RU2733268C1 - Linear asynchronous motor - Google Patents
Linear asynchronous motor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2733268C1 RU2733268C1 RU2019139676A RU2019139676A RU2733268C1 RU 2733268 C1 RU2733268 C1 RU 2733268C1 RU 2019139676 A RU2019139676 A RU 2019139676A RU 2019139676 A RU2019139676 A RU 2019139676A RU 2733268 C1 RU2733268 C1 RU 2733268C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cores
- coils
- laminated
- laminated cores
- transversely
- 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
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
- H02K1/14—Stator cores with salient poles
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
- H02K3/28—Layout of windings or of connections between windings
-
- 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
- H02K41/025—Asynchronous motors
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники, а более точно - к линейным электродвигателям, предназначенным для перспективного высокоскоростного магнитно-левитационного и вакуумного транспорта, а также для электроприводов с прямолинейным или возвратно-поступательным движением рабочих органов.The invention relates to the field of electrical engineering, and more precisely to linear electric motors designed for promising high-speed magnetic levitation and vacuum transport, as well as for electric drives with rectilinear or reciprocating movement of working bodies.
Известен линейный асинхронный двигатель (ЛАД), содержащий первичный элемент в виде индуктора с магнитопроводом, выполненным из отдельных поперечно шихтованных сердечников, содержащих зубцы, объединенные общими ярмами, причем сердечники, шихтованные в поперечном направлении, расположены один за другим в продольном направлении и соединены между собой сердечниками, шихтованными в продольном направлении, многофазную обмотку, катушки которой образуют продольные и поперечные ряды, продольные ряды катушек образуют одинаковые порядки следования фаз, а поперечные ряды катушек имеют до середины ряда один, а после середины ряда - противоположный порядок следования фаз, и вторичный элемент, содержащий электропроводящий материал (авт. св. СССР № 868942, МПК H02K 41/02, 1981 г.).Known linear asynchronous motor (LIM), containing a primary element in the form of an inductor with a magnetic circuit made of separate transversely laminated cores containing teeth united by common yokes, and the cores, laminated in the transverse direction, are located one after another in the longitudinal direction and are interconnected cores laminated in the longitudinal direction, a multiphase winding, the coils of which form longitudinal and transverse rows, the longitudinal rows of coils form the same phase sequence, and the transverse rows of coils have one up to the middle of the row, and after the middle of the row - the opposite phase sequence, and a secondary element containing electrically conductive material (ed. St. USSR No. 868942, IPC H02K 41/02, 1981).
Недостатком данного аналога ЛАД является невысокие коэффициент полезного действия (КПД) и тяговое усилие.The disadvantage of this analogue of the LIM is its low coefficient of performance (COP) and tractive effort.
Наиболее близким по своей сущности к заявляемому является линейный асинхронный двигатель, содержащий первичный элемент в виде индуктора с магнитопроводом, выполненным из отдельных поперечно шихтованных сердечников, содержащих зубцы, объединенные общими ярмами, причем сердечники, шихтованные в поперечном направлении, расположены один за другим в продольном направлении и соединены между собой сердечниками, шихтованными в продольном направлении, причем зубцы продольно шихтованных сердечников выполнены наклонными и входят в пазы поперечно шихтованных сердечников с многофазной обмоткой, катушки которой разделены на две части, первая часть катушек размещена на поперечно шихтованных сердечниках, а вторая часть - на продольно шихтованных сердечниках, при этом катушки обмотки, размещенные на поперечно и продольно шихтованных сердечниках, образуют продольные и поперечные ряды, причем продольные ряды катушек образуют одинаковые порядки следования фаз, а поперечные ряды катушек имеют до середины ряда один, а после середины - противоположный порядок следования фаз и вторичный элемент, содержащий электропроводящий материал (авт. св. СССР № 801197, МПК H02K 41/04,1981 г.). Этот ЛАД выбран нами в качестве прототипа.The closest in essence to the claimed one is a linear induction motor containing a primary element in the form of an inductor with a magnetic circuit made of separate transversely laminated cores containing teeth united by common yokes, and the cores laminated in the transverse direction are located one after the other in the longitudinal direction and are interconnected by cores laminated in the longitudinal direction, and the teeth of the longitudinally laminated cores are oblique and enter the grooves of the transversely laminated cores with a multiphase winding, the coils of which are divided into two parts, the first part of the coils is placed on the transversely laminated cores, and the second part is on longitudinally laminated cores, while the winding coils placed on transversely and longitudinally laminated cores form longitudinal and transverse rows, and the longitudinal rows of coils form the same phase sequence, and the transverse rows of coils have up to the middle p there is one poison, and after the middle - the opposite order of the phases and a secondary element containing an electrically conductive material (ed. St. USSR No. 801197, IPC H02K 41/04, 1981). This LAD was chosen by us as a prototype.
Недостатками прототипа являются невысокие КПД и тяговое усилие.The disadvantages of the prototype are low efficiency and tractive effort.
Целью настоящего изобретения является повышение КПД и тягового усилия ЛАД.The aim of the present invention is to increase the efficiency and tractive effort of the LIM.
Цель изобретения достигается тем, что в линейном асинхронном двигателе, содержащем первичный элемент в виде индуктора с магнитопроводом, выполненным из отдельных поперечно шихтованных сердечников, содержащих зубцы, объединенные общими ярмами, причем сердечники, шихтованные в поперечном направлении, расположены один за другим в продольном направлении и соединены между собой сердечниками, шихтованными в продольном направлении, причем зубцы продольно шихтованных сердечников выполнены наклонными и входят в пазы поперечно шихтованных сердечников и многофазной обмоткой, катушки которой разделены на две части, первая часть катушек размещена на поперечно шихтованных сердечниках, а вторая часть - на продольно шихтованных сердечниках, при этом катушки обмотки, размещенные на поперечно и продольно шихтованных сердечниках образуют продольные и поперечные ряды, причем продольные ряды катушек образуют одинаковые порядки следования фаз, а поперечные ряды катушек имеют до середины ряда один, а после середины - противоположный порядок следования фаз и вторичный элемент, содержащий электропроводящий материал, согласно изобретению, наклонные зубцы продольно шихтованных сердечников объединены общими ярмами.The purpose of the invention is achieved in that in a linear induction motor containing a primary element in the form of an inductor with a magnetic core made of separate transversely laminated cores containing teeth united by common yokes, and the cores laminated in the transverse direction are located one after the other in the longitudinal direction and are interconnected by cores laminated in the longitudinal direction, and the teeth of the longitudinally laminated cores are made inclined and enter the grooves of the transversely laminated cores and a multiphase winding, the coils of which are divided into two parts, the first part of the coils is placed on the transversely laminated cores, and the second part - on the longitudinal laminated cores, while the winding coils placed on the transversely and longitudinally laminated cores form longitudinal and transverse rows, and the longitudinal rows of coils form the same phase sequence, and the transverse rows of coils have one to the middle of the row, and after The middle - the opposite order of the phases and the secondary element containing the electrically conductive material, according to the invention, the inclined teeth of the longitudinally laminated cores are united by common yokes.
Новым по сравнению с прототипом является объединение общими ярмами наклонных зубцов продольно шихтованных сердечников.New in comparison with the prototype is the combination of the common yokes of the inclined teeth of the longitudinally laminated cores.
Изобретение поясняется ссылками на прилагаемые чертежи, на которыхThe invention is illustrated by reference to the accompanying drawings, in which
фиг. 1 изображает общий вид линейного асинхронного двигателя (вид спереди - схематично);fig. 1 is a general view of a linear induction motor (front view - schematic);
фиг. 2 - общий вид линейного асинхронного двигателя (вид сбоку - схематично);fig. 2 - General view of a linear induction motor (side view - schematic);
фиг. 3 - скелетную схему магнитопровода индуктора ЛАД;fig. 3 - skeletal diagram of the magnetic circuit of the LIM inductor;
фиг. 4 - порядок следования фаз обмотки индуктора линейного асинхронного двигателя.fig. 4 - sequence of phases of the inductor winding of a linear induction motor.
Линейный асинхронный двигатель (фиг. 1) содержит первичный элемент в виде индуктора 1 с магнитопроводом, выполненным из отдельных поперечно шихтованных сердечников, содержащих зубцы 2, объединенные общими ярмами 3, причем сердечники, шихтованные в поперечном направлении, расположены один за другим в продольном направлении и соединены между собой сердечниками, шихтованными в продольном направлении, причем зубцы 4 продольно шихтованных сердечников выполнены наклонными и входят в пазы поперечно шихтованных сердечников с многофазной обмоткой, катушки которой разделены на две части, первая часть катушек 5 размещена на поперечно шихтованных сердечниках. Вторичный элемент 6 выполнен из электропроводящего материала. Вторая часть катушек 7 многофазной обмотки индуктора 1 расположена на продольно шихтованных сердечниках.The linear induction motor (Fig. 1) contains a primary element in the form of an
На фиг. 2 (вид сбоку) видно, как расположены наклонные зубцы 4 и что зубцы 4 объединены общим ярмом 8. Вторая часть катушек 7 многофазной обмотки индуктора размещена на ярмах 8 продольно шихтованных сердечниках. Остальные обозначения те же, что и на фиг. 1.FIG. 2 (side view) shows how the
На фиг. 3 схематично показана скелетная схема магнитопровода индуктора ЛАД. Обозначения те же, что и на фиг. 1 - фиг. 2;FIG. 3 schematically shows a skeletal diagram of the magnetic circuit of the LIM inductor. The designations are the same as in FIG. 1 to FIG. 2;
Фиг. 4 изображает схему соединения катушек 5 и 7 многофазной обмотки индуктора линейного асинхронного двигателя. А, В и С - обозначения фаз.FIG. 4 shows the connection diagram of the
Рассмотрим принцип работы заявляемого ЛАД и доказательства достижения цели изобретения.Consider the principle of operation of the claimed LAD and proof of achievement of the purpose of the invention.
При подключении катушек 5 и 7 обмотки индуктора ЛАД к источнику трехфазного напряжения возбуждаются бегущие магнитные поля. Магнитные поля, бегущие в продольном направлении (направлении движения), создаются токами, текущими в катушках 5 и 7, образующих продольные ряды с прямыми порядками следования фаз А, В и С (фиг. 4). Магнитные поля, бегущие в поперечном направлении навстречу друг другу, создаются токами в катушках 5 и 7 многофазной обмотки индуктора, образующих поперечные ряды, в которых до середины ряда один, а после середины - противоположный порядок следования фаз (фиг. 4).When the
Бегущие магнитные потоки пересекают электропроводящий вторичный элемент и индуктируют в нем электродвижущие силы, под действием которых во вторичном элементе 6 потекут вихревые электрические токи. В результате взаимодействия вихревых токов во вторичном элементе с бегущими магнитными полями создаются механические (пондеромоторные) усилия. При взаимодействии продольно бегущих полей с вихревыми токами, ими индуцированными, во вторичном элементе создается тяговое (продольное усилие), под действием которого индуктор придет в движение по отношению ко вторичному элементу.The running magnetic fluxes cross the electrically conductive secondary element and induce electromotive forces in it, under the action of which eddy electric currents will flow in the
При взаимодействии магнитных полей, бегущих навстречу друг другу в поперечном направлении, с токами, ими индуцированными во вторичном элементе, создаются направленные навстречу друг другу одинаковые механические усилия. Эти поперечные усилия при симметричном расположении индуктора ЛАД относительно вторичного элемента взаимно уравновешиваются и не оказывают влияния на движение индуктора (транспортного экипажа). При боковом смещении индуктора (например, действие порыва ветра на транспортный экипаж, подвешенный в магнитном поле) равновесие поперечных усилий нарушается, и под действием разности поперечных усилий индуктор (транспортный экипаж) автоматически возвращается в исходное положение, т.е. осуществляется поперечная (боковая) стабилизация. Увеличение тягового усилия и КПД линейного асинхронного двигателя по сравнению с прототипом достигается потому, что магнитные потоки, бегущие в продольном направлении, за счет общих ярм, объединяющих наклонные зубцы, замыкаются по путям с меньшими магнитными сопротивлениями и магнитные поля изменяются по синусоидальному закону, что и приводит к повышению КПД и тягового усилия ЛАД.In the interaction of magnetic fields running towards each other in the transverse direction, with the currents induced by them in the secondary element, identical mechanical forces directed towards each other are created. These lateral forces, with a symmetrical position of the LIM inductor relative to the secondary element, are mutually balanced and do not affect the movement of the inductor (transport vehicle). With a lateral displacement of the inductor (for example, the effect of a gust of wind on a transport vehicle suspended in a magnetic field), the balance of transverse forces is disturbed, and under the action of the difference in transverse forces, the inductor (transport vehicle) automatically returns to its original position, i.e. transverse (lateral) stabilization is carried out. An increase in the tractive effort and efficiency of a linear induction motor in comparison with the prototype is achieved because the magnetic fluxes running in the longitudinal direction, due to the common yokes that combine inclined teeth, are closed along paths with lower magnetic resistances and the magnetic fields change according to a sinusoidal law, as leads to an increase in efficiency and tractive effort of the LIM.
Таким образом, новый отличительный признак предлагаемого ЛАД - объединение общими ярмами наклонных зубцов продольно шихтованных сердечников первичного элемента (индуктора) приводит к тому, что магнитные потоки, бегущие в продольном направлении, за счет общих ярм, объединяющих наклонные зубцы, замыкаются по путям с меньшими магнитными сопротивлениями, и магнитные поля изменяются по синусоидальному закону, что и приводит к достижению цели: повышению КПД и тягового усилия ЛАД.Thus, a new distinguishing feature of the proposed LIM - the combination of common yokes of inclined teeth of the longitudinally laminated cores of the primary element (inductor) leads to the fact that the magnetic fluxes running in the longitudinal direction, due to the common yokes that unite the inclined teeth, are closed along paths with smaller magnetic resistances, and the magnetic fields change according to a sinusoidal law, which leads to the achievement of the goal: an increase in the efficiency and tractive effort of the LIM.
Технический результат предлагаемого технического решения заключается в повышении КПД и тягового усилия ЛАД за счет оптимизации путей магнитного потока и снижении потерь энергии.The technical result of the proposed technical solution consists in increasing the efficiency and tractive effort of the LIM by optimizing the paths of the magnetic flux and reducing energy losses.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019139676A RU2733268C1 (en) | 2019-12-05 | 2019-12-05 | Linear asynchronous motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019139676A RU2733268C1 (en) | 2019-12-05 | 2019-12-05 | Linear asynchronous motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2733268C1 true RU2733268C1 (en) | 2020-10-01 |
Family
ID=72926956
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019139676A RU2733268C1 (en) | 2019-12-05 | 2019-12-05 | Linear asynchronous motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2733268C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3824414A (en) * | 1972-03-15 | 1974-07-16 | Tracked Hovercraft Ltd | Secondary member for single-sided linear induction motor |
SU801197A1 (en) * | 1978-06-12 | 1981-01-30 | Ростовский На-Дону Институт Инженеровжелезнодорожного Транспорта | Induction line motor |
SU868942A1 (en) * | 1977-02-08 | 1981-09-30 | Ростовский-на-Дону институт инженеров железнодорожного транспорта | Linear induction motor |
RU2211524C2 (en) * | 2001-04-11 | 2003-08-27 | Соломин Андрей Владимирович | Linear induction motor |
RU2623576C1 (en) * | 2016-01-18 | 2017-06-28 | Анастасия Алановна Бичилова | Linear asynchronous motor |
-
2019
- 2019-12-05 RU RU2019139676A patent/RU2733268C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3824414A (en) * | 1972-03-15 | 1974-07-16 | Tracked Hovercraft Ltd | Secondary member for single-sided linear induction motor |
SU868942A1 (en) * | 1977-02-08 | 1981-09-30 | Ростовский-на-Дону институт инженеров железнодорожного транспорта | Linear induction motor |
SU801197A1 (en) * | 1978-06-12 | 1981-01-30 | Ростовский На-Дону Институт Инженеровжелезнодорожного Транспорта | Induction line motor |
RU2211524C2 (en) * | 2001-04-11 | 2003-08-27 | Соломин Андрей Владимирович | Linear induction motor |
RU2623576C1 (en) * | 2016-01-18 | 2017-06-28 | Анастасия Алановна Бичилова | Linear asynchronous motor |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
P. Brockerhoff, Y. Burkhardt, K. Egger und H. Rauh, „Smart Stator Tooth Design with novel Control and Safety Functions in Electric Vehicle Drivetrains," in PCIM Europe 2015; International Exhibition and Conference for Power Electronics, Intelligent Motion, Renewable Energy and Energy Management; Proceedings of, Nürnberg, 2015. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4049983A (en) | Electromagnetic levitation | |
US6455970B1 (en) | Multi-phase transverse flux machine | |
US8400044B2 (en) | Electromotive machines | |
EP2074689A2 (en) | Electrical machine with stator having concentrated windings | |
RU2733268C1 (en) | Linear asynchronous motor | |
CN113261176A (en) | Single-pole linear synchronous motor | |
US3610972A (en) | Linear induction motor | |
RU2623576C1 (en) | Linear asynchronous motor | |
SU801197A1 (en) | Induction line motor | |
US3679952A (en) | Two slot linear induction motor | |
RU2518915C1 (en) | Linear asynchronous motor | |
SU864454A1 (en) | Linear induction motor | |
JP6732921B2 (en) | Electric machine | |
May et al. | New permanent magnet excited synchronous machine with extended, stator fixed auxiliary excitation coil | |
Zaafrane et al. | 2-D finite element design of a single sided linear planner switched reluctance motor | |
Prasad et al. | FEM based analysis and design of linear switched reluctance motor topologies for high speed transit application | |
US4208596A (en) | Linear induction motor | |
CN111106732A (en) | Linear motor and primary winding thereof | |
SU868942A1 (en) | Linear induction motor | |
RU2211524C2 (en) | Linear induction motor | |
US4254349A (en) | Linear induction motor | |
RU2517437C2 (en) | Linear motor | |
Ulbrich et al. | Linear Machine with a Magnetic-Coupled Structure Based on the Transverse Flux Technology | |
SU615573A1 (en) | Induction linear electric motor | |
SU815848A1 (en) | Linear induction motor |