RU2819416C1 - Electric machine (versions) - Google Patents
Electric machine (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2819416C1 RU2819416C1 RU2023126544A RU2023126544A RU2819416C1 RU 2819416 C1 RU2819416 C1 RU 2819416C1 RU 2023126544 A RU2023126544 A RU 2023126544A RU 2023126544 A RU2023126544 A RU 2023126544A RU 2819416 C1 RU2819416 C1 RU 2819416C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic
- electric machine
- stator
- rotor
- magnetic cores
- Prior art date
Links
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 117
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 81
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims abstract description 27
- 241000555745 Sciuridae Species 0.000 abstract description 8
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 12
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 6
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 4
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 3
- 102220057728 rs151235720 Human genes 0.000 description 2
- 208000035051 Malignant migrating focal seizures of infancy Diseases 0.000 description 1
- 238000010009 beating Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 208000012054 malignant migrating partial seizures of infancy Diseases 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF TECHNOLOGY TO WHICH THE INVENTION RELATES
Группа изобретений относится к электротехнике и может быть использована для преобразования электрической энергии.The group of inventions relates to electrical engineering and can be used to convert electrical energy.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE ART
Из уровня техники известен асинхронный двигатель трехфазного тока, содержащий корпус со статором и ротор на валу, установленном на опорах в боковых щитах корпуса (Электротехника: учебник / Ю.М. Борисов, Д.Н. Липатов, Ю.Н. Зорин. - 3 изд., стереотипное. - СПб.: БХВ-Петербург, 2012. - 592 с: ил., Рис. 10.1, стр. 426).An asynchronous three-phase current motor is known from the prior art, containing a housing with a stator and a rotor on a shaft mounted on supports in the side panels of the housing (Electrical engineering: textbook / Yu.M. Borisov, D.N. Lipatov, Yu.N. Zorin. - 3 ed., stereotypical. - St. Petersburg: BHV-Petersburg, 2012. - 592 pp., Fig. 10.1, p. 426).
Кроме того, из уровня техники известна асинхронная машина с короткозамкнутым ротором, состоящим из вала и магнитопровода, в пазах которого размещается неизолированная многофазная короткозамкнутая обмотка, при этом асинхронная машина содержит статор, который состоит за магнитопровода, трехфазной разноименнополюсной обмотки, подшипниковых щитов и корпуса, в котором размещены короткозамкнутый ротор, статор и подшипниковые щиты (Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины. В 2х т. Том 1: Учебник для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. М.: Издательство МЭИ, 2004. Стр. 470-475).In addition, an asynchronous machine with a squirrel-cage rotor is known from the prior art, consisting of a shaft and a magnetic core, in the grooves of which a non-insulated multiphase squirrel-cage winding is placed, while the asynchronous machine contains a stator, which consists of a magnetic core, a three-phase opposite-pole winding, bearing shields and a housing, in which houses a squirrel-cage rotor, stator and bearing shields (Ivanov-Smolensky A.V. Electrical machines. In 2 volumes. Volume 1: Textbook for universities. - 2nd ed., revised and additional. M.: MPEI Publishing House, 2004 . pp. 470-475).
Также, из уровня техники известен электродвигатель по патенту RU №2565753 С1, МПК Н02К 5/167, Н02К 7/08, F16C 25/04, F16C 27/00, опубл. 20.10.2015, включающий в себя корпус со статором и ротор на валу, установленном на опорах в боковых щитах корпуса, при этом одна из опор выполнена в виде упругого монтажного кольца, а другая -в виде самоустанавливающегося подшипника.Also, an electric motor is known from the prior art according to patent RU No. 2565753 C1, MPK N02K 5/167, N02K 7/08, F16C 25/04, F16C 27/00, publ. 10/20/2015, including a housing with a stator and a rotor on a shaft mounted on supports in the side panels of the housing, with one of the supports made in the form of an elastic mounting ring, and the other in the form of a self-aligning bearing.
Недостатком конструкции асинхронных машин с короткозамкнутым ротором является наличие лобовых частей обмотки статора, которые связаны с электрическими потерями и увеличением массогабаритных характеристик электрической машины. Упомянутые выше лобовые части работают пассивно и необходимы лишь для набора нужного количества ампер-витков рабочей части обмотки, размещенной в пазах магнитопровода статора.A disadvantage of the design of asynchronous machines with a squirrel-cage rotor is the presence of frontal parts of the stator winding, which are associated with electrical losses and an increase in the weight and size characteristics of the electric machine. The above-mentioned frontal parts operate passively and are necessary only to recruit the required number of ampere-turns of the working part of the winding located in the grooves of the stator magnetic circuit.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF THE INVENTION
Для понимания сущности заявленного изобретения необходимо пояснить, что классическая асинхронная электрическая машина 2р=2 имеет не один воздушный зазор между статором и ротором, а два воздушных зазора, т.к. встречные электромагнитные поля катушек одноименных фаз разделяют статор и ротор на две половины.To understand the essence of the claimed invention, it is necessary to clarify that the classic 2p=2 asynchronous electric machine has not one air gap between the stator and the rotor, but two air gaps, because counter electromagnetic fields of coils of the same phases divide the stator and rotor into two halves.
В заявляемой электрической машине катушки магнитопроводов одноименных фаз создают электромагнитное поле одного направления, поэтому между магнитопроводами статора и каждым из роторов только один воздушный зазор. Следовательно, при равной индуктируемой мощности в ротор классической асинхронной электрической машины и в два ротора заявляемой электрической машины, потери в воздушных зазорах равные.In the claimed electric machine, magnetic core coils of the same phases create an electromagnetic field in one direction, therefore there is only one air gap between the stator magnetic cores and each of the rotors. Consequently, with equal induced power into the rotor of a classical asynchronous electric machine and into two rotors of the proposed electric machine, the losses in the air gaps are equal.
Первый вариант исполнения заявляемого устройства по пункту 1 формулы предусматривает конструкцию электрической машины, включающей в себя ротор с немагнитным валом, на который установлено два магнитопровода с короткозамкнутыми обмотками типа «беличья клетка». Кроме того, электрическая машина по первому варианту включает статор, выполненный из немагнитного материала, который также является корпусом электрической машины, при этом статор содержит не менее двух пар раздельных магнитопроводов, содержащих обмотку, намотанную в поперечном направлении относительно оси электрической машины, а подшипниковые щиты выполнены из немагнитного материала или из магнитного материала, но с воздушным зазором.The first embodiment of the claimed device according to paragraph 1 of the formula provides for the design of an electrical machine that includes a rotor with a non-magnetic shaft on which two magnetic cores with short-circuited squirrel-cage windings are installed. In addition, the electric machine according to the first embodiment includes a stator made of non-magnetic material, which is also the body of the electric machine, wherein the stator contains at least two pairs of separate magnetic cores containing a winding wound in the transverse direction relative to the axis of the electric machine, and the bearing shields are made made of non-magnetic material or of magnetic material, but with an air gap.
Второй вариант исполнения заявляемого устройства по пункту 2 формулы предусматривает конструкцию электрической машины, включающей в себя ротор с немагнитным валом, на который установлено два якоря с постоянными магнитами. Кроме того, электрическая машина по второму варианту включает статор, выполненный из немагнитного материала, который также является корпусом электрической машины, при этом статор содержит не менее двух пар раздельных магнитопроводов, содержащих обмотку, намотанную в поперечном направлении относительно оси электрической машины, а подшипниковые щиты выполнены из немагнитного материала или из магнитного материала, но с воздушным зазором.The second embodiment of the claimed device according to paragraph 2 of the formula provides for the design of an electrical machine that includes a rotor with a non-magnetic shaft on which two armatures with permanent magnets are installed. In addition, the electric machine according to the second version includes a stator made of non-magnetic material, which is also the body of the electric machine, while the stator contains at least two pairs of separate magnetic cores containing a winding wound in the transverse direction relative to the axis of the electric machine, and the bearing shields are made made of non-magnetic material or of magnetic material, but with an air gap.
Третий вариант исполнения заявляемого устройства по пункту 3 формулы предусматривает конструкцию электрической машины, включающей в себя ротор с немагнитным валом, на который установлено два магнитопровода с обмотками и токосъемными кольцами. Кроме того, электрическая машина по третьему варианту включает статор, выполненный из немагнитного материала, который также является корпусом электрической машины, при этом статор содержит не менее двух пар раздельных магнитопроводов, содержащих обмотку, намотанную в поперечном направлении относительно оси электрической машины, а подшипниковые щиты выполнены из немагнитного материала или из магнитного материала, но с воздушным зазором.The third embodiment of the claimed device according to paragraph 3 of the formula provides for the design of an electrical machine that includes a rotor with a non-magnetic shaft on which two magnetic cores with windings and slip rings are installed. In addition, the electric machine according to the third embodiment includes a stator made of non-magnetic material, which is also the body of the electric machine, wherein the stator contains at least two pairs of separate magnetic cores containing a winding wound in the transverse direction relative to the axis of the electric machine, and the bearing shields are made made of non-magnetic material or of magnetic material, but with an air gap.
Техническими результатами, достигаемыми за счет использования заявленного устройства по пунктам 1, 2, 3 формулы изобретения являются:The technical results achieved through the use of the claimed device according to paragraphs 1, 2, 3 of the claims are:
1. снижение потребляемой мощности электрической машины без снижения электромагнитной мощности;1. reducing the power consumption of an electric machine without reducing the electromagnetic power;
2. снижение магнитных потерь электрической машины;2. reduction of magnetic losses of an electric machine;
3. снижение добавочных потерь электрической машины;3. reduction of additional losses of the electric machine;
4. снижение механических потерь электрической машины;4. reduction of mechanical losses of an electric machine;
5. повышение пускового момента электрической машины;5. increasing the starting torque of the electric machine;
6. снижение пускового тока электрической машины;6. reducing the starting current of the electric machine;
7. увеличение электромагнитной мощности электрической машины;7. increasing the electromagnetic power of an electric machine;
8. исключение биений ротора электрической машины;8. elimination of beating of the rotor of an electric machine;
9. уменьшение массогабаритных характеристик электрической машины;9. reducing the weight and size characteristics of the electric machine;
10. повышение надежности и долговечности электрической машины;10. increasing the reliability and durability of the electric machine;
11. снижение уровня шума при работе электрической машины;11. reduction of noise level during operation of an electric machine;
12. увеличение коэффициента мощности cos<pi;12. increase in power factor cos<pi;
13. увеличение коэффициента полезного действия;13. increase in efficiency;
14. повышение полезной мощности на выходе электрической машины.14. increasing the useful power at the output of the electric machine.
15. снижение номинального рабочего тока электрической машины;15. reduction of the rated operating current of the electric machine;
16. снижение нагрева электрической машины во время ее работы.16. reducing the heating of the electric machine during its operation.
Технические результаты группы заявленных изобретений, охарактеризованных в независимых пунктах 1, 2, 3 формулы изобретения, достигаются за счет конструктивных особенностей электрической машины, ее электромеханической схемы: за счет раздельных магнитопроводов статора и ротора электрической машины.The technical results of the group of claimed inventions, described in independent paragraphs 1, 2, 3 of the claims, are achieved due to the design features of the electric machine, its electromechanical circuit: due to separate magnetic circuits of the stator and rotor of the electric machine.
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙDESCRIPTION OF DRAWINGS
Сущность заявленного технического решения поясняется чертежами (Фиг. 1-Фиг. 29), на которых изображено устройство - электрическая машина.The essence of the claimed technical solution is illustrated by drawings (Fig. 1-Fig. 29), which depict a device - an electric machine.
Перечень позиций на чертежах:List of positions in the drawings:
1 - статор, выполненный из немагнитного материала, который также является корпусом электрической машины;1 - stator made of non-magnetic material, which is also the body of the electrical machine;
2 - распорки магнитопровода статора;2 - spacers of the stator magnetic circuit;
3 - обмотка магнитопровода статора;3 - stator magnetic circuit winding;
4 - магнитопровод статора;4 - stator magnetic circuit;
5 - немагнитный вал ротора;5 - non-magnetic rotor shaft;
6 - магнитопровод ротора;6 - rotor magnetic circuit;
7 - стержень короткозамкнутой обмотки ротора типа «беличья клетка»;7 - rod of the short-circuited rotor winding of the “squirrel cage” type;
8 - проводящие кольца короткозамкнутой обмотки ротора типа «беличья клетка»;8 - conductive rings of the short-circuited rotor winding of the “squirrel cage” type;
9 - обмотка ротора;9 - rotor winding;
10 - блок управления;10 - control unit;
11 - постоянные магниты;11 - permanent magnets;
12 - токосъемные кольца;12 - slip rings;
13 - левый подшипниковый щит;13 - left bearing shield;
14 - правый подшипниковый щит;14 - right bearing shield;
15 - крышка манжетная сквозная;15 - end-to-end cuff cover;
16 - крышка манжетная глухая;16 - blind cuff cover;
17 - подшипник качения;17 - rolling bearing;
18 - манжета;18 - cuff;
19 - крышка коробки выводов обмотки;19 - cover of the winding terminal box;
20 - крепежные элементы левого и правого подшипниковых щитов;20 - fastening elements of the left and right bearing shields;
21 - крепежные элементы глухой и сквозной крышек манжетных;21 - fasteners for blind and through lip caps;
22 - начало обмотки А;22 - beginning of winding A;
23 - конец обмотки А;23 - end of winding A;
24 - начало обмотки В;24 - beginning of winding B;
25 - конец обмотки В;25 - end of winding B;
26 - начало обмотки С;26 - beginning of winding C;
27 - конец обмотки С;27 - end of winding C;
28 - немагнитная вставка.28 - non-magnetic insert.
На Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 3, Фиг. 4 изображены варианты исполнения электрической машины, имеющей немагнитный вал ротора 5 с установленными на нем двумя магнитопроводами 6 с короткозамкнутыми обмотками типа «беличья клетка».In FIG. 1, Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4 shows embodiments of an electric machine having a non-magnetic rotor shaft 5 with two magnetic cores 6 installed on it with short-circuited squirrel-cage windings.
На Фиг. 5, Фиг. 6 изображены варианты исполнения электрической машины с роторами, имеющими индуктивную обмотку 9 и блок управления 10, размещенный на валу ротора 5 электрической машины. Блок управления 10 замыкает обмотки 9 накоротко или размыкает их в зависимости от режима работы электрической машины. При разомкнутой обмотке 9 электрическая машина работает как синхронный реактивный двигатель. При замкнутой обмотке 9 ротора электрическая машина работает как синхронный двигатель. Роторы превращаются в постоянные электромагниты, подпитываемые электрическим полем статора.In FIG. 5, Fig. 6 shows embodiments of an electric machine with rotors having an inductive winding 9 and a control unit 10 located on the rotor shaft 5 of the electric machine. The control unit 10 short-circuits the windings 9 or opens them depending on the operating mode of the electrical machine. When winding 9 is open, the electric machine operates like a synchronous reluctance motor. When the rotor winding 9 is closed, the electric machine operates as a synchronous motor. The rotors turn into permanent electromagnets, energized by the electric field of the stator.
На Фиг. 7, Фиг. 8 изображены варианты исполнения электрической машины с роторами, имеющими две обмотки: одну обмотку типа «беличья клетка» и вторую -индуктивную обмотку. Обмотка типа «беличья клетка» может быть двойной, внешней и внутренней, либо внешней с заглубленными стержнями. Индуктивная обмотка работает с блоком управления 10, размещенным на валу ротора 5 электрической машины.In FIG. 7, Fig. 8 shows embodiments of an electric machine with rotors having two windings: one winding of the “squirrel cage” type and the second an inductive winding. The squirrel cage winding can be double, outer and inner, or outer with recessed rods. The inductive winding operates with a control unit 10 located on the rotor shaft 5 of the electric machine.
При разомкнутой индуктивной обмотке роторов машина работает в асинхронном режиме. При замкнутой обмотке - в синхронном режиме. При этом обмотка, выполненная по типу «беличья клетка», служит демпферной обмоткой.When the inductive winding of the rotors is open, the machine operates in asynchronous mode. When the winding is closed - in synchronous mode. In this case, the winding, made of the “squirrel cage” type, serves as a damper winding.
В синхронном режиме роторы являются постоянными электромагнитами, возбуждающимися электромагнитным полем статора. Конструкция статора 1 позволяет это осуществить, так как положительные и отрицательные полупериоды фаз идут строго последовательно, подпитывая индуктивную обмотку ротора (нет встречных электромагнитных полей). Магнитопроводы ротора 6 после утолщения вокруг вала 5 имеют угол наклона от 0 до 45° относительно оси вала 5 электрической машины и магнитопровода статора 4, либо этот угол имеют сами магнитопроводы статора 4.In synchronous mode, the rotors are permanent electromagnets excited by the electromagnetic field of the stator. The design of stator 1 allows this to be accomplished, since the positive and negative half-cycles of the phases occur strictly sequentially, feeding the inductive winding of the rotor (there are no counter electromagnetic fields). The magnetic cores of the rotor 6, after thickening around the shaft 5, have an inclination angle from 0 to 45° relative to the axis of the shaft 5 of the electric machine and the magnetic core of the stator 4, or the magnetic cores of the stator 4 themselves have this angle.
Стержни 7 обмотки, выполненной по типу «беличья клетка», являются прямыми, параллельными с магнитопровод ом 6.The rods 7 of the winding, made of the “squirrel cage” type, are straight, parallel to the magnetic circuit 6.
В синхронном режиме работы возможна регулировка мощности электрической машины посредством изменения схем обмоток магнитопровода статора 3 и обмотки ротора 9 (Фиг. 6, Фиг. 8, Фиг. 12).In the synchronous operating mode, it is possible to adjust the power of the electric machine by changing the winding circuits of the stator magnetic circuit 3 and the rotor winding 9 (Fig. 6, Fig. 8, Fig. 12).
1. Обмотки магнитопровода статора 3 и обмотки ротора 9:1. Stator magnetic circuit windings 3 and rotor windings 9:
а) звезда или треугольник;a) star or triangle;
б) последовательно или параллельно;b) in series or in parallel;
2. Обмотки ротора 9:2. Rotor windings 9:
а) последовательно накоротко;a) sequentially short-circuited;
б) параллельно накоротко.b) parallel short.
На Фиг. 9, Фиг. 10, Фиг. 11, Фиг. 12, Фиг. 13, Фиг. 14, Фиг. 23, Фиг. 24 изображены варианты исполнения электрической машины в соответствии с пунктом 2 формулы заявляемого изобретения, предусматривающего конструкцию электрической машины, включающей в себя ротор с немагнитным валом 5, на который установлено два якоря с постоянными магнитами 11.In FIG. 9, Fig. 10, Fig. 11, Fig. 12, Fig. 13, Fig. 14, Fig. 23, Fig. 24 shows embodiments of an electric machine in accordance with paragraph 2 of the claims of the claimed invention, which provides for the design of an electric machine that includes a rotor with a non-magnetic shaft 5, on which two armatures with permanent magnets 11 are installed.
На Фиг. 15, Фиг. 16, Фиг. 17, Фиг. 18 изображены варианты исполнения электрической машины в соответствии с пунктом 3 формулы заявляемого изобретения, предусматривающего конструкцию электрической машины, включающей в себя ротор с немагнитным валом 5, на который установлено два магнитопровода 6 с обмотками 9 и токосъемными кольцами 12.In FIG. 15, Fig. 16, Fig. 17, Fig. 18 shows embodiments of an electric machine in accordance with paragraph 3 of the formula of the claimed invention, which provides for the design of an electric machine that includes a rotor with a non-magnetic shaft 5, on which two magnetic cores 6 with windings 9 and slip rings 12 are installed.
На Фиг. 19, Фиг. 20, Фиг. 21, Фиг. 22, Фиг. 28, Фиг. 29 изображены варианты исполнения электрической машины, имеющей немагнитный вал ротора 5 с установленными на нем двумя магнитопроводами 6 без обмотки.In FIG. 19, Fig. 20, Fig. 21, Fig. 22, Fig. 28, Fig. 29 shows embodiments of an electric machine having a non-magnetic rotor shaft 5 with two magnetic cores 6 installed on it without a winding.
На Фиг. 25 изображен общий вид электрической машины.In FIG. 25 shows a general view of the electric machine.
На Фиг. 26, Фиг. 27 изображены схемы последовательного соединения пар катушек магнитопроводов 4 статора 1 одноименных фаз.In FIG. 26, Fig. 27 shows diagrams of the serial connection of pairs of coils of magnetic circuits 4 of the stator 1 of the same phases.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯIMPLEMENTATION OF THE INVENTION
Работа заявляемой электрической машины основана на тех же электрофизических законах, что и работа классического трехфазного асинхронного электродвигателя 2р=2 с одним ротором и одним общим магнитопроводом статора.The operation of the proposed electric machine is based on the same electrophysical laws as the operation of a classic three-phase asynchronous electric motor 2p=2 with one rotor and one common stator magnetic circuit.
Первый вариант исполнения заявляемого устройства по пункту 1 формулы предусматривает конструкцию электрической машины, включающей в себя ротор с немагнитным валом 5, на который установлено два магнитопровода 6 с короткозамкнутыми обмотками типа «беличья клетка» (см. Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 3, Фиг. 4). Кроме того, электрическая машина по первому варианту включает статор 1, выполненный из немагнитного материала, который также является корпусом электрической машины, при этом статор 1 содержит не менее двух пар раздельных магнитопроводов 4, содержащих обмотку 3, намотанную в поперечном направлении относительно оси электрической машины, а подшипниковые щиты 13, 14 выполнены из немагнитного материала или из магнитного материала, но с воздушным зазором.The first embodiment of the claimed device according to paragraph 1 of the formula provides for the design of an electrical machine that includes a rotor with a non-magnetic shaft 5, on which two magnetic cores 6 with short-circuited windings of the “squirrel cage” type are installed (see Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4). In addition, the electric machine in the first embodiment includes a stator 1 made of non-magnetic material, which is also the body of the electric machine, while the stator 1 contains at least two pairs of separate magnetic circuits 4 containing a winding 3 wound in the transverse direction relative to the axis of the electric machine, and the bearing shields 13, 14 are made of non-magnetic material or of magnetic material, but with an air gap.
Статор 1, который также является корпусом электрической машины, может иметь цилиндрическую форму с внутренними продольными пазами трапецеидально-прямоугольной формы, с отверстиями с резьбой.The stator 1, which is also the body of the electric machine, may have a cylindrical shape with internal longitudinal grooves of a trapezoidal-rectangular shape, with threaded holes.
Магнитопроводы статора 4 выполняются из шихтованной ферромагнитной электротехнической стали с отверстиями для крепления распорок 2 магнитопровода статора 4. Обмотка 3 магнитопроводов 4 статора 1 выполняется из медного или алюминиевого изолированного обмоточного провода.The magnetic cores of the stator 4 are made of laminated ferromagnetic electrical steel with holes for attaching the spacers 2 of the magnetic core of the stator 4. The winding 3 of the magnetic cores 4 of the stator 1 is made of copper or aluminum insulated winding wire.
Установка обмотки 3 магнитопроводов 4 в статор 1 электрической машины осуществляется путем прикрепления распорок 2 к магнитопроводам 4, затем осуществляется укладка и укрепление обмоток 3, после чего выполняется нагрев статора 1 электрической машины для расширения пазов, далее осуществляется установка магнитопроводов 4 в пазы статора 1.Installation of the winding 3 of the magnetic cores 4 into the stator 1 of the electric machine is carried out by attaching spacers 2 to the magnetic cores 4, then the windings 3 are laid and strengthened, after which the stator 1 of the electric machine is heated to expand the grooves, then the magnetic cores 4 are installed in the grooves of the stator 1.
Установка обмотки 3 магнитопроводов 4 в статор 1 электрической машины может быть выполнена альтернативным способом: осуществляется прикрепление распорок 2 к магнитопроводам 4, затем осуществляется укладка и укрепление обмоток 3, после чего выполняется охлаждение магнитопроводов 4, либо одновременно выполняется нагрев статора 1 и охлаждение магнитопроводов 4, далее осуществляется установка магнитопроводов 4 в пазы статора 1.Installation of the winding 3 of the magnetic cores 4 into the stator 1 of the electric machine can be done in an alternative way: the spacers 2 are attached to the magnetic cores 4, then the windings 3 are laid and strengthened, after which the magnetic cores 4 are cooled, or the stator 1 is heated and the magnetic cores 4 are cooled at the same time. Next, the magnetic cores 4 are installed in the slots of the stator 1.
Демонтаж магнитопроводов 4 статора 1 для замены обмоток 3 осуществляется путем сверления распорок 2 вдоль пазов с целью их ослабления, после чего осуществляется удаление магнитопроводов 4 из пазов.Dismantling the magnetic cores 4 of the stator 1 to replace the windings 3 is carried out by drilling the spacers 2 along the grooves in order to weaken them, after which the magnetic cores 4 are removed from the grooves.
Магнитопроводы ротора 6 выполняются из шихтованной ферромагнитной электротехнической стали. Стержни 7 и проводящие кольца 8 короткозамкнутой обмотки ротора типа «беличья клетка» выполняются из алюминия или меди. Стержни 7 короткозамкнутой обмотки ротора типа «беличья клетка» имеют угол наклона от 0° до 45° относительно оси вала электрической машины и магнитопроводов статора 4.The magnetic cores of the rotor 6 are made of laminated ferromagnetic electrical steel. The rods 7 and conductive rings 8 of the short-circuited winding of the squirrel-cage rotor are made of aluminum or copper. The rods 7 of the short-circuited winding of the squirrel-cage rotor have an inclination angle from 0° to 45° relative to the axis of the electric machine shaft and the magnetic cores of the stator 4.
Сборка (посадка) стержней 7 короткозамкнутой обмотки ротора типа «беличья клетка» с магнитопроводами роторов 6 на вал 5 выполняется с соблюдением требования соосности.The assembly (fitting) of the rods 7 of the short-circuited winding of the squirrel-cage rotor with the magnetic cores of the rotors 6 onto the shaft 5 is carried out in compliance with the alignment requirement.
Немагнитный вал 5 ротора может быть полым или неполым, т.е. не иметь сквозного отверстия (как показано на Фиг. 1 - Фиг. 26, Фиг. 28, Фиг. 29).The non-magnetic rotor shaft 5 can be hollow or non-hollow, i.e. do not have a through hole (as shown in Fig. 1 - Fig. 26, Fig. 28, Fig. 29).
Подшипниковые щиты 13, 14 имеют отверстия для крепления (не показаны на чертежах). Соединение подшипниковых щитов 13, 14 со статором 1 осуществляется при помощи крепежных элементов: болтов, винтов, саморезов, которые могут быть выполнены из немагнитного или магнитного металлов.Bearing shields 13, 14 have holes for fastening (not shown in the drawings). The connection of bearing shields 13, 14 with stator 1 is carried out using fasteners: bolts, screws, self-tapping screws, which can be made of non-magnetic or magnetic metals.
Второй вариант исполнения заявляемого устройства по пункту 2 формулы предусматривает конструкцию электрической машины, включающей в себя ротор с немагнитным валом 5, на который установлено два якоря с постоянными магнитами 11 (см. Фиг. 9, Фиг. 10, Фиг. 11, Фиг. 12, Фиг. 13, Фиг. 14, Фиг. 23, Фиг. 24). Кроме того, электрическая машина по второму варианту включает статор 1, выполненный из немагнитного материала, который также является корпусом электрической машины, при этом статор 1 содержит не менее двух пар раздельных магнитопроводов 4, содержащих обмотку 3, намотанную в поперечном направлении относительно оси электрической машины, а подшипниковые щиты 13, 14 выполнены из немагнитного материала или из магнитного материала, но с воздушным зазором,The second embodiment of the claimed device according to paragraph 2 of the formula provides for the design of an electrical machine that includes a rotor with a non-magnetic shaft 5, on which two armatures with permanent magnets 11 are installed (see Fig. 9, Fig. 10, Fig. 11, Fig. 12 , Fig. 13, Fig. 23). In addition, the electric machine according to the second version includes a stator 1 made of non-magnetic material, which is also the body of the electric machine, while the stator 1 contains at least two pairs of separate magnetic cores 4 containing a winding 3 wound in the transverse direction relative to the axis of the electric machine, and the bearing shields 13, 14 are made of non-magnetic material or of magnetic material, but with an air gap,
Статор 1, который также является корпусом электрической машины, может иметь цилиндрическую форму с внутренними продольными пазами трапецеидально-прямоугольной формы, с отверстиями с резьбой.The stator 1, which is also the body of the electric machine, may have a cylindrical shape with internal longitudinal grooves of a trapezoidal-rectangular shape, with threaded holes.
Магнитопроводы статора 4 выполняются из шихтованной ферромагнитной электротехнической стали с отверстиями для крепления распорок 2 магнитопровода статора 4.The magnetic cores of the stator 4 are made of laminated ferromagnetic electrical steel with holes for attaching the spacers 2 of the magnetic core of the stator 4.
Обмотка 3 магнитопроводов 4 статора 1 выполняется из медного или алюминиевого изолированного обмоточного провода.The winding 3 of the magnetic cores 4 of the stator 1 is made of copper or aluminum insulated winding wire.
Установка обмотки 3 магнитопроводов 4 в статор 1 электрической машины осуществляется путем прикрепления распорок 2 к магнитопроводам 4, затем осуществляется укладка и укрепление обмоток 3, после чего выполняется нагрев статора 1 электрической машины для расширения пазов, далее осуществляется установка магнитопроводов 4 в пазы статора 1.Installation of the winding 3 of the magnetic cores 4 into the stator 1 of the electric machine is carried out by attaching spacers 2 to the magnetic cores 4, then the windings 3 are laid and strengthened, after which the stator 1 of the electric machine is heated to expand the grooves, then the magnetic cores 4 are installed in the grooves of the stator 1.
Установка обмотки 3 магнитопроводов 4 в статор 1 электрической машины может быть выполнена альтернативным способом: осуществляется прикрепление распорок 2 к магнитопроводам 4, затем осуществляется укладка и укрепление обмоток 3, после чего выполняется охлаждение магнитопроводов 4, либо одновременно выполняется нагрев статора 1 и охлаждение магнитопроводов 4, далее осуществляется установка магнитопроводов 4 в пазы статора 1.Installation of the winding 3 of the magnetic cores 4 into the stator 1 of the electric machine can be done in an alternative way: the spacers 2 are attached to the magnetic cores 4, then the windings 3 are laid and strengthened, after which the magnetic cores 4 are cooled, or the stator 1 is heated and the magnetic cores 4 are cooled at the same time. Next, the magnetic cores 4 are installed in the slots of the stator 1.
Демонтаж магнитопроводов 4 статора 1 для замены обмоток 3 осуществляется путем сверления распорок 2 вдоль пазов с целью их ослабления, после чего осуществляется удаление магнитопроводов 4 из пазов.Dismantling the magnetic cores 4 of the stator 1 to replace the windings 3 is carried out by drilling the spacers 2 along the grooves in order to weaken them, after which the magnetic cores 4 are removed from the grooves.
Магнитопроводы ротора 6 выполняются из шихтованной ферромагнитной электротехнической стали или иного материала.The magnetic cores of the rotor 6 are made of laminated ferromagnetic electrical steel or other material.
Немагнитный вал 5 ротора может быть полым или неполым, т.е. не иметь сквозного отверстия (как показано на Фиг. 1-Фиг. 26, Фиг. 28, Фиг. 29).The non-magnetic rotor shaft 5 can be hollow or non-hollow, i.e. do not have a through hole (as shown in Fig. 1-Fig. 26, Fig. 28, Fig. 29).
Подшипниковые щиты 13, 14 имеют отверстия для крепления (не показаны на чертежах). Соединение подшипниковых щитов 13, 14 со статором 1 осуществляется при помощи крепежных элементов: болтов, винтов, саморезов, которые могут быть выполнены из немагнитного или магнитного металлов.Bearing shields 13, 14 have holes for fastening (not shown in the drawings). The connection of bearing shields 13, 14 with stator 1 is carried out using fasteners: bolts, screws, self-tapping screws, which can be made of non-magnetic or magnetic metals.
Третий вариант исполнения заявляемого устройства по пункту 3 формулы предусматривает конструкцию электрической машины, включающей в себя ротор с немагнитным валом 5, на который установлено два магнитопровода 6 с обмотками 9 и токосъемными кольцами 12 (см. Фиг. 15, Фиг. 16, Фиг. 17, Фиг. 18). Кроме того, электрическая машина по третьему варианту включает статор 1, выполненный из немагнитного материала, который также является корпусом электрической машины, при этом статор 1 содержит не менее двух пар раздельных магнитопроводов 4, содержащих обмотку 3, намотанную в поперечном направлении относительно оси электрической машины, а подшипниковые щиты 13, 14 выполнены из немагнитного материала или из магнитного материала, но с воздушным зазором.The third embodiment of the claimed device according to paragraph 3 of the formula provides for the design of an electrical machine that includes a rotor with a non-magnetic shaft 5, on which two magnetic cores 6 with windings 9 and slip rings 12 are installed (see Fig. 15, Fig. 16, Fig. 17 , Fig. 18). In addition, the electric machine according to the third embodiment includes a stator 1 made of non-magnetic material, which is also the body of the electric machine, while the stator 1 contains at least two pairs of separate magnetic cores 4 containing a winding 3 wound in the transverse direction relative to the axis of the electric machine, and the bearing shields 13, 14 are made of non-magnetic material or of magnetic material, but with an air gap.
Статор 1, который также является корпусом электрической машины, может иметь цилиндрическую форму с внутренними продольными пазами трапецеидально-прямоугольной формы, с отверстиями с резьбой.The stator 1, which is also the body of the electric machine, may have a cylindrical shape with internal longitudinal grooves of a trapezoidal-rectangular shape, with threaded holes.
Магнитопроводы статора 4 выполняются из шихтованной ферромагнитной электротехнической стали с отверстиями для крепления распорок 2 магнитопровода статора 4.The magnetic cores of the stator 4 are made of laminated ferromagnetic electrical steel with holes for attaching the spacers 2 of the magnetic core of the stator 4.
Обмотка 3 магнитопроводов 4 статора 1 выполняется из медного или алюминиевого изолированного обмоточного провода.The winding 3 of the magnetic cores 4 of the stator 1 is made of copper or aluminum insulated winding wire.
Установка обмотки 3 магнитопроводов 4 в статор 1 электрической машины осуществляется путем прикрепления распорок 2 к магнитопроводам 4, затем осуществляется укладка и укрепление обмоток 3, после чего выполняется нагрев статора 1 электрической машины для расширения пазов, далее осуществляется установка магнитопроводов 4 в пазы статора 1.Installation of the winding 3 of the magnetic cores 4 into the stator 1 of the electric machine is carried out by attaching spacers 2 to the magnetic cores 4, then the windings 3 are laid and strengthened, after which the stator 1 of the electric machine is heated to expand the grooves, then the magnetic cores 4 are installed in the grooves of the stator 1.
Установка обмотки 3 магнитопроводов 4 в статор 1 электрической машины может быть выполнена альтернативным способом: осуществляется прикрепление распорок 2 к магнитопроводам 4, затем осуществляется укладка и укрепление обмоток 3, после чего выполняется охлаждение магнитопроводов 4, либо одновременно выполняется нагрев статора 1 и охлаждение магнитопроводов 4, далее осуществляется установка магнитопроводов 4 в пазы статора 1.Installation of the winding 3 of the magnetic cores 4 into the stator 1 of the electric machine can be done in an alternative way: the spacers 2 are attached to the magnetic cores 4, then the windings 3 are laid and strengthened, after which the magnetic cores 4 are cooled, or the stator 1 is heated and the magnetic cores 4 are cooled at the same time. Next, the magnetic cores 4 are installed in the slots of the stator 1.
Демонтаж магнитопроводов 4 статора 1 для замены обмоток 3 осуществляется путем сверления распорок 2 вдоль пазов с целью их ослабления, после чего осуществляется удаление магнитопроводов 4 из пазов.Dismantling the magnetic cores 4 of the stator 1 to replace the windings 3 is carried out by drilling the spacers 2 along the grooves in order to weaken them, after which the magnetic cores 4 are removed from the grooves.
Магнитопроводы ротора 6 выполняются из шихтованной ферромагнитной электротехнической стали.The magnetic cores of the rotor 6 are made of laminated ferromagnetic electrical steel.
Немагнитный вал 5 ротора может быть полым или неполым, т.е. не иметь сквозного отверстия (как показано на Фиг. 1-Фиг. 26, Фиг. 28, Фиг. 29).The non-magnetic rotor shaft 5 can be hollow or non-hollow, i.e. do not have a through hole (as shown in Fig. 1-Fig. 26, Fig. 28, Fig. 29).
Подшипниковые щиты 13, 14 имеют отверстия для крепления (не показаны на чертежах). Соединение подшипниковых щитов 13, 14 со статором 1 осуществляется при помощи крепежных элементов: болтов, винтов, саморезов, которые могут быть выполнены из немагнитного или магнитного металлов.Bearing shields 13, 14 have holes for fastening (not shown in the drawings). The connection of bearing shields 13, 14 with stator 1 is carried out using fasteners: bolts, screws, self-tapping screws, which can be made of non-magnetic or magnetic metals.
Электрическая машина может быть выполнена однофазной.The electric machine can be made single-phase.
Электрическая машина может работать напрямую от промышленной электрической трехфазной сети, частотой 50 Гц, либо в паре с частотным преобразователем.The electric machine can operate directly from an industrial three-phase electrical network, with a frequency of 50 Hz, or in conjunction with a frequency converter.
Пуск в работу возможен как при замкнутой индуктивной обмотке ротора, так и при разомкнутой.Start-up is possible both with the rotor inductive winding closed and open.
Claims (3)
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2023125130 Previously-Filed-Application | 2023-09-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2819416C1 true RU2819416C1 (en) | 2024-05-21 |
| RU2819416C9 RU2819416C9 (en) | 2024-06-19 |
Family
ID=
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU307466A1 (en) * | Д. В. Свечарник , М. М. Кацман | ASYNCHRONOUS TWO-PHASE ELECTRIC MOTOR | ||
| SU184963A1 (en) * | 1965-02-18 | 1966-07-30 | Л. Э. Домбур, А. Пугачев , К. | twin pack inductor machine |
| RU2107375C1 (en) * | 1996-05-13 | 1998-03-20 | Сергей Ильич Качин | Commutator machine stator |
| RU2286642C2 (en) * | 2003-12-16 | 2006-10-27 | Виктор Васильевич Булгар | Direct-current inductor motor |
| WO2016138159A1 (en) * | 2015-02-24 | 2016-09-01 | Infinirel Corporation | Homopolar energy conversion machine |
| RU195231U1 (en) * | 2019-11-05 | 2020-01-17 | Евгений Николаевич Коптяев | BRUSHLESS GENERATOR |
| RU2720493C1 (en) * | 2019-05-21 | 2020-04-30 | Павел Юрьевич Маханьков | Synchronous motor-generator with segmented stator and double-loop magnetic system on permanent magnets |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU307466A1 (en) * | Д. В. Свечарник , М. М. Кацман | ASYNCHRONOUS TWO-PHASE ELECTRIC MOTOR | ||
| SU184963A1 (en) * | 1965-02-18 | 1966-07-30 | Л. Э. Домбур, А. Пугачев , К. | twin pack inductor machine |
| RU2107375C1 (en) * | 1996-05-13 | 1998-03-20 | Сергей Ильич Качин | Commutator machine stator |
| RU2286642C2 (en) * | 2003-12-16 | 2006-10-27 | Виктор Васильевич Булгар | Direct-current inductor motor |
| WO2016138159A1 (en) * | 2015-02-24 | 2016-09-01 | Infinirel Corporation | Homopolar energy conversion machine |
| RU2720493C1 (en) * | 2019-05-21 | 2020-04-30 | Павел Юрьевич Маханьков | Synchronous motor-generator with segmented stator and double-loop magnetic system on permanent magnets |
| RU195231U1 (en) * | 2019-11-05 | 2020-01-17 | Евгений Николаевич Коптяев | BRUSHLESS GENERATOR |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS63140647A (en) | Total flux reversible and variable reluctance brushless apparatus | |
| Lovatt et al. | Design of an in-wheel motor for a solar-powered electric vehicle | |
| KR100677281B1 (en) | Hybride induction motor applied toroidal winding methode | |
| RU2375807C1 (en) | Alternating current electronic motor with constant magnets | |
| US20120248921A1 (en) | Rotary electric machine with armature magnetic reaction compensation | |
| US20150022043A1 (en) | Electric motor | |
| RU2819416C1 (en) | Electric machine (versions) | |
| RU2819416C9 (en) | Electric machine (versions) | |
| CN115940559B (en) | Stator offset type doubly salient permanent magnet motor | |
| CN102403860B (en) | Equal pole double-section reluctance generator | |
| Moros et al. | New high voltage 2-pole concentrated winding and corresponding rotor design for induction machines | |
| CN106505753B (en) | Compressor and its motor | |
| RU197778U1 (en) | LONGITUDINAL EXCITATION GENERATOR | |
| RU2759161C2 (en) | Asynchronous three-phase electric engine | |
| RU115130U1 (en) | ELECTRIC MACHINE | |
| CN110768505A (en) | Flat type single phase alternating current permanent magnet linear motor of two stators | |
| CN108667252A (en) | A kind of high-voltage permanent magnet synchronous motor of rotor permanent magnet concatenation distribution connection | |
| Moros et al. | New flexible harmonic cost effective concentrated winding topology | |
| RU2819391C2 (en) | Electric generator | |
| RU101281U1 (en) | ELECTRIC MACHINE CONVERTER | |
| RU207794U1 (en) | End-type synchronous electric machine | |
| Zhao et al. | Analysis of flux leakage coefficient of permanent magnet synchronous motors with U-shaped magnets rotor | |
| Al-ani et al. | Helical retaining sleeve for eddy current loss reduction in high-speed SPM machine | |
| US3075108A (en) | Dual rotor electric motor | |
| KR100664063B1 (en) | Sinusoidal back emf forming structure for hybrid type induction motor |