RU2741053C1 - Switched reluctance motor with independent excitation with liquid cooling system - Google Patents
Switched reluctance motor with independent excitation with liquid cooling system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2741053C1 RU2741053C1 RU2020128264A RU2020128264A RU2741053C1 RU 2741053 C1 RU2741053 C1 RU 2741053C1 RU 2020128264 A RU2020128264 A RU 2020128264A RU 2020128264 A RU2020128264 A RU 2020128264A RU 2741053 C1 RU2741053 C1 RU 2741053C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- independent excitation
- coil
- liquid cooling
- excitation coil
- channels
- 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
- H02K1/20—Stationary parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K19/00—Synchronous motors or generators
- H02K19/02—Synchronous motors
- H02K19/10—Synchronous motors for multi-phase current
- H02K19/12—Synchronous motors for multi-phase current characterised by the arrangement of exciting windings, e.g. for self-excitation, compounding or pole-changing
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
- H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники, а именно к вентильно-индукторным двигателям с независимой катушкой возбуждения, и может быть использовано в качестве двигателей транспортных средств.The invention relates to the field of electrical engineering, namely to the valve-inductor motors with an independent excitation coil, and can be used as vehicle engines.
Известна система охлаждения закрытой электрической машины (патент на изобретение № RU2609466 от 22.12.2015), содержащая выполненные в корпусе статора вдоль его окружности концентрично оси машины и закрытые металлической оболочкой каналы принудительного жидкостного охлаждения, с основаниями в виде выступающих из него турболизаторов, а также расположенный над этой оболочкой закрытый с наружной стороны машины также металлической оболочкой и герметизированный от проникновения охлаждающей жидкости и наружного воздуха теплообменник в виде полости, принадлежащей замкнутой системе принудительного воздушного охлаждения от расположенного внутри машины на ее валу центробежного вентилятора, при этом стенки, разделяющие каналы жидкостного охлаждения машины, имеют выступы, к которым крепятся листы металлических оболочек, разделяющих системы жидкостного и воздушного охлаждения, и поверхности которых, обращенные внутрь теплообменника, имеют рифленую поверхность, выполненную накаткой или нанесением на нее турболизаторов, подобных турболизаторам на основании каналов жидкостного охлаждения, причем стенки, разделяющие каналы жидкостного охлаждения, выходят за пределы закрывающих их оболочек, разделяя теплообменник на отдельные области цилиндрической формы, но не перекрывают поток прогоняемого вентилятором нагретого воздуха через него, так как имеют для его осевого перемещения равномерно распределенные по окружности стенок прорези, и к тому же за вентилятором перед входом создаваемого им воздушного потока в корпус по наружному периметру вентилятора установлен направляющий аппарат, отличающая тем, что снабжена дополнительными системами принудительного жидкостного охлаждения катушек обмотки возбуждения, расположенных в металлическом каркасе цилиндрической формы между пакетами статора, каждая из которых включает в себя выполненные в цилиндрическом корпусе машины с центрами на верхней и нижней его образующих по два сквозных отверстия, расстояние между которыми равно расстоянию между серединами цилиндрических поверхностей боковых стенок каркасов, а также выполненные в каркасе и расположенные на диаметрально противоположных его сторонах Π-образные каналы, верхний из которых содержит два расположенных соосно с отверстиями в корпусе радиальных отверстия, выполненных в верхней части боковых стенок каркаса, а нижний два расположенных соосно с отверстиями в корпусе радиальных отверстия, выполненных в нижней части боковых стенок каркаса, причем радиальные отверстия и в верхней и нижней частях каркаса попарно соединены закрытыми с обеих торцевых сторон осевыми отверстиями, выполненными в цилиндрическом основании каркаса, а каждое из этих осевых отверстий контактирует с двумя рядами выполненных с наружной стороны цилиндрической поверхности каркаса под углом к ней и разделенных ориентированными вдоль оси машины и расположенными над осевыми отверстиями, двумя гладкими участками в виде полосок поверхности основания каркаса, при этом на всю остальную часть этой поверхности нанесены турболизаторы, закрытые по внешней своей поверхности металлическими листами, приваренными к оставленными гладкими участкам цилиндрического основания каркаса и к основаниям боковых его сторон.There is a known cooling system for a closed electric machine (patent for invention No. RU2609466 dated 12.22.2015), containing made in the stator housing along its circumference concentrically to the machine axis and closed with a metal shell channels of forced liquid cooling, with bases in the form of turbolizers protruding from it, as well as located above this shell, a heat exchanger closed from the outside of the machine also with a metal shell and sealed from the penetration of coolant and outside air in the form of a cavity belonging to a closed forced air cooling system from a centrifugal fan located inside the machine on its shaft, while the walls separating the liquid cooling channels of the machine , have protrusions, to which sheets of metal shells are attached, separating the liquid and air cooling systems, and the surfaces of which, facing the inside of the heat exchanger, have a corrugated surface, made by knurling or applied to of turbolizers, similar to turbolizers based on liquid cooling channels, and the walls separating the liquid cooling channels extend beyond the shells that cover them, dividing the heat exchanger into separate cylindrical areas, but do not block the flow of heated air driven by the fan through it, since they have axial displacement evenly distributed along the circumference of the walls of the slot, and besides, behind the fan in front of the inlet of the air flow created by it into the casing, a guide vane is installed along the outer perimeter of the fan, characterized in that it is equipped with additional systems for forced liquid cooling of the excitation winding coils located in the metal frame of the cylindrical forms between stator packages, each of which includes machines made in a cylindrical body with centers on the upper and lower generatrices of two through holes, the distance between which is equal to the distance between the centers the cylindrical surfaces of the side walls of the frames, as well as the V-shaped channels made in the frame and located on its diametrically opposite sides, the upper one of which contains two radial holes located coaxially with the holes in the body, made in the upper part of the side walls of the frame, and the lower two located coaxially with holes in the housing of radial holes made in the lower part of the side walls of the frame, and the radial holes in the upper and lower parts of the frame are connected in pairs by axial holes closed on both end sides made in the cylindrical base of the frame, and each of these axial holes is in contact with two rows made from the outer side of the cylindrical surface of the frame at an angle to it and separated by two smooth sections in the form of strips of the surface of the frame base, oriented along the machine axis and located above the axial holes, while the rest of this surface is covered with the same ballizers, closed on their outer surface with metal sheets welded to the left smooth sections of the cylindrical base of the frame and to the bases of its lateral sides.
В описанной системе охлаждения двигателя для отвода тепла от катушки возбуждения используют П-образные каналы, что является не достаточно эффективным, а также требует большего пространства и, как следствие, увеличения габаритов двигателя.In the described engine cooling system, U-shaped channels are used to remove heat from the excitation coil, which is not sufficiently effective, and also requires more space and, as a result, an increase in the size of the engine.
Известна также комбинированная система охлаждения закрытой индукторной машины (патент на изобретение № RU2695320 от 19.07.2016), имеющей пакеты статора с рабочей обмоткой и установленные на магнитопроводящей втулке пакеты ротора с размещенной между ними обмоткой возбуждения, содержащая выполненные в корпусе статора и закрытые с наружной его стороны металлической оболочкой каналы системы принудительного жидкостного охлаждения машины и расположенный внутри машины центробежный вентилятор, принадлежащий замкнутой системе принудительного воздушного охлаждения, отличающаяся тем, что имеются кольцевые полости охлаждения подшипниковых щитов, выполненные с наружной их стороны концентрично валу с выступающими из их основания турбулизаторами, связанные с жидкостной системой охлаждения корпуса не выходящими за пределы машины перепускными каналами и герметично закрытые с наружной их стороны металлической пластиной, а вентиляторы расположены с обеих сторон ротора и каждый из них выполнен в виде закрепленного на торцевой поверхности магнитопроводящей втулки вентиляционного диска, на обращенной к ротору поверхности которого выполнены радиальные каналы и объединяющий их периферийный кольцевой канал, и кольцевой прилегающей к торцевой стороне магнитопровода ротора вентиляционной пластины с наружным диаметром, меньшим диаметра ротора, которая перекрывает обращенную к ротору поверхность вентиляционного диска и имеет выполненные в ней вентиляционные отверстия, число которых равно или кратно числу зубцов ротора и которые расположены в пределах и симметрично оси каждой из его впадин.Also known is a combined cooling system of a closed inductor machine (patent for invention No. RU2695320 dated 07.19.2016), which has stator packages with a working winding and rotor packages installed on a magnetically conductive bushing with an excitation winding placed between them, containing made in the stator housing and closed from its outer the sides of the metal shell are channels of the forced liquid cooling system of the machine and a centrifugal fan located inside the machine belonging to a closed forced air cooling system, characterized in that there are annular cooling cavities of the bearing shields, made on their outer side concentric to the shaft with turbulators protruding from their base, connected with a liquid cooling system of the body bypass channels that do not go beyond the machine and are hermetically sealed from their outer side with a metal plate, and the fans are located on both sides of the rotor and each of them is designed as a closed A ventilation disk, isolated on the end surface of the magnetic conductive sleeve, on the surface facing the rotor of which radial channels and a peripheral annular channel connecting them are made, and an annular ventilation plate adjacent to the end face of the magnetic core of the rotor with an outer diameter smaller than the rotor diameter, which overlaps the ventilation surface facing the rotor disk and has ventilation holes made in it, the number of which is equal to or a multiple of the number of rotor teeth and which are located within and symmetrically to the axis of each of its cavities.
В конструкции описанного аналога жидкостью охлаждают только корпус машины, а охлаждение внутренних элементов осуществляется движением воздуха внутри машины с помощью использования в ней воздушной составляющая системы охлаждения - турбулизаторов, что приводит к росту габаритов рассматриваемого устройства и усложнению его конструкции. Кроме того, потери тепла на центральной катушке индуктивности в номинальном режиме составляют 6кВт/ч, а при пиковых нагрузках этот параметр возрастает до 15кВт/ч, отвести такое количество тепла воздухом в замкнутой системе крайне сложно. Более того, отвод тепла осуществляется только с торцов катушки, на практике приведет к перегреву с последующим выходом из строя катушки. In the design of the described analogue, only the body of the machine is cooled with liquid, and the cooling of the internal elements is carried out by the movement of air inside the machine by using the air component of the cooling system in it - turbulators, which leads to an increase in the dimensions of the device in question and the complication of its design. In addition, the heat loss on the central inductor in the nominal mode is 6 kW / h, and at peak loads this parameter increases to 15 kW / h, it is extremely difficult to remove such an amount of heat with air in a closed system. Moreover, heat removal is carried out only from the ends of the coil, in practice, it will lead to overheating with subsequent failure of the coil.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является закрытая электрическая машина с жидкостной системой охлаждения (патент на изобретение № RU 2713195 от 01.08.2019), содержащая двухпакетный зубчатый по расточке статор с расположенными на его зубцах катушками обмотки якоря, установленный в корпусе с выполненными с его наружной поверхности концентрично оси машины и закрытыми металлической оболочкой каналами, принадлежащими жидкостной системе принудительного жидкостного охлаждения, закрепленный на валу магнитопроводящей втулки зубчатый ротор, расположенную неподвижно между пакетами ротора обмотку возбуждения, подшипниковые щиты с втулками для установки в них подшипников, а также входной и выходной коллекторы жидкостной системы охлаждения, отличающаяся тем, что пакеты статора выполнены из магнитомягкого композиционного материала Somaloy в виде прилегающих друг к другу отдельных симметрично расположенных относительно продольной оси симметрии машины сегментов, имеющих при этом выполненные с торцевых их сторон фиксирующие элементы для обеспечения необходимой взаимной ориентации сегментов статора в машине по окружности и выполненные с наружной поверхности каждого из сегментов статора принадлежащие системе охлаждения полости и выступающие по их краям ориентированные вдоль продольной оси машины выступы прямоугольной формы, а расположенные же по окружности, концентричной валу, полости с внешней стороны корпуса выполнены не сплошными, а в виде отдельных не соприкасающихся друг с другом и смещенных к наружным торцам сегментированных пакетов статора отдельных полостей овальной или прямоугольной формы, расположенных симметрично линиям соприкосновения сегментов статора и имеющих к тому же выполненные в них под острым углом к основанию полостей в сегментах статора по два сквозных входящих в каждую полость отверстия, обеспечивающих последовательное перемещение жидкости из полости одного сегмента статора в полость следующего по окружности сегмента, при этом поступает охлаждающая жидкость в каналы корпуса из полостей сегментов статора, расположенных под верхним коллектором с выходом из него в эти полости через два отверстия в корпусе, смещенные к ближним к его средней части краям полостей, а выводится охлаждающая жидкость в нижний коллектор через два отверстия в нижней части корпуса, на внутренней же поверхности корпуса имеются пазы для размещения в них выступов, выполненных на внешней поверхности сегментированных пакетов статора, а на внутренней поверхности каждого из пакетов ротора, напротив, выполнены несколько выступов прямоугольной формы, на внешней же поверхности магнитопроводящей втулки с обеих ее сторон под пакетами ротора имеется столько же пазов для их размещения, но большей по сравнению с высотой входящих в них выступов глубиной, и каждая из образовавшихся таким образом под каждым выступом ротора щелей, предназначенных для протекания по ним охлаждающей жидкости, имеет два исходящих из нее выхода, один из которых в виде щели, образован неполным перекрытием пакетом ротора пазов во втулке со стороны обмотки возбуждения, а второй выполнен в виде отверстия в магнитопроводящей втулке, направлен под углом к оси машины и выходит из этой втулки со стороны подшипникого щита с выполненным в нем каналом доставки примерно 40% жидкости из нижнего коллектора по внешним трубопроводам после охлаждения ей статора в выполненные в подшипниковых щитах герметически охватывающие втулки подшипников цилиндрические полости с исходящими из них отверстиями с выходом в сторону торцевой поверхности магнитопроводящей втулки и исходящими из этой же полости и направленными внутрь подшипников соосными отверстиями во втулке подшипника и во внешнем его кольце, выход же охлаждающей жидкости из внутренних областей машины, так же как и шестидесяти процентов ее объема, использованного только для охлаждения статора, производится принудительно струйным насосом, но через специально выполненное для этого в нижней части корпуса отверстие.The closest technical solution, chosen as a prototype, is a closed electric machine with a liquid cooling system (patent for invention No. RU 2713195 dated 01.08.2019), containing a two-pack toothed stator along the bore with armature winding coils located on its teeth, installed in a housing with made from its outer surface concentrically to the axis of the machine and closed with a metal shell channels belonging to a liquid system of forced liquid cooling, a gear rotor fixed on the shaft of a magnetically conductive sleeve, an excitation winding stationary between the rotor packages, bearing shields with bushings for installing bearings in them, as well as an input and the outlet manifolds of the liquid cooling system, characterized in that the stator packs are made of soft magnetic composite material Somaloy in the form of adjacent separate segments symmetrically located relative to the longitudinal axis of symmetry of the machine, them at the same time, fixing elements made from their end sides to ensure the necessary mutual orientation of the stator segments in the machine around the circumference and made from the outer surface of each of the stator segments belonging to the cooling system cavities and protruding along their edges, rectangular projections oriented along the longitudinal axis of the machine, and located along the circumference, concentric to the shaft, the cavities on the outer side of the housing are not solid, but in the form of separate segmented stator packages that are not in contact with each other and displaced to the outer ends of the segmented stator packets of separate oval or rectangular cavities, located symmetrically to the contact lines of the stator segments and having, in addition the same made in them at an acute angle to the base of the cavities in the stator segments, two through holes entering each cavity, ensuring the sequential movement of fluid from the cavity of one stator segment into the cavity of the next segment along the circumference, while m, coolant enters the casing channels from the cavities of the stator segments located under the upper manifold with an exit from it into these cavities through two holes in the casing, shifted to the edges of the cavities closest to its middle part, and the coolant is discharged into the lower manifold through two holes in the lower part of the housing, on the inner surface of the housing there are grooves to accommodate projections made on the outer surface of the segmented stator packages, and on the inner surface of each of the rotor packages, on the contrary, there are several rectangular projections, on the outer surface of the magnetically conductive sleeve on both its sides under the rotor packages there are the same number of grooves for their placement, but a depth greater than the height of the protrusions entering them, and each of the slots formed in this way under each protrusion of the rotor, intended for the coolant to flow through them, has two outgoing from it exit, one of which is in the form of a gap, oh is formed by incomplete overlapping of the grooves in the bushing by the rotor package from the side of the excitation winding, and the second is made in the form of a hole in the magnetically conductive bushing, directed at an angle to the machine axis and exits this bushing from the side of the bearing shield with a channel for delivering about 40% of the liquid from the lower the collector through the external pipelines after cooling the stator into the cylindrical cavities made in the bearing shields hermetically enclosing the bearing bushings with openings outgoing from them with an outlet towards the end surface of the magnetic bushing and outgoing from the same cavity and directed inside the bearings by coaxial holes in the bearing bush and in the outer its ring, the exit of the coolant from the inner regions of the machine, as well as sixty percent of its volume used only for cooling the stator, is forced by a jet pump, but through a hole specially made for this in the lower part of the housing.
Система охлаждения прототипа имеет три основных недостатка:The prototype cooling system has three main drawbacks:
- такая система работает только когда происходит вращение ротора, то есть, когда автомобиль стоит на месте, система не способна отводить достаточное количество тепла, что очень важно, так-как температура возрастает постепенно и при активных разгонах и торможениях с использованием рекуперации произойдет перегрев на следующем светофоре;- such a system works only when the rotor rotates, that is, when the car is stationary, the system is not able to remove enough heat, which is very important, since the temperature increases gradually and with active acceleration and braking using recuperation, overheating will occur at the next traffic light;
- охлаждение катушки возбуждения жидкостью происходит только снаружи, что не позволит сделать ее достаточно большой; - the cooling of the excitation coil by liquid occurs only from the outside, which will not allow making it large enough;
- большие кинетические потери возникают в процессе разбрызгивания масла.- large kinetic losses occur during oil splashing.
Задачей заявляемого изобретения является устранение вышеуказанных недостатков.The objective of the claimed invention is to eliminate the above disadvantages.
Технический результат, на достижение которого направлено настоящее изобретение, заключается в повышении эффективности охлаждения катушки независимого возбуждения вентильно-индукторного двигателя, а также сокращении электромагнитных потерь двигателя.The technical result, which the present invention is aimed at, is to increase the efficiency of cooling the independent excitation coil of the valve-inductor motor, as well as to reduce the electromagnetic losses of the motor.
Для достижения указанного технического результата предлагается вентильно-индукторный двигатель с независимым возбуждением с жидкостной системой охлаждения, содержащий размещенные в корпусе два статора с фазными обмотками, соединенных между собой магнитопроводом, зубчатый двухпакетный ротор, закрепленный на валу магнитопроводящей втулки, катушку независимого возбуждения, расположенную неподвижно между пакетами ротора, а также микроконтроллер с силовыми ключами, обеспечивающий подачу напряжения на обмотки статора и катушку независимого возбуждения, при этом двигатель содержит каналы принудительного жидкостного охлаждения, а катушка крепится на двух круглых деталях изготовленных из композитного материала на основе керамики, которые образуют герметичный отсек для катушки, сообщающийся с каналами жидкостного охлаждения и наполняемый охлаждающей жидкостью.To achieve the specified technical result, a valve-inductor motor with independent excitation with a liquid cooling system is proposed, containing two stators located in the housing with phase windings, connected by a magnetic circuit, a two-pack gear rotor fixed on the shaft of a magnetic conductive sleeve, an independent excitation coil located motionless between rotor packages, as well as a microcontroller with power switches, providing voltage supply to the stator windings and the independent excitation coil, while the motor contains forced liquid cooling channels, and the coil is mounted on two round parts made of a ceramic-based composite material, which form a sealed compartment for coil, communicating with the channels of liquid cooling and filled with coolant.
Подача жидкости в каналы принудительного жидкостного охлаждения осуществляется через отверстия в нижней части магнитопровода статора, а отвод жидкости через отверстия в верхней части двигателя.The liquid is supplied to the forced liquid cooling channels through the holes in the lower part of the stator magnetic circuit, and the liquid is removed through the holes in the upper part of the engine.
Сущность изобретения поясняется рисунками двигателя и системы охлаждения двигателя. The essence of the invention is illustrated by drawings of the engine and the engine cooling system.
На фигуре 1 представлен разрез общего вида двигателя, на фигуре 2 представлена 3D модель двигателя и системы его охлаждения, где:Figure 1 shows a sectional view of the engine, figure 2 shows a 3D model of the engine and its cooling system, where:
1 – обмотки статора; 1 - stator winding;
2 – катушка независимого возбуждения;2 - independent excitation coil;
3 – корпус; 3 - case;
4 – статоры;4 - stators;
5 – магнитопровод статоров;5 - stators magnetic core;
6 – пакеты ротора;6 - rotor packages;
7 – вал ротора;7 - rotor shaft;
8 – каналы принудительного жидкостного охлаждения;8 - channels of forced liquid cooling;
9 – детали крепления катушки;9 - coil mounting parts;
10 – магнитопроводящая втулка роторов.10 - magnetically conductive rotor bushing.
Двигатель преобразует потенциальную электрическую энергию в механическую работу, используемую для передвижения транспортных средств, и состоит из силовой части, в которой происходит упомянутое преобразование энергии из одного вида в другой, и микроконтроллера (на фигуре не показан) с силовыми ключами, обеспечивающего подачу электроэнергии в обмотки статора 1 и катушку независимого возбуждения 2.The engine converts potential electrical energy into mechanical work used to move vehicles, and consists of a power unit, in which the above-mentioned conversion of energy from one type to another takes place, and a microcontroller (not shown in the figure) with power switches, which supplies electricity to the
Данный двигатель имеет жидкостную систему охлаждения, содержит размещенные в корпусе 3 два статора 4 с фазными обмотками 1, соединенных между собой магнитопроводом 5, зубчатый двухпакетный ротор 6, закрепленный на валу 7 магнитопроводящей втулки 10, катушку независимого возбуждения 2, расположенную неподвижно между пакетами ротора 6, а также микроконтроллер с силовыми ключами (на фигуре не показан), обеспечивающий подачу напряжения на обмотки статора 1 и катушку независимого возбуждения 2, при этом двигатель содержит каналы принудительного жидкостного охлаждения 8, а катушка 2 крепится на двух круглых деталях 9 изготовленных из композитного материала на основе керамики, которые образуют герметичный отсек для катушки 2, сообщающийся с каналами жидкостного охлаждения 8 и наполняемый охлаждающей жидкостью, таким образом катушка возбуждения 2 полностью погружена в охлаждающую жидкость (например трансформаторное масло).This engine has a liquid cooling system, contains two
Подача жидкости осуществляется через отверстия в нижней части магнитопровода статора (на фигуре не показаны), далее жидкость проходит по каналам 8 в детали из керамики 9, попадает в центральную часть и наполняет отсек, в котором находится катушка независимого возбуждения 2, жидкость отбирает тепло непосредственно от катушки 2, которая разделена на шесть сегментов, для более эффективного охлаждения, и удаляется через отверстия в верхней части двигателя (на фигуре не показаны).The liquid is supplied through the holes in the lower part of the stator magnetic circuit (not shown in the figure), then the liquid passes through the
Тяговые характеристики данного двигателя позволяют устанавливать в транспортные средства без использования КПП. Возможно использование одновременно нескольких двигателей в одном транспортном средстве. Двигатель также может работать в режиме рекуперации, используя силу торможения для генерации электрической энергии.The traction characteristics of this engine can be installed in vehicles without the use of a gearbox. It is possible to use several engines at the same time in one vehicle. The engine can also operate in regenerative mode, using the braking force to generate electrical energy.
Устройство работает следующим образом. The device works as follows.
На фазные обмотки статоров и на катушку независимого возбуждения подается напряжение. Магнитные потоки, создаваемые фазными обмотками, замыкаются через магнитопроводы и пакеты ротора и статоров. Voltage is applied to the phase windings of the stators and to the independent excitation coil. The magnetic fluxes created by the phase windings are closed through the magnetic cores and the rotor and stators packages.
Охлаждение двигателя осуществляется путем подачи охлаждающей жидкости в каналы системы охлаждения, которая подводится к двигателю с помощью внешнего циркуляционного насоса. Охлаждение жидкости производится во внешнем радиаторе. Жидкость подают через отверстия в нижней части магнитопровода статора. По каналам жидкость поступает также в центральную часть двигателя и наполняет отсек, в котором находится катушка независимого возбуждения, полностью погружая катушку в жидкость, жидкость отбирает тепло непосредственно от катушки, и откачивается внешним насосом через отверстия в верхней части двигателя.The engine is cooled by supplying coolant to the channels of the cooling system, which is supplied to the engine using an external circulation pump. The liquid is cooled in an external radiator. The liquid is supplied through holes in the lower part of the stator magnetic circuit. Through the channels, the liquid also enters the central part of the engine and fills the compartment in which the independent excitation coil is located, completely immersing the coil in the liquid, the liquid takes heat directly from the coil and is pumped out by an external pump through the holes in the upper part of the engine.
Применяемые композитные материалы на основе керамики позволяют сократить электромагнитные потери, что приведет к увеличению КПД и мощности двигателя, обеспечивают надежную работу двигателя при высоких температурах, расширяя его эксплуатационные характеристики. Керамика эффективна при работе с высокими температурами, способствует лучшему отводу тепла и является абсолютным диэлектриком. Погружение катушки в охлаждающую жидкость в емкости из материала на основе керамики позволяет обеспечить максимально эффективный отвод тепла от нее, это позволит сделать катушку большего размера, чем в устройствах-аналогах, в том числе это становится возможным благодаря разделению катушки независимого возбуждения на секции. Такое решение позволит использовать данный тип двигателей в легковых транспортных средствах и исключает необходимость использования воздушного или комбинированного охлаждения, приводящего к увеличению габаритов двигателя.The applied composite materials based on ceramics can reduce electromagnetic losses, which will lead to an increase in the efficiency and power of the engine, provide reliable operation of the engine at high temperatures, expanding its operational characteristics. Ceramic is efficient at high temperatures, promotes better heat dissipation and is an absolute dielectric. Immersing the coil in a coolant in a container made of a ceramic-based material allows for the most efficient heat removal from it, this will make the coil larger than in analog devices, including this becomes possible due to the division of the independent excitation coil into sections. This solution will allow this type of engine to be used in light vehicles and eliminates the need for air or combined cooling, which leads to an increase in engine dimensions.
Анализ патентной и научно-технической литературы не выявил технических решений с подобной совокупностью существенных признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» заявляемого изобретения.Analysis of patent and scientific and technical literature did not reveal technical solutions with such a set of essential features, which allows us to conclude that the claimed invention meets the “novelty” criterion.
Заявляемые существенные признаки, предопределяющие получение указанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию патентоспособности «изобретательский уровень».The claimed essential features, which predetermine the obtaining of the specified technical result, do not explicitly follow from the prior art, which allows us to conclude that the claimed invention meets the patentability condition "inventive step".
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020128264A RU2741053C1 (en) | 2020-08-25 | 2020-08-25 | Switched reluctance motor with independent excitation with liquid cooling system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020128264A RU2741053C1 (en) | 2020-08-25 | 2020-08-25 | Switched reluctance motor with independent excitation with liquid cooling system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2741053C1 true RU2741053C1 (en) | 2021-01-22 |
Family
ID=74213417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020128264A RU2741053C1 (en) | 2020-08-25 | 2020-08-25 | Switched reluctance motor with independent excitation with liquid cooling system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2741053C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2782339C1 (en) * | 2022-05-20 | 2022-10-26 | Вячеслав Авазович Чукреев | Valve-reluctance motor |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU485690A1 (en) * | 1968-07-08 | 1976-07-05 | Физико-Энергетический Институт Ан Латвийской Сср | Contactless electric machine |
| US5032748A (en) * | 1988-11-11 | 1991-07-16 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Superconducting DC machine |
| EP2944015A2 (en) * | 2013-01-14 | 2015-11-18 | Robert Bosch GmbH | Coil former for a field coil, field coil arrangement, insulation mask, stator arrangement and also stator for a homopolar machine |
| RU2609466C1 (en) * | 2015-12-22 | 2017-02-03 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" | Cooling system of closed electric machine |
| RU2695320C1 (en) * | 2016-07-19 | 2019-07-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Специальные проекты машиностроения" | Combined cooling system of closed inductor machine |
| RU2713195C1 (en) * | 2019-08-01 | 2020-02-04 | Общество с ограниченной ответственностью "СПЕЦИАЛЬНЫЕ ПРОЕКТЫ МАШИНОСТРОЕНИЯ" (ООО "СПЕЦИАЛЬНЫЕ ПРОЕКТЫ МАШИНОСТРОЕНИЯ") | Closed electric machine with liquid cooling system |
-
2020
- 2020-08-25 RU RU2020128264A patent/RU2741053C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU485690A1 (en) * | 1968-07-08 | 1976-07-05 | Физико-Энергетический Институт Ан Латвийской Сср | Contactless electric machine |
| US5032748A (en) * | 1988-11-11 | 1991-07-16 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Superconducting DC machine |
| EP2944015A2 (en) * | 2013-01-14 | 2015-11-18 | Robert Bosch GmbH | Coil former for a field coil, field coil arrangement, insulation mask, stator arrangement and also stator for a homopolar machine |
| RU2609466C1 (en) * | 2015-12-22 | 2017-02-03 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" | Cooling system of closed electric machine |
| RU2695320C1 (en) * | 2016-07-19 | 2019-07-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Специальные проекты машиностроения" | Combined cooling system of closed inductor machine |
| RU2713195C1 (en) * | 2019-08-01 | 2020-02-04 | Общество с ограниченной ответственностью "СПЕЦИАЛЬНЫЕ ПРОЕКТЫ МАШИНОСТРОЕНИЯ" (ООО "СПЕЦИАЛЬНЫЕ ПРОЕКТЫ МАШИНОСТРОЕНИЯ") | Closed electric machine with liquid cooling system |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2782339C1 (en) * | 2022-05-20 | 2022-10-26 | Вячеслав Авазович Чукреев | Valve-reluctance motor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109952693B (en) | Rotor for an electric machine | |
| EP2667486B1 (en) | Electric machine rotor cooling method | |
| US8803380B2 (en) | Electric machine module cooling system and method | |
| US8247933B2 (en) | Methods and apparatus for a permanent magnet machine with a direct liquid cooled stator | |
| US5220233A (en) | Dynamoelectric machines | |
| US5703421A (en) | Reluctance generator/motor cooling | |
| KR101858441B1 (en) | Modes of cooling hybrid electric machines | |
| KR101759073B1 (en) | Electric machine cooling system and method | |
| CN110249509B (en) | Enclosed rotating electrical machine comprising an internal air cooling system of the magnets in the rotor | |
| JP2019531044A (en) | Hermetic rotary electric machine with internal cooling system | |
| CN111200341B (en) | Temperature control assembly for an electric machine | |
| CN107093933B (en) | Motor for a motor vehicle, coil former for a motor vehicle and motor vehicle | |
| JP2010259207A (en) | Rotary electric machine for driving vehicle, and vehicle using the same | |
| WO2011159575A2 (en) | Electric machine cooling system and method | |
| JP5531142B2 (en) | Rotating electric machine stator and rotating electric machine using the same | |
| JP2012223075A (en) | Cooling structure of rotary electric machine | |
| CA3178418A1 (en) | Cooling system for electric motors | |
| CN112787433A (en) | Electric machine with in-slot stator cooling | |
| RU2741053C1 (en) | Switched reluctance motor with independent excitation with liquid cooling system | |
| KR20140049554A (en) | Electric machine module | |
| EP3396820A1 (en) | Electrical machine apparatus | |
| JP2011142787A (en) | Cooling structure for electric motor | |
| JP2011114986A (en) | Cooling structure of electric motor | |
| US20220416613A1 (en) | Electric motor with integrated cooling system | |
| RU2672858C1 (en) | Submersible oil-filled high-speed electric motor |