SU1495940A1 - Electric machine with excitation from permanent magnets - Google Patents
Electric machine with excitation from permanent magnets Download PDFInfo
- Publication number
- SU1495940A1 SU1495940A1 SU874245171A SU4245171A SU1495940A1 SU 1495940 A1 SU1495940 A1 SU 1495940A1 SU 874245171 A SU874245171 A SU 874245171A SU 4245171 A SU4245171 A SU 4245171A SU 1495940 A1 SU1495940 A1 SU 1495940A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- shaft
- voltage
- stabilization
- machine
- output voltage
- Prior art date
Links
Landscapes
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к электромашиностроению и может быть использовано в качестве источника электропитани в энергоустановках с приводом от газовых турбин или других двигателей с нестабильной частотой вращени . Целью изобретени вл етс повышение точности стабилизации и расширение диапазона регулировани выходного напр жени машины. Индуктор генератора выполн етс из двух идентичных частей, способных взаимно поварачиватьс в противоположных направлени х при осевом смещении внутреннего штока-толкател , с которым обе части индуктора св заны винтовой передачей с правоходовой и левоходовой резьбой. Смещение штока осуществл етс электродвигателем управлени , ротор которого через винтовую передачу св зан со штоком-толкателем. Управление двигателем осуществл етс по командам от блока управлени при по влении рассогласовани между выходным и эталонным напр жением. 2 ил.The invention relates to electrical engineering and can be used as a power source in power plants driven by gas turbines or other engines with an unstable rotational speed. The aim of the invention is to improve the accuracy of stabilization and to expand the range of adjustment of the output voltage of the machine. The generator inductor is made of two identical parts, which can mutually turn in opposite directions with axial displacement of the internal rod-pusher, with which both parts of the inductor are connected by a screw drive with right-handed and left-handed threads. The rod is displaced by a control electric motor, the rotor of which is connected via a screw gear to the pusher rod. The motor is controlled by commands from the control unit when a mismatch appears between the output and the reference voltage. 2 Il.
Description
Изобретение относитс к электромашинам , возбуждаемым посто нными магнитами, и может быть использовано в синхронных генераторах, вентильных генераторах посто нного тока или в ге нераторах дл мапп нно-вентильной системы генерировани ПСПЧ (переменна скорость - посто нна частота) с приводом от силовых установок, частота вращени которых посто нна, а также в регулируемых вентильных двигател х посто нного тока с пшроким частотным диапазоном регулировани .The invention relates to electric machines driven by permanent magnets, and can be used in synchronous generators, direct current generators or generators for a mantle-valve system for generating a frequency-variable drive (variable speed - constant frequency) driven by power units, frequency the rotation of which is constant, as well as in adjustable DC valve motors with a wide frequency range of regulation.
Цель изобретени - повышение точности стабилиз.щии и расширение диапазона регулировани выходного напр жени машины в режиме генератора при переменных частоте вращени и нагрузке .The purpose of the invention is to improve the accuracy of stabilization and to expand the range of adjustment of the output voltage of the machine in generator mode at varying speed and load.
На фиг. 1 представлена конструктивна схема электрической машины, продольный разрез; на фиг. 2 - конструктивна схема исполнительного механизма с возвратно-поступательным движением ротора.FIG. 1 shows a structural diagram of an electric machine, a longitudinal section; in fig. 2 is a schematic diagram of an actuator with reciprocating motion of a rotor.
Электрическа машина с возбуждением от посто нных магнитов содержит статор 1 с магнитопроводом 2 и обмоткой кор 3, ротор 4, состо щий из сплошного внутреннего вала 5 и двухAn electric machine with excitation from permanent magnets contains a stator 1 with a magnetic core 2 and a winding box 3, a rotor 4 consisting of a solid inner shaft 5 and two
4; со сдfour; from cd
полых J3HeuiHHx валов 6 и 7 с закрепленными на них вдентичными магните- проводами 8 и посто нными магнитами 9 с чередующимис полюсами, причем оба внешних вала 6 и 7 укреплены на внутреннем валу 5 подвижно в тангенциальном направлении посредством двух винтовых зацеплений - правохсдо- вого 10 и левоходового 11, Маимна содержит также устройство 12 поворота полюсов, состо щее из шток а-толка- тел 13, закрепленного подвижно относительно статора 1 в осевом направ-. лении и соединенного с внутрен1шм валом 5 через подшипник 14, управл е- I мого статического преобразовател 15 напр жени и исполнительного электродвигател 16, ротор 17 Б:оторого сое- : динен со штоком-толкателем 13 посред : ством винтовой передачи 18, а кор- fна обмотка 19 подключена к управл е- мому статическому преобразователю ; 15, управл ющий вход 20 которого подключен к выходу 21 сумматора 22 и I внешнему командному устройству 23. Внутренний вал 5 соединен с внешним приводом посредством шлицевого зацеплени 24 с возможностью осевого перемещени . Дл исключени возможности вращени шток-толкатель 13 снабжен выступом-шпонкой 25, расположенной внутри желоба 26 на корпусе 27 машины . .Дл управлени машиной она со- держит чувствительные элементы сие- темы регулировани в виде датчика 27. выходного напр жени , датчика 28 частоты вращени ротора 4, датчика 29 тока обмотки кор 3, подключенных к сумматору 22 сигналов. hollow J3HeuiHHx shafts 6 and 7 with identical magnetic conductors 8 and permanent magnets 9 with alternating poles fixed on them, with both external shafts 6 and 7 mounted on the internal shaft 5 movably in the tangential direction by means of two helical gears - the right 10 and left-handed 11, the Mai'mna also contains a device 12 for turning the poles, consisting of a rod of the pusher 13 fixed movably relative to the stator 1 in the axial direction. connected with the internal shaft 5 through the bearing 14, controlled by the first static voltage converter 15 and the actuator motor 16, the rotor 17 B: is connected with the push rod 13 with the screw gear 18, and the main F winding 19 is connected to a controlled static converter; 15, the control input 20 of which is connected to the output 21 of the adder 22 and I to an external command device 23. The internal shaft 5 is connected to an external drive by splined engagement 24 with the possibility of axial movement. To eliminate the possibility of rotation, the push rod 13 is provided with a tab 25, located inside the chute 26 on the body 27 of the machine. For controlling the machine, it contains sensing elements of the control system in the form of a sensor 27. The output voltage, the sensor 28 of the rotational speed of the rotor 4, the sensor 29 of the winding current of the core 3, connected to the signal adder 22.
Дл режима стабилизации напр жени к сумматору 22 подключен эталонньй источник 30 напр жени .For the voltage stabilization mode, the reference voltage source 30 is connected to the adder 22.
Возможно иное реще1ше электромаг- нитного исполнительного механизма, у которого шток-толкатель 13 выполнен в вид,е продолжени внутреннего вала 5, а ротор 17 исполнительного электродвигател 16 неподвижно . закреплен на штоке-толкателе 13 и имеет по крайней мере один дисковьй магнит 31 намагниченный в осевом направлении и имеющий по торцам полюсные шайбы- наконечники 32, снаружи которых рас- положены неподвижные корные обмотки 19 исполнительного электродвигател 16 и охватываюиц й их кольцевой магнитопровод 33.It is possible otherwise with an electromagnetic actuator, in which the pusher rod 13 is made in a form, it is the continuation of the internal shaft 5, and the rotor 17 of the executive electric motor 16 is stationary. mounted on a push rod 13 and has at least one disk magnet 31 magnetized axially and having pole ends at the ends — tips 32, outside of which there are stationary main windings 19 of the executive electric motor 16 and the circumference of their annular magnetic circuit 33.
0 5 00 5 0
с with
00
Электрическа машина с возбуждени ем от посто нных магнитов работает следующим образом.An electric machine with permanent magnet excitation operates as follows.
В режиме генератора вращающий момент от внешнего привода передаетс через шлицевое зацепление 24 на вал 5 и через винтовые зацеплени 10 и 11 на магнитопроводы 8 и магниты 9. При вращении ротора 4 в обмотке кор 3 ;наводитс переменна ЭДС, частота ;и амплитуда которой завис т при неиз- менной нагрузке от частоты вращени и взаимного расположени полюсов ротора 4. Если напр жение обмотки кор 3, измер емое датчиком 27 напр жени , не соответствует заданному значению, определ емому сигналом эталонного источника 30 напр жени , то сигнал рассогласовани с выхода сум- , матора 22 сигналов поступает на управл ющий вход 20 регулируемого статического преобразовател 15 напр же- НИЛ и на корную обмотку 19 исполнительного электродвигател 16, что приводит во вращение ротор 17 и к осевому перемещению штока-толкател 13 благодар винтовому зацеплению 18. Благодар взаимно противоположным направлени м винтовых зацеплений 10 и 11 магнитопроводы 8 с магнитами 9, не имеющие врзможности осевого перемещени , поворачиваютс в противоположных друг другу направлени х относительно вала 5. Это приводит к изменению результирующего магнитного потока возбуждени , а следовательно, к измене1даю выходного напр жени на обмотке 3. Так как система регулиро-, вани напр жени имеет отрицательную обратную св зь, то выходнде напр же-. ние стремитс к заданному стабильному значению при изменени х частоты вращени привода и нагрузки генератора в их расчетных диапазонах. Датчик 29 тока обмотки йкор 3 и датчик 28 частоты вращени обеспечивают высокое быстродействие и высокое качество переходных процессов стабилизации напр жени при резких возмущени х. Устройство 12 поворота полюсов ( фиг. 1 ) работает следующим обра-, зом При вращении ротора 17 исполнительного электродвигател 16, происходит осевое перемещение штока-толкател 13 благодар самотормоз щейс винтовой передаче 18 и шпонке 25, скольз щей внутри желоба 26. Осевое усилие от штока-толкател 13 передаетс на вал 5 через подшипник 14, а его величина определ етс силой трени в винтовых передачах, ишицевом зацеплении 24 и других поверхност х , скольжени , а также силой инерции.In the generator mode, the torque from the external drive is transmitted through the spline gearing 24 to the shaft 5 and through the screw gears 10 and 11 to the magnetic cores 8 and the magnets 9. When the rotor 4 rotates in the windings of the core 3, the emf is variable, the frequency, and the amplitude of which depends at a constant load from the rotational speed and relative position of the rotor poles 4. If the winding voltage of core 3 measured by voltage sensor 27 does not correspond to the specified value determined by the signal of the reference voltage source 30, then the signal From the output of the sum-, the signal math 22 is fed to the control input 20 of the adjustable static converter 15 voltage NIL and to the main winding 19 of the electric motor 16, which causes the rotor 17 to rotate and the rod-pusher 13 to move axially due to the screw engagement 18 Due to the mutually opposite directions of the screw engagement 10 and 11, the magnetic cores 8 with the magnets 9, which do not have axial displacement, rotate in opposite directions relative to the shaft 5. This results to a change in the net magnetic flux of the excitation, and therefore to a change in the output voltage on the winding 3. Since the voltage control system has negative feedback, then the output voltage is the same. This approach tends to a given stable value with changes in the frequency of rotation of the drive and the load of the generator in their design ranges. The winding current sensor 29 ykor 3 and the rotational frequency sensor 28 provide high speed and high quality voltage transients for the stabilization of voltage during sharp disturbances. The device 12 turning the poles (Fig. 1) works as follows. When the rotor 17 rotates the executive motor 16, the rod-pusher 13 is axially moved due to the self-braking helical gear 18 and key 25 sliding inside the groove 26. Axial force from the rod The pusher 13 is transmitted to the shaft 5 through the bearing 14, and its value is determined by the frictional force in the helical gears, the Ishitz gear 24 and other surfaces, the slip, and the force of inertia.
Устройство 12 поворота полюсов работает лишь при. отклонени х напр жени от заданного, что определ ет его экономичность. В результате большого коэффициента редукции вин- 1ТОВОЙ передачи 18 повышаетс точность стабилизации и регулировани напр жени , снижаетс электромагнитный момент и масса двигател 16.The device 12 of the rotation of the poles works only when. voltage deviation from the set, which determines its efficiency. As a result of the high reduction ratio of the win- ter-18T transmission 18, the accuracy of stabilization and voltage regulation is increased, the electromagnetic torque and the mass of the engine 16 are reduced.
Устройство 12 поворота полюсов (фиг.. 2) работает следуннцим образом. При подаче напр жени на корную обмотку 19 создаетс осевое усилие, действующее на индуктор - посто нный магнит 31 с наконечниками 32, св зан- ньш жестко с валом 5, и привод щее к его перемещению и повороту полюсов с магнитом 9 в заданном направлении . При отсутствии сигнала рассог- ласовани и напр жени на обмотке 19 вал 5 должен удерживатьс в том положении , в котором он осталс при исчезновении напр жени , так как в подвижной системе отсутствуют продоль ные усили , обусловленные, например, нагрузкой генератора (осевые составл ющие электромагнитных сил, действующих на полуиндукторы, взаимно компенсируютс из-за противоположных направлений винтовых передач 10, 11). Если под действием каких-либо факторов по вл етс осевое усилие и смещение вала 5, то это приводит к по влению сигнала управлени и его отра- ботке. Такое вьтолнение исполнительного двигател 16 может обеспечить более высокое быстродействие и большую точность, вследствие отсутстви винтовой передачи 18 и подшипника 14, однако усилие, создаваемое таким линейным двигателем, меньше.The device 12 of the rotation of the poles (Fig .. 2) works in the following way. When voltage is applied to the core winding 19, an axial force is applied to the inductor — a permanent magnet 31 with tips 32, rigidly connected to the shaft 5, and causing it to move and rotate the poles with the magnet 9 in a given direction. If there is no resynchronization signal and voltage on the winding 19, the shaft 5 should be held in the position in which it remained at the disappearance of the voltage, as long as there are no longitudinal forces in the moving system due to, for example, the load of the generator (axial components of electromagnetic the forces acting on the semi-inductors are mutually compensated due to the opposite directions of the helical gears 10, 11). If, under the action of any factors, axial force and displacement of the shaft 5 appears, this results in the appearance of a control signal and its development. Such an implementation of the executive engine 16 can provide higher speed and greater accuracy, due to the absence of the screw gear 18 and the bearing 14, but the force generated by such a linear motor is less.
Если требуетс регулирование Bbt- ходного напр жени машины по любому заданному временному закону или в заранее заданной функции времени, частоты вращени вала, тока обмотки кор и др., то необходимо соответствующим образом сформированный сигнал подать от внешнего командного уст- ройства 23 на управл юшлй вход 20 регулируемого статического преобразовател 15 напр жени , в качестве которого можно использовать известньй злектронньп усилитель мощности, управл емьй инвертор и другие статические преобразователи.If regulation of the machine voltage Bbt is required at any given time law or in a predetermined function of time, shaft rotation frequency, winding core current, etc., then an appropriately generated signal must be sent from an external command device 23 to the control input 20 an adjustable static voltage converter 15, for which a limestone power amplifier, an inverter control and other static converters can be used.
В случае аварийного режима, например короткого пожароопасного замыкани обмотки кор 3 машины, от внешнего командного устройства 23 или от датчика 29 тока обмотки кор 3 на управл ющий вход 20 статического преобразовател 15 подаетс сигнал такой величины и длительности, при котором разнопол рные полюсы совпадают один с другим, а результирующий магнитньй поток возбуждени становитс равен нулю. При этом нет необходимости примен ть специальньй распределитель приводного и ведомого валов. Однако при более опасных неисправност х , например при выходе из стро подшипниковых узлов, имеетс возможность с помощью устройства 12 поворота полюсов вывести вал 5 ротора 4 машины из зацеплени с внешним приводным устройством, т.е. разъединить шлицевое зацепление 24.In the event of an emergency mode, for example, a short fire hazard in the winding of the machine core 3, an external command device 23 or winding current sensor 29 from the external control device 29 sends a signal of a magnitude and duration to which the opposite poles coincide with the control input 20 of the static converter 15. the other, and the resulting magnetic flux of excitation becomes zero. There is no need to use a special distributor for the drive and driven shafts. However, in case of more dangerous malfunctions, for example, when the bearing assemblies are out of operation, it is possible using the device 12 to turn the poles to bring the shaft 5 of the rotor 4 of the machine out of engagement with an external drive device, i.e. disconnect spline engagement 24.
При использовании машины в составе вентильного двигател также имеетс возможность глубокого регулирован ее магнитного потока возбуждени с подачей сигнала от внешнего командного устройства 23 или оТ чувствителных элементов. При этом поток возбуждени может регулироватьс от нулевого до максимального значени .When using a machine as part of a valve engine, it is also possible to deeply regulate its excitation magnetic flux with a signal from an external command device 23 or from the sensitive elements. In this case, the excitation flow can be adjusted from zero to maximum value.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874245171A SU1495940A1 (en) | 1987-05-15 | 1987-05-15 | Electric machine with excitation from permanent magnets |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874245171A SU1495940A1 (en) | 1987-05-15 | 1987-05-15 | Electric machine with excitation from permanent magnets |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1495940A1 true SU1495940A1 (en) | 1989-07-23 |
Family
ID=21304307
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874245171A SU1495940A1 (en) | 1987-05-15 | 1987-05-15 | Electric machine with excitation from permanent magnets |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1495940A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2480887C1 (en) * | 2011-10-28 | 2013-04-27 | Открытое Акционерное Общество "Агрегатное Конструкторское Бюро "Якорь" | Power generation system |
-
1987
- 1987-05-15 SU SU874245171A patent/SU1495940A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 907713, кл. Н 02 К 21/14, 1982. Балагуров В.А. , Галтгев Ф.Ф., Ларионов А.П. Электрические машины с посто нными магнитами.- М.-Л.: Энерги , 1964, с.388. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2480887C1 (en) * | 2011-10-28 | 2013-04-27 | Открытое Акционерное Общество "Агрегатное Конструкторское Бюро "Якорь" | Power generation system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3713015A (en) | Alternating current generator having a twin pm rotor which is adjustable in response to output voltage | |
Budig | The application of linear motors | |
US4885493A (en) | Output voltage control apparatus of a permanent magnet alternator | |
Pakdelian et al. | Control of an electric machine integrated with the trans-rotary magnetic gear in a motor drive train | |
CN104979991A (en) | Permanent magnet inner rotor brushless motor capable of continuously changing speed adaptively according to torque changes | |
EP0748419A1 (en) | Starter for drive assemblies, more particularly internal combustion engines, and process for operating it | |
SU1495940A1 (en) | Electric machine with excitation from permanent magnets | |
JPH07236260A (en) | High-output ac generator | |
GB1604067A (en) | Method of and apparatus for damping rotor oscillations of rotary field ac motors | |
JPS61228159A (en) | Auxiliary driving apparatus for engine | |
JP3897914B2 (en) | Electric actuator | |
JPH07107718A (en) | Permanent magnet generator | |
US3192421A (en) | Magnetoelectric torque converter with variable speed control | |
SU304892A1 (en) | Brushless synchronized DC motor | |
CN210693676U (en) | Variable magnetic field rotating electric machine | |
SU838920A1 (en) | Electric machine | |
SU1442983A1 (en) | Mechanical power amplifier | |
SU974518A1 (en) | Electric machine amplifier | |
SU1201963A1 (en) | Electric motor with built-in electromagnetic clutch | |
SU1642556A1 (en) | Electric machine with controlled excitation | |
SU372637A1 (en) | ELECTRIC MACHINE UNIT FOR GETTING CONSTANT FREQUENCY | |
JPH0336238Y2 (en) | ||
RU1786519C (en) | Electromagnet execution device | |
SU1279038A1 (en) | Versions of d.c.electric drive | |
RU2062336C1 (en) | Power plant |