению максимальной величины индукции в магнитной системе двигателя.In an induction electric machine, the magnitude of the induction and the magnetization reversal frequency of the stator and rotor magnetic circuits depend on the speed of the
В предложенном изобретении это обстоятельство используется для снижения размеров (объема) и массы электрической машины. С этой целью рубашка 1 и, в обоснованных случаях, вал ротора 9, выполнены из нешихтованной магнитомягкой стали. В этом случае на низких скоростях вращения вала магнитный поток распространяется не только по спинкам статора и ротора, но и по рубашке корпуса (показано на чертеже) и по валу 9. При этом, ввиду низкой частоты перемагничивания, выполнение рубашки и вала из нешихтованной стали (с целью обеспечения их прочности) не приводит к существенному ухудшению их магнитных свойств.In the proposed invention, this circumstance is used to reduce the size (volume) and mass of the electric machine. For this purpose, the
На высоких скоростях вращения вала ротора максимальная индукция в спинках статора и ротора снижается. Поэтому на этих скоростях магнитный поток практически не проникает в глубину металла рубашки корпуса и вала и, соответственно, их выполнение из нешихтованной стали также не имеет принципиального значения.At high rotational speeds of the rotor shaft, the maximum induction in the backs of the stator and rotor decreases. Therefore, at these speeds, the magnetic flux practically does not penetrate into the depth of the metal of the jacket of the body and shaft, and, accordingly, their implementation from unmounted steel also does not matter.
Прочие особенности работы предложенной индукторной электрической машины не требуют пояснений, поскольку они понятны из чертежа, из описания влияния отличительных признаков изобретения на достигаемый технических результат и из патентной и научно-технической литературы.Other features of the proposed induction electric machine do not require explanation, since they are clear from the drawing, from the description of the influence of the distinguishing features of the invention on the achieved technical result and from the patent and scientific and technical literature.
Для специалистов в данной области техники также понятно, что кроме описанных вариантов индукторной электрической машины возможны также иные варианты ее реализации на основе признаков, изложенных в формуле изобретения.For specialists in the art it is also clear that in addition to the described variants of an induction electric machine, other variants of its implementation are also possible based on the features set forth in the claims.
Claims (17)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017109540A RU2660811C1 (en) | 2017-03-21 | 2017-03-21 | Induction electrical machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017109540A RU2660811C1 (en) | 2017-03-21 | 2017-03-21 | Induction electrical machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2660811C1 true RU2660811C1 (en) | 2018-07-10 |
Family
ID=62815325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017109540A RU2660811C1 (en) | 2017-03-21 | 2017-03-21 | Induction electrical machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2660811C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2706016C1 (en) * | 2019-04-29 | 2019-11-13 | Владимир Андреевич Коровин | Electric machine stator with liquid cooling |
| RU201583U1 (en) * | 2020-09-15 | 2020-12-22 | Валерий Мефодьевич Ткачев | PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS MOTOR INDUCTOR |
| RU2803412C1 (en) * | 2019-08-30 | 2023-09-12 | Дунфан Электрик Машинери Ко., Лтд. | Method and design for improving uniformity of axial stator temperature distribution |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU422137A3 (en) * | 1969-10-06 | 1974-03-30 | Иностранцы Герберт Кеппе, Карл Цейле , Альбрехт Энгельхард | METHOD OF OBTAINING 1- |
| SU1343507A1 (en) * | 1985-05-29 | 1987-10-07 | Г.К.Сапунов, М.А.Салтыков и О.Н.Соловьева | Electric machine stator |
| SU1667201A1 (en) * | 1989-03-09 | 1991-07-30 | Ленинградское Производственное Электромашиностроительное Объединение "Электросила" Им.С.М.Кирова | Stator of liquid-cooled electrical machine and method of manufacturing same |
| EP0764358A1 (en) * | 1994-06-10 | 1997-03-26 | Northrop Grumman Corporation | Electric induction motor and related method of cooling |
| RU2283525C2 (en) * | 2004-11-15 | 2006-09-10 | Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт электровозостроения" (ОАО "ВЭлНИИ") | Electrical machine with liquid-cooled stator |
| RU2439768C2 (en) * | 2009-12-01 | 2012-01-10 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Liquid-cooling system for electric machinery stators |
| RU2513042C1 (en) * | 2013-01-16 | 2014-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Liquid-cooling system for electric machinery stators at autonomous objects |
-
2017
- 2017-03-21 RU RU2017109540A patent/RU2660811C1/en active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU422137A3 (en) * | 1969-10-06 | 1974-03-30 | Иностранцы Герберт Кеппе, Карл Цейле , Альбрехт Энгельхард | METHOD OF OBTAINING 1- |
| SU1343507A1 (en) * | 1985-05-29 | 1987-10-07 | Г.К.Сапунов, М.А.Салтыков и О.Н.Соловьева | Electric machine stator |
| SU1667201A1 (en) * | 1989-03-09 | 1991-07-30 | Ленинградское Производственное Электромашиностроительное Объединение "Электросила" Им.С.М.Кирова | Stator of liquid-cooled electrical machine and method of manufacturing same |
| EP0764358A1 (en) * | 1994-06-10 | 1997-03-26 | Northrop Grumman Corporation | Electric induction motor and related method of cooling |
| RU2283525C2 (en) * | 2004-11-15 | 2006-09-10 | Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт электровозостроения" (ОАО "ВЭлНИИ") | Electrical machine with liquid-cooled stator |
| RU2439768C2 (en) * | 2009-12-01 | 2012-01-10 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Liquid-cooling system for electric machinery stators |
| RU2513042C1 (en) * | 2013-01-16 | 2014-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Liquid-cooling system for electric machinery stators at autonomous objects |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2706016C1 (en) * | 2019-04-29 | 2019-11-13 | Владимир Андреевич Коровин | Electric machine stator with liquid cooling |
| RU2803412C1 (en) * | 2019-08-30 | 2023-09-12 | Дунфан Электрик Машинери Ко., Лтд. | Method and design for improving uniformity of axial stator temperature distribution |
| RU201583U1 (en) * | 2020-09-15 | 2020-12-22 | Валерий Мефодьевич Ткачев | PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS MOTOR INDUCTOR |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0587812B1 (en) | Electrical machines | |
| US8247933B2 (en) | Methods and apparatus for a permanent magnet machine with a direct liquid cooled stator | |
| EP1667310A1 (en) | Stator of claw-pole shaped motor | |
| JP2007282420A (en) | Vehicle ac power generator | |
| KR102362548B1 (en) | Rotating electric machine with optimized configuration | |
| CN110663158B (en) | Dual magnetic phase material ring for AC motor | |
| CN109478814B (en) | Stator of rotating electric machine and rotating electric machine | |
| RU2660811C1 (en) | Induction electrical machine | |
| KR20170054304A (en) | Rotary electrical machine provided with a stator | |
| CN110771012B (en) | Stator of rotating electric machine and rotating electric machine | |
| KR20010041091A (en) | Rotating Electric Machine with Permanent Magnets and Magnetic Resistance Having an Improved Structure | |
| CN112292803B (en) | Rotor and rotating electrical machine | |
| US10770956B2 (en) | Electric machine | |
| RU123600U1 (en) | SYNCHRONOUS ELECTRIC MACHINE WITH PERMANENT MAGNETS | |
| CN108900052A (en) | A kind of 6/5 pole switching reluctance motor | |
| Bilyi et al. | Design of high-efficiency interior permanent magnet synchronous machine with stator flux barriers and single-layer concentrated windings | |
| CN110800193B (en) | Stator for rotating electric machine, and method for manufacturing stator for rotating electric machine | |
| RU201789U1 (en) | SUBMERSIBLE OIL FILLED VAN ELECTRIC MOTOR | |
| WO2022160782A1 (en) | Rotor assembly and self-starting permanent magnet synchronous reluctance electric motor | |
| CN108900053A (en) | A kind of 9/8 pole switching reluctance motor | |
| WO2022077498A1 (en) | Hairpin motor, power assembly, and vehicle | |
| Fereydoonian et al. | Comparative analysis of wound-field flux-switching machines with different field and armature winding configurations | |
| Mecrow et al. | Simplifying the manufacturing process for electrical machines | |
| Moros et al. | New flexible harmonic cost effective concentrated winding topology | |
| CN111211626B (en) | High-speed permanent magnet motor with circumferential radial pulse vibration and magnetic assistance matched with multi-path air cooling |