RU72366U1 - ELECTRIC MOMENT CAR WITH PERMANENT MAGNETS - Google Patents
ELECTRIC MOMENT CAR WITH PERMANENT MAGNETS Download PDFInfo
- Publication number
- RU72366U1 RU72366U1 RU2007148616/22U RU2007148616U RU72366U1 RU 72366 U1 RU72366 U1 RU 72366U1 RU 2007148616/22 U RU2007148616/22 U RU 2007148616/22U RU 2007148616 U RU2007148616 U RU 2007148616U RU 72366 U1 RU72366 U1 RU 72366U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic circuit
- permanent magnets
- stator
- rotor
- magnetic
- Prior art date
Links
Landscapes
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
Электрическая моментная машина с постоянными магнитами, содержащая статор с тороидальным магнитопроводом и кольцевой обмоткой, два диска ротора, установленных на немагнитном валу и имеющих постоянные магниты со встречной осевой намагниченностью, отличающаяся тем, что в эту машину дополнительно введены радиально намагниченные постоянные магниты, закрепленные на внутренней цилиндрической поверхности магнитопровода ротора, который выполнен П-образным, в поперечном сечении дополнительные постоянные магниты обращены к торцевым и к радиальным сторонам торцевой обмотки статора и имеют одинаковую полярность, П-образный магнитопровод ротора выполнен разъемным, в разъем которого введено магнитопроводящее кольцо, а дополнительные постоянные магниты отделены друг от друга немагнитным материалом, магнитопровод статора выполнен составным, в котором внешний тороидальный магнитопровод намотан из ленточной стали, внутренний магнитопровод набран из штампованных колец, а обе эти части объединены изоляционным материалом в единый неразъемный магнитопровод статора.An electric permanent magnet machine with a stator with a toroidal magnetic circuit and an annular winding, two rotor disks mounted on a non-magnetic shaft and having permanent magnets with counter axial magnetization, characterized in that radially magnetized permanent magnets mounted on the inside are additionally inserted into this machine the cylindrical surface of the rotor magnetic circuit, which is made U-shaped, in the cross section additional permanent magnets face and rad on the opposite sides of the stator winding and are of the same polarity, the U-shaped rotor magnetic circuit is detachable, a magnetically conducting ring is inserted into the connector, and additional permanent magnets are separated by non-magnetic material, the stator magnetic circuit is composite, in which the external toroidal magnetic circuit is wound from steel tape , the internal magnetic circuit is drawn from stamped rings, and both of these parts are combined with insulating material into a single integral stator magnetic circuit.
Description
Полезная модель относится к области электротехники и, в частности, к электрическим вентильным машинам, работающим в качестве моментных двигателей, используемых в электромеханических системах роботов, манипуляторов, станков, автономных электрических приводов и других устройств.The utility model relates to the field of electrical engineering and, in particular, to electric valve machines operating as torque motors used in electromechanical systems of robots, manipulators, machine tools, autonomous electric drives and other devices.
Задачей создания настоящей полезной модели является увеличение удельного момента электрических машин торцевого типа, определяемого отношением длительно допустимого момента к массе всей машины.The task of creating a real utility model is to increase the specific moment of end-face electric machines, determined by the ratio of the long-permissible moment to the mass of the whole machine.
Известна бесщеточная электрическая машина постоянного тока дискового типа, содержащая статор с группами катушек, поочередно запитываемых током в одном и том же направлении, и дисковый ротор с расположенными на нем постоянными магнитами. В одном из вариантов машины статор выполнен с двумя активными поверхностями, напротив которых установлен свой роторный диск. Второй роторный диск представляет зеркальное отражение первого, при этом полярность постоянного магнита роторного диска, расположенного с одной стороны статора, противоположна полярности магнита диска, расположенного с другой стороны статора. [Патент СССР №1494877 A3, Н02К 29/00, заявл. 06.10.1982 (приоритет 09.02.1981, США), опубл. 15.07.1989].Known brushless electric DC machine of the disk type, containing a stator with groups of coils, alternately powered by current in the same direction, and a disk rotor with permanent magnets located on it. In one embodiment of the machine, the stator is made with two active surfaces, opposite which there is a rotor disk. The second rotor disk is a mirror image of the first, while the polarity of the permanent magnet of the rotor disk located on one side of the stator is opposite to the polarity of the magnet of the disk located on the other side of the stator. [USSR patent No. 1494877 A3, Н02К 29/00, decl. 10/06/1982 (priority 09/02/1981, USA), publ. 07/15/1989].
Выполнение двигателя с двумя роторами или с двумя статорами повышает его удельные массогабаритные показатели. Двигатель по этому изобретению относится к машинам с коаксиально расположенными относительно друг друга статором и ротором, а изобретение направлено на повышение КПД и равномерности скорости вращения высокоскоростных вентильных машин постоянного тока.The performance of the engine with two rotors or with two stators increases its specific weight and size indicators. The engine according to this invention relates to machines with a stator and rotor coaxially located relative to each other, and the invention is aimed at increasing the efficiency and uniformity of rotation speed of high-speed DC direct-drive valve machines.
Известен электродвигатель с внутренним или наружным ротором и постоянными магнитами возбуждения [заявка ФРГ №4423620 Al, H02К 1/02, Known electric motor with an internal or external rotor and permanent excitation magnets [application of Germany No. 4423620 Al, H02K 1/02,
заявл. 06.07.1994, опубл 11.01.1996 // ИСМ, вып.107, №20, 1997 г., с.3]. В случае внутреннего ротора, вращающаяся вокруг него часть (статор) имеет обмоточную систему без магнитного сердечника, а ротор с постоянными магнитами возбуждения имеет цилиндрическое ярмо с равномерно распределенными по окружности радиальными шлицами, в которых закреплены постоянные магниты из анизотропного материала, намагниченные в окружном направлении с чередующейся полярностью. Ярмо изготовлено из изотропного материала, а его участки между анизотропными магнитами намагничиваются в радиальном направлении.declared 07/06/1994, publ. 11/01/1996 // ISM, issue 107, No. 20, 1997, p.3]. In the case of an internal rotor, the part (stator) rotating around it has a winding system without a magnetic core, and the rotor with permanent excitation magnets has a cylindrical yoke with radial slots uniformly distributed around the circumference, in which permanent magnets of anisotropic material are magnetized in the circumferential direction with alternating polarity. The yoke is made of isotropic material, and its sections between anisotropic magnets are magnetized in the radial direction.
Приведенная конструкция машины с одним статором и ротором, имеющим дополнительные постоянные магниты, как и описанная выше конструкция с двумя роторными дисками, не относится к торцевому типу.The above machine design with one stator and rotor having additional permanent magnets, as well as the design with two rotor disks described above, does not belong to the end type.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой полезной модели является конструкция моментного двигателя с постоянными магнитами, выполненного в торцевом варианте и снабженного кольцевой обмоткой [Столов Л.И., Зыков Б.Н., Моментные двигатели с постоянными магнитами, М.: Энергия, 1977, с.67, рис.38]. Двигатель содержит статор с витым кольцевым тороидальным магнитопроводом и кольцевой обмоткой, два диска ротора, охватывающих с двух торцевых сторон обмотку статора и выполненных в виде постоянных магнитов со встречной осевой намагниченностью.The closest in technical essence to the claimed utility model is the design of a torque motor with permanent magnets, made in the end version and equipped with an annular winding [Stolov LI, Zykov BN, Torque motors with permanent magnets, M .: Energy, 1977 , p.67, fig. 38]. The motor contains a stator with a twisted ring toroidal magnetic circuit and an annular winding, two rotor disks covering the stator winding from two end faces and made in the form of permanent magnets with opposite axial magnetization.
При стремлении увеличить момент, приходящийся на единицу массы машины, необходимо увеличить активную длину, что приводит к снижению жесткости магнитопровода статора при увеличении среднего диаметра машины. Если же увеличить искусственно сечение магнитопровода больше расчетного (с целью увеличения его жесткости), при возрастании диаметра ухудшается использование полезного объема в машине за счет уменьшения коэффициента использования обмотки. Кроме того, это приводит к дополнительному нагреву машины из-за необходимости увеличения средней длины витка обмотки статора при увеличенном среднем диаметре машины.In an effort to increase the moment per unit mass of the machine, it is necessary to increase the active length, which leads to a decrease in the stiffness of the stator magnetic circuit with an increase in the average diameter of the machine. If, however, the cross section of the magnetic circuit is increased artificially more than the calculated one (in order to increase its rigidity), with increasing diameter, the use of usable volume in the machine worsens due to a decrease in the winding utilization factor. In addition, this leads to additional heating of the machine due to the need to increase the average length of the winding of the stator winding with an increased average diameter of the machine.
Сущность заявляемой полезной модели заключается в электрической моментной машине с постоянными магнитами, содержащей статор с тороидальным магнитопроводом и кольцевой обмоткой, два диска ротора, установленных на немагнитном валу и имеющих постоянные магниты со встречной осевой намагниченностью. В эту машину дополнительно введены радиально намагниченные постоянные магниты, закрепленные на внутренней цилиндрической поверхности магнитопровода ротора, который выполнен П-образным, в поперечном сечении дополнительные постоянные магниты обращены к торцевым и к радиальным сторонам торцевой обмотки статора и имеют одинаковую полярность. П-образный магнитопровод ротора выполнен разъемным, в разъем которого введено магнитопроводящее кольцо, а дополнительные постоянные магниты отделены друг от друга немагнитным материалом. Магнитопровод статора выполнен составным, в котором внешний тороидальный магнитопровод намотан из ленточной стали, внутренний магнитопровод набран из штампованных колец, а обе эти части объединены изоляционным материалом в единый неразъемный магнитопровод статора.The essence of the claimed utility model consists in an electric torque machine with permanent magnets, containing a stator with a toroidal magnetic circuit and an annular winding, two rotor disks mounted on a non-magnetic shaft and having permanent magnets with counter axial magnetization. Radially magnetized permanent magnets are additionally introduced into this machine, mounted on the inner cylindrical surface of the rotor magnetic circuit, which is made U-shaped, in the cross section additional permanent magnets face the end and radial sides of the stator winding and have the same polarity. The U-shaped rotor magnetic circuit is made detachable, into the connector of which a magnetic ring is inserted, and additional permanent magnets are separated from each other by non-magnetic material. The stator magnetic circuit is made composite, in which the external toroidal magnetic circuit is wound from steel tape, the internal magnetic circuit is made of stamped rings, and both of these parts are combined with insulating material into a single integral stator magnetic circuit.
Несмотря на некоторое увеличение объема магнитов (не более 10% от объема машины) удается увеличить удельный момент примерно в 1,4 раза, что определяет эффективность использования данного технического решения. Кроме того, применение данного технического решения при тех же омических потерях в машине приводит к меньшему перегреву в обмотке статора за счет лучшего коэффициента теплоотдачи при большей поверхности охлаждения статора и ротора. Технический результат также состоит в увеличении жесткости ротора, что дает возможность снижения торцевых и радиальных рабочих зазоров и улучшает полезную проводимость воздушного зазора машины, позволяющую получить оптимальное значение магнитной индукции при меньшей толщине постоянных магнитов.Despite a slight increase in the volume of magnets (not more than 10% of the volume of the machine), it is possible to increase the specific moment by about 1.4 times, which determines the effectiveness of using this technical solution. In addition, the use of this technical solution with the same ohmic losses in the machine leads to less overheating in the stator winding due to better heat transfer coefficient with a larger cooling surface of the stator and rotor. The technical result also consists in increasing the stiffness of the rotor, which makes it possible to reduce the end and radial working gaps and improves the useful conductivity of the air gap of the machine, which allows to obtain the optimal value of magnetic induction with a smaller thickness of permanent magnets.
Предлагаемая полезная модель представлена на чертежах, где на фиг.1 изображен продольный разрез электрической моментной машины и на фиг.2 изображены ее поперечные сечения по А-А и Б-Б.The proposed utility model is presented in the drawings, where Fig. 1 shows a longitudinal section of an electric torque machine and Fig. 2 shows its cross sections along A-A and B-B.
Электрическая машина содержит:The electric machine contains:
Немагнитный корпус 1;Non-magnetic housing 1;
Кольцевую обмотку 2 статора;Ring winding 2 stator;
Внешний витой тороидальный магнитопровод 3 статора;External twisted toroidal magnetic circuit 3 of the stator;
Внутренний кольцевой тороидальный магнитопровод 4 статора;Inner ring toroidal magnetic circuit 4 of the stator;
Немагнитный подшипниковый щит 5;Non-magnetic bearing shield 5;
Немагнитный материал 6, отделяющий дополнительные постоянные магниты;Non-magnetic material 6, separating additional permanent magnets;
Торцевые постоянные магниты 7 (правосторонние);End permanent magnets 7 (right-handed);
Правый диск П-образного магнитопровода 8 ротора;The right disk of the U-shaped magnetic circuit 8 of the rotor;
Дополнительные постоянные магниты 9 (радиальные);Additional permanent magnets 9 (radial);
Левый диск П-образного магнитопровода 10 ротора;The left disk of the U-shaped magnetic circuit 10 of the rotor;
Магнитопроводящее кольцо 11;Magnetic conductive ring 11;
Крышка 12 подшипника;Bearing cover 12;
Подшипник 13;Bearing 13;
Немагнитный вал 14;Non-magnetic shaft 14;
Упорное кольцо 15;Thrust ring 15;
Изоляционный материал 16;Insulation material 16;
Изоляция 17 сердечника статора.Isolation of the 17 stator core.
На немагнитный вал 14 с левой стороны устанавливают немагнитный подшипниковый шит 5, подшипник 13 и крышку 12. Далее крепится на валу 14 с помощью шпонки левый диск П-образного магнитопровода 10 ротора с постоянными магнитами 9 и 7 и немагнитным материалом 6 (левая часть). На скрепленные изоляционным материалом 16 внешний витой тороидальный магнитопровод 3 и внутренний кольцевой тороидальный магнитопровод 4 наматывается кольцевая обмотка 2 статора. Собранный статор крепится неподвижно на внутренней поверхности немагнитного корпуса 1, после чего A non-magnetic bearing shield 5, a bearing 13 and a cover 12 are mounted on the non-magnetic shaft 14 on the left side. Next, the left disk of the U-shaped magnetic circuit 10 of the rotor with permanent magnets 9 and 7 and non-magnetic material 6 (left side) is mounted on the shaft 14 using a key. An annular stator winding 2 is wound on an external twisted toroidal magnetic core 3 and an inner ring toroidal magnetic core 4 fastened by insulating material 16. The assembled stator is fixedly mounted on the inner surface of the non-magnetic housing 1, after which
он состыковывается с левым немагнитным подшипниковым щитом 5. После замеров специальными щупами левого торцевого и радиального рабочих зазоров и определения с помощью ряда замеров необходимой толщины магнитопроводящего кольца 11, закрепляется неподвижно на винт правый диск П-образного магнитопровода 8 с предварительно закрепленными на нем постоянными магнитами 7 и немагнитным материалом 6. Далее устанавливается на немагнитный вал 14 упорное кольцо 15, правый немагнитный подшипниковый щит 5 с подшипником 13 и крепится правая подшипниковая крышка 12 и щит 5 винтами.it is docked with the left non-magnetic bearing shield 5. After measuring the left end and radial working clearances with special probes and determining the required thickness of the magnet-conducting ring 11 using a series of measurements, the right disk of the U-shaped magnetic core 8 with permanent magnets 7 previously fixed to it is fixed to the screw 7 and non-magnetic material 6. Next, a thrust ring 15 is mounted on the non-magnetic shaft 14, the right non-magnetic bearing shield 5 with the bearing 13, and the right bearing Ryshkov 12 and the shield 5 by screws.
Обмотка статора (фиг.1, 2) пронизывается осевыми и радиальными потоками, создаваемыми постоянными магнитами 7 и 9. Проходя через воздушный рабочий зазор и обмотку 2, поток попадает в магнитопровод якоря, причем осевые встречно направленные потоки от постоянных магнитов 7 проходят по внешнему витому тороидальному магнитопроводу 3, а радиальный поток, создаваемый постоянным магнитом 9, по нижней части внутреннего магнитопровода 4 статора, набранного из колец. Пройдя по сердечнику магнитопровода в тангенциальном направлении, поток переходит на магниты другой полярности, замыкаясь по П-образному магнитопроводу ротора, собранному из двух частей 8 и 10 для удобства монтажа и настройки торцевых рабочих воздушных зазоров. Рассмотренные пути основного потока условно представлены на фиг.1 и 2 стрелками.The stator winding (Figs. 1, 2) is pierced by axial and radial fluxes created by permanent magnets 7 and 9. Passing through the air working gap and winding 2, the flux enters the armature core, and axial counter-directed fluxes from permanent magnets 7 pass through an external twisted a toroidal magnetic circuit 3, and the radial flux generated by the permanent magnet 9, along the lower part of the inner magnetic circuit 4 of the stator, drawn from the rings. Passing along the core of the magnetic circuit in a tangential direction, the flux passes to magnets of a different polarity, closing along the U-shaped magnetic circuit of the rotor, assembled from two parts 8 and 10 for ease of installation and adjustment of the end working air gaps. The considered paths of the main stream are conventionally represented in FIGS. 1 and 2 by arrows.
На валу машины устанавливается не показанный на чертеже датчик положения ротора, который может быть выполнен в частном случае по литературе [Бут Д.А., Бесконтактные электрические машины, М.: Высшая школа, 1985, с.153, с.162, рис.5.18], переключающий ток в катушках обмотки якоря таким образом, что суммарное магнитное поле обмотки и поле ротора были взаимно перпендикулярны, что приводит к образованию максимально возможного электромагнитного момента. Зависимость параметров вентильной электрической машины от частоты вращения и режимов ее работы аналогична рассмотренным в работе Бута Д.А.A rotor position sensor, not shown in the drawing, is installed on the shaft of the machine, which can be performed in the particular case according to the literature [But D.A., Contactless electric machines, M .: Higher school, 1985, p.153, p.162, fig. 5.18], switching the current in the coils of the armature winding so that the total magnetic field of the winding and the field of the rotor are mutually perpendicular, which leads to the formation of the maximum possible electromagnetic moment. The dependence of the parameters of the valve electric machine on the speed and modes of operation is similar to those considered in the work of Buta D.A.
Составной магнитопровод статора получает дополнительную жесткость за счет внутреннего кольцевого магнитопровода 4, набранного из колец, что позволяет переходить на больший диаметр при относительно меньшей толщине корпуса и также приводит к увеличению удельного момента машины. Сравнительная простота сборки и настройки машины обеспечивается за счет регулируемого сопряжения деталей ротора 8, 10 и 11. Наличие магнитопроводящего кольца 11 с регулируемой толщиной позволяет устранить технологические ошибки, возникающие при сборке машины, и установить требуемые торцевые рабочие зазоры.The stator composite magnetic circuit receives additional rigidity due to the inner ring magnetic circuit 4 drawn from the rings, which makes it possible to switch to a larger diameter with a relatively smaller thickness of the casing and also leads to an increase in the specific moment of the machine. The comparative simplicity of assembly and adjustment of the machine is ensured by the adjustable coupling of the rotor parts 8, 10 and 11. The presence of a magnetically conducting ring 11 with an adjustable thickness allows to eliminate technological errors that occur during assembly of the machine and establish the required end working clearances.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007148616/22U RU72366U1 (en) | 2007-12-27 | 2007-12-27 | ELECTRIC MOMENT CAR WITH PERMANENT MAGNETS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007148616/22U RU72366U1 (en) | 2007-12-27 | 2007-12-27 | ELECTRIC MOMENT CAR WITH PERMANENT MAGNETS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU72366U1 true RU72366U1 (en) | 2008-04-10 |
Family
ID=48232406
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007148616/22U RU72366U1 (en) | 2007-12-27 | 2007-12-27 | ELECTRIC MOMENT CAR WITH PERMANENT MAGNETS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU72366U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114421654A (en) * | 2021-12-21 | 2022-04-29 | 威海奥文工业科技有限公司 | Transverse magnetic flux C-type embedded stator permanent magnet brushless wind driven generator |
-
2007
- 2007-12-27 RU RU2007148616/22U patent/RU72366U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114421654A (en) * | 2021-12-21 | 2022-04-29 | 威海奥文工业科技有限公司 | Transverse magnetic flux C-type embedded stator permanent magnet brushless wind driven generator |
CN114421654B (en) * | 2021-12-21 | 2023-09-29 | 威海奥文工业科技有限公司 | Transverse magnetic flux C-type embedded stator permanent magnet brushless wind driven generator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR960003205B1 (en) | Full flux reversal variable reluctance machine | |
JP5318758B2 (en) | Ring coil motor | |
US6683397B2 (en) | Electric machine having at least one magnetic field detector | |
EP2429063A1 (en) | Ac elelctric machine with claw poles | |
US8330319B2 (en) | Substantially parallel flux uncluttered rotor machines | |
CN105827078A (en) | Mixed excitation axial magnetic-flux modulated-type motor with composite structure | |
RU2604058C1 (en) | Synchronous motor with magnetic reduction | |
JP2015077069A (en) | Electric generator system | |
US8373328B2 (en) | Pulsed multi-rotor constant air gap switched reluctance motor | |
RU2541513C2 (en) | Synchronous machine with anisotropic magnetic conductivity of rotor | |
EA036804B1 (en) | Modular permanent magnet motor and pump assembly | |
US20160226355A1 (en) | Magnetic inductor electric motor | |
US10574123B2 (en) | Concentric dual rotor electric machine | |
RU72366U1 (en) | ELECTRIC MOMENT CAR WITH PERMANENT MAGNETS | |
US10250087B2 (en) | Homopolar compound-type asynchronous motor | |
EP4068573A1 (en) | A cogging electric machine and a method of operating the cogging electric machine | |
WO2011015004A1 (en) | Electromotor with coaxial inner and outer coils | |
RU2246167C1 (en) | Face-type electrical machine | |
WO2012121685A2 (en) | Low-speed multipole synchronous generator | |
CN108462348B (en) | Cylinder type single air gap inner rotor reluctance-free motor | |
CN107579639B (en) | High-temperature-resistant permanent magnet servo motor | |
RU2246168C1 (en) | Face-type electrical machine | |
RU224471U1 (en) | Synchronous brushless electric motor with independent excitation | |
RU2759797C1 (en) | Motor-generator | |
RU2775062C1 (en) | Synchronous generator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20081228 |
|
NF1K | Reinstatement of utility model |
Effective date: 20120210 |
|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20131228 |