SU959223A1 - Method of converting electromagnetic energy into mechanical one and electric motor for performing same - Google Patents

Method of converting electromagnetic energy into mechanical one and electric motor for performing same Download PDF

Info

Publication number
SU959223A1
SU959223A1 SU802886359A SU2886359A SU959223A1 SU 959223 A1 SU959223 A1 SU 959223A1 SU 802886359 A SU802886359 A SU 802886359A SU 2886359 A SU2886359 A SU 2886359A SU 959223 A1 SU959223 A1 SU 959223A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
voltage
frequency
phase
rotor
motor
Prior art date
Application number
SU802886359A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Иванович Антоненко
Original Assignee
Институт Электродинамики Ан Усср
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Электродинамики Ан Усср filed Critical Институт Электродинамики Ан Усср
Priority to SU802886359A priority Critical patent/SU959223A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU959223A1 publication Critical patent/SU959223A1/en

Links

Description

Союз Советских Социалистических РеспубликUnion of Soviet Socialist Republics

Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийUSSR State Committee for Inventions and Discoveries

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDESCRIPTION OF THE INVENTION

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву - (22) Заявлено 25,02,80 (21) 288635$/24-07 с присоединением заявки № - (23) Приоритет -TO AUTHOR'S CERTIFICATE (61) Additional to author. certificate-wu - (22) Declared 25.02.80 (21) 288,635 $ / 24-07 with the addition of application No. - (23) Priority -

Опубликовано 1509.82, Бюллетень № 34Published 1509.82, Bulletin No. 34

Дата опубликования описания 1509.82 <11,959223 (51)М.Кл.3 Date of publication of the description 1509.82 <11.959223 (51) M.C. 3

Н 02 К 19/10 (53)УДК 621.313.32 (088.8) (72) Автор изобретенияН 02 К 19/10 (53) UDC 621.313.32 (088.8) (72) Author of the invention

А.И.Антоненко г,.A.I. Antonenko,

(71)Заявитель | Ь? л <(71) Applicant | B? l <

институт электродинамики АН УкраинскойМЗ€£иInstitute of Electrodynamics, Ukrainian Academy of Sciences

(54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ЭНЕРГИИ В МЕХАНИЧЕСКУЮ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ(54) METHOD FOR CONVERTING ELECTROMAGNETIC ENERGY TO MECHANICAL AND ELECTRIC ENGINE FOR ITS IMPLEMENTATION

22

Изобретение.относится к электротехнике и преимущественно к электрическим машинам и электроприводам переменного тока.The invention relates to electrical engineering and mainly to electric machines and AC electric drives.

Известен способ преобразования электромагнитной энергии в механическую, при котором управляют напряжением, приложенным к зажимам фаз обмотки статора электродвигателя.There is a method of converting electromagnetic energy into mechanical energy, in which the voltage applied to the terminals of the phases of the stator winding of the electric motor is controlled.

Известен способ в котором изменяют частоту и амплитуду напряжения на зажимах фаз обмотки статора путём модулирования напряжения несущей частоты с последующим выделением огибающей полученного напряжения (1J.There is a method in which the frequency and amplitude of the voltage at the terminals of the phases of the stator winding are changed by modulating the voltage of the carrier frequency with the subsequent allocation of the envelope of the resulting voltage (1J.

Известен способ в котором изменяют частоту и амплитуду напряжения на зажимах фаз обмотки статора путем модулирования напряжения несущей частоты с последующим выпрямлением модулированного напряжения так, что на зажимы фаз обмотки статора электродвигателя подается пульсирующее напряжение с частотой, пропорциональной синхронной частоте вращения двигателя, содержащее постоянную составляющую. Известны машины с внутренним каскадом, которые могут быть применены в электроприводе взамен каскадно го соединения двух электродвигателей £2].There is a method in which the frequency and amplitude of the voltage are changed at the terminals of the phases of the stator winding by modulating the voltage of the carrier frequency, followed by rectification of the modulated voltage so that a pulsating voltage with a frequency proportional to the synchronous frequency of rotation of the motor containing a constant component is applied to the terminals of the phases of the stator winding of the electric motor. There are known machines with an internal cascade that can be used in an electric drive instead of a cascade connection of two electric motors £ 2].

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности протекающих процессов электромеханического преобразования энергии является способ £зД.Closest to the proposed invention in terms of the technical nature of the ongoing processes of electromechanical energy conversion is the method £ zD.

Однако известный способ предполагает связь сети с электродвигателем по двум каналам. При частоте вращения ротора меньшей эквивалентной синхронной частоты вращения, электромагнитная энергия подводится к двигателю по каналу с нерегулируемом напряжением, а часть энергии, пропорциональная величине скольжения, возвращается в сеть по каналу с регулируемым напряжением. Это приводит к увеличению передаваемой через двигатель электроэнергии по- сравнению с вырабатываемой им механической энергией, а следовательно, и к увеличению потерь энергии.However, the known method involves the connection of a network with an electric motor through two channels. When the rotor speed is less than the equivalent synchronous speed, the electromagnetic energy is supplied to the engine through a channel with unregulated voltage, and part of the energy proportional to the slip value is returned to the network through a channel with a controlled voltage. This leads to an increase in the electric energy transmitted through the engine in comparison with the mechanical energy generated by it, and, consequently, to an increase in energy losses.

. Кроме того, наличие двух каналов связи сети с электродвигателем требует выполнения двигателя с двумя независимыми выходами. Это возможно лишь при совмещении функции двух машин с разными числами полюсов. Совмещенная Обмотка при этом не может быть выпол· йена с одинаково большими обмоточными коэффициентами относительно обоих чисел полюсов, что в конечном счете также приводит к увеличению потерь э нергии.. In addition, the presence of two communication channels of the network with the electric motor requires the execution of the motor with two independent outputs. This is possible only by combining the functions of two machines with different numbers of poles. In this case, the Combined Winding cannot be performed with equally large winding coefficients with respect to both numbers of poles, which ultimately also leads to an increase in energy losses.

Целью изобретения являемся уменьше-5 ние потерь энергии при преобразовании· электромагнитной энергии в механическую с регулируемой частотой вращения.The aim of the invention is the reduction of energy losses during the conversion of electromagnetic energy into mechanical energy with an adjustable speed.

Указанная цель достигается тем, что· приложенное к фазам обмотки ста- 10 тора переменное напряжение изменяют по амплитуде от максимума до минимума·' с частотой, пропорциональной частоте вращения ротора, поочередно на каждой фазе обмотки статора в соот- 15 (ветствии с их пространственным положением при изменении напряжения нет сущей частоты от максимума до минимума с часторой пропорциональной частоте вращения ротора, поочередно на каждой фазе обмотки статора в соответствии с их пространственным положением по закону, содержащему основную составляющую вида либо где U^ - мгновенное значение напряжения i-ой фазы,’ 1 - номер фазы;This goal is achieved by the fact that · the alternating voltage applied to the phases of the stator winding varies in amplitude from maximum to minimum · 'with a frequency proportional to the rotor speed, alternately on each phase of the stator winding in accordance with 15 (according to their spatial position when the voltage changes there is no real frequency from maximum to minimum with a frequency proportional to the rotor speed, alternately on each phase of the stator winding in accordance with their spatial position according to the law containing the main leaving either or where U ^ is the instantaneous voltage value of the i-th phase, ' 1 is the phase number;

Uw - амплитудное значение напряжения·,U w - the amplitude value of the voltage

Ш - угловая частота напряжения,1 Ь - время,' Ч* - угловая фаза напряжения; Λ - частота модуляции) *2? . - число фаз двигателя угловая фаза модуляции.W - the angular frequency of the voltage, 1 b - time, 'H * - the angular phase of the voltage; Λ - modulation frequency) * 2? . - the number of phases of the engine angular phase modulation.

Известна машина с внутренним каскадом на различное число полюсов и с совмещенной обмоткой статора, имеющая большие массогабаритные показатели . 45A known machine with an internal cascade for a different number of poles and with a combined stator winding, having large overall dimensions. 45

Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей.The purpose of the invention is the improvement of overall dimensions.

доставленная цель достигается тем, что на роторе двигателя размещены короткозамкнутые контуры по продоль- 50 ной и поперечной осям, причем- короткозамкнутый контур по продольной оси включен на емкостное сопротивление.the goal is achieved by the fact that on the rotor of the motor there are short-circuited circuits along the longitudinal and transverse axes, moreover, the short-circuited circuit along the longitudinal axis is connected to the capacitance.

1 На фиг.1 представлен вариант закономерности изменения напряжения на 55 зажимах фаз обмотки статора двигателя при реализации предлагаемого способа, содержащей составляющую 1 Figure 1 shows a variant of the pattern of voltage change at 55 phase clamps of the stator winding of the motor when implementing the proposed method, containing a component

Uj-Uv^in (Wt+№)sin (Sit- ) кри.ч-0· 60 Uj-uv ^ in (Wt + #) sin (Sit-) critical.- 0 · 60

На фиг.2 - вариант изменения напряжения на зажимах фаз обмотки статора двигателя при реализации предлагаемо-65 го способа, содержащий составляющую ис М й 2cos } Л на фиг.З - расположение пульсирующей волны магнитной индукции в зазоре электродвигателя при реализации предлагаемого способа; на фиг.4 конструкция ротора электродвигателя для реализации предлагаемого способа.Figure 2 is a variation of the voltage across the phase clamps of the stator winding of the motor during the implementation of the proposed 65th method, comprising component I M 2cos } L in Fig. H - the location of the pulsating wave of magnetic induction in the gap of the electric motor when implementing the proposed method; figure 4 the design of the rotor of the electric motor to implement the proposed method.

Прикладываемое к фазам односкоростной трехфаэной обмотки двигателя напряжение уравновешивается, в основном, электродвижущей силой, наведенной магнитным полем, возбуждаемым в зазоре двигателя. Поэтому положение пульсирующего магнитного поля в зазоре двигателя определяется положением 2Q фазы обмотки, к которой приложено наибольшее напряжение. На фиг.1 видно, что в начальное время to напряжение , прикладываемое к второй фазе двигателя, возрастает до максиме мума, причем оно находится в противофазе с напряжением первой и третьей фазы. Напряжение ϋφ^ первой фазы в это время возрастает от нуля, а напряжение Цф5 третьей уменьшается от 0,866 U и, s-itttvt . Поэтому ось пульси30 рующего с частотой ш магнитного поля в зазоре двигателя в начальный момент времени (фиг.З) располагается посредине между осями Ilf и II третьей и второй фаз >и с течением 35 времени перемещается в направлении к оси I I, затем I и т.д., совершая полный оборот (при 2&=2) за период Т» ΖΕ/Ω. .The voltage applied to the phases of the single-speed three-phase winding of the motor is balanced, mainly, by the electromotive force induced by the magnetic field excited in the gap of the motor. Therefore, the position of the pulsating magnetic field in the gap of the motor is determined by the position 2Q of the phase of the winding to which the highest voltage is applied. Figure 1 shows that at the initial time t o the voltage applied to the second phase of the engine increases to the maximum of the maximum, and it is in antiphase with the voltage of the first and third phases. The voltage ϋφ ^ of the first phase at this time increases from zero, and the voltage of Φ5 of the third decreases from 0.866 U and, s-itttvt. Therefore, the axis of a magnetic field pulsating with a frequency w in the engine gap at the initial moment of time (Fig. 3) is located in the middle between the axes Ilf and II of the third and second phases> and with the passage of time 35 moves towards axis II, then I, etc. d., making a complete revolution (at 2 & = 2) for the period T »ΖΕ / Ω. .

Аналогичные процессы протекают 4Q при реализации закона изменения приложенных к фазам обмотки напряжений, содержащих составляющуюSimilar processes occur 4Q in the implementation of the law of change applied to the phases of the winding voltage containing component

В этом случае составляющие напряжений > υφα_’υΦ3 несущей частоты отличают-, ся по фазе на 12(/5 . В момент. времени ; (фиг.2) напряжение ϋφ^ и Цф£0|Ь7 ,In this case, the voltage components> υ φα_ ' υ Φ3 of the carrier frequency differ in phase by 12 (/ 5. At the instant of time ; (Fig. 2) the voltage )φ ^ and ϋφ £ 0 | b7,

Ось (фиг.З) пульсирующего с частог той (m-OpSl) магнитного поля в зазоре двигателя в этот момент располагается посредине между осями I I I и I I третьей и второй фазы. С течением времени напряжение первой и третьей фаз уменьшает ся~г1О амплитуде, а напряжение второй фазы увеличивается, и ось пульсирующего магнитного поля поворачивается в направлении к оси I I, затем к оси I и т.д., совершая полный оборот за два периода 2.Т - 2 (2)1/51).The axis (Fig. H) of the magnetic field pulsating with a frequency (m-OpSl) in the engine gap at this moment is located in the middle between the axes I I I and I I of the third and second phases. Over time, the voltage of the first and third phases decreases ~ r1O amplitude, and the voltage of the second phase increases, and the axis of the pulsating magnetic field rotates in the direction of axis II, then to axis I, etc., making a complete revolution in two periods 2. T - 2 (2) 1/51).

Таким образом, при изменении переменного напряжения от максимума до минимума поочередно н$ фазах обмотки статора электродвигателя, в воздушном зазоре, также как и в машине с внутренним каскадом, возбуждается пульсирующее магнитное поле, вращающееся с частотой, пропорциональной частоте изменения напряжения на зажимах обмотки. Если в этом магнитном поле размещен ротор, обладающий противоположными характеристиками по отношению к переменному магнитному полю по продольной и поперечной оси, вращающийся синхронно с указанным пе-т ременным магнитным полем, то любое отклонение оси ротора от оси пульсирующего магнитного поля приводит к возникновению момента, а следовательно, к электромеханическому преобразованию энергии.Thus, when the alternating voltage changes from maximum to minimum alternately at the $ phases of the stator winding of the electric motor, a pulsating magnetic field is excited in the air gap, as well as in a machine with an internal cascade, rotating with a frequency proportional to the frequency of the voltage change at the terminals of the winding. If a rotor is placed in this magnetic field that has opposite characteristics with respect to the alternating magnetic field along the longitudinal and transverse axes, rotating synchronously with the indicated alternating magnetic field, then any deviation of the rotor axis from the axis of the pulsating magnetic field leads to a moment, and therefore, to electromechanical energy conversion.

Для обеспечения требуемых свойств ротора по отношению к переменному магнитному полю, он выполнен шихтованным, например, с явно выраженными полюсами. По поперечной оси (фиг.4) ротор снабжен электрическими контурами 1, демпфирующими переменный магнитный поток. Функцию таких контуров могут выполнять пластины шихтованного магнитопровода при шихтовке вдоль оси ротора. По продольной оси ротор снабжен электрическими контурами 2, включенными на емкостное сопротивление 3, которые усиливают переменный (магнитный поток.To ensure the required properties of the rotor with respect to an alternating magnetic field, it is made laden, for example, with distinct poles. On the transverse axis (figure 4), the rotor is equipped with electrical circuits 1 damping an alternating magnetic flux. The function of such circuits can be performed by the plates of a charged magnetic circuit during charge along the axis of the rotor. The rotor is equipped with electric circuits 2 along the longitudinal axis, connected to the capacitance 3, which amplify the variable (magnetic flux.

Предлагаемый способ преобразования электромагнитной энергии в механическую может найти применение при разработке регулируемых электроприводов переменного тока, с параметрическим управлением с помощью тиристорных устройств или магнитных усилителей, а также автономных систем с электромеханическим преобразованием энергии. При регулировании скорости с постоянным моментом сопротивления на валу двигателя потери в сети и обмотке статора электродвигателя уменьшаются по сравнению с питанием машины с внутренним”каскадом в зависимости от частоты вращения. Уменьшение потерь в сети и обмотках двигателя обусловлено отсутствием циркуляции электромагнитной энергии, наблюдающейся в машине с внутренним каскадом и высоким значением обмоточного коэффициента односкоростной обмотки. В пределе, при неподвижном роторе, потери в участке сети между регулятором и двигателем могут быть уменьшены вдвое.The proposed method for converting electromagnetic energy into mechanical energy can find application in the development of controlled AC electric drives with parametric control using thyristor devices or magnetic amplifiers, as well as autonomous systems with electromechanical energy conversion. When adjusting the speed with a constant moment of resistance on the motor shaft, the losses in the network and the stator winding of the electric motor are reduced compared to powering a machine with an internal ”cascade depending on the speed. The reduction of losses in the network and the motor windings is due to the lack of electromagnetic energy circulation observed in a machine with an internal cascade and a high value of the winding coefficient of a single-speed winding. In the limit, with the rotor stationary, losses in the network section between the regulator and the motor can be halved.

Claims (3)

Изобретение.относитс  к злектротехнике и преимущественно к электри-;ческим машинам и электроприводам переменного тока. Известен способ преобразовани  электромагнитной энергии в механическую , при котором управл ют напр жением , приложенн{1М к зажимам фаз обмотки статора электродвигател . Известен способ в которс измен ют частоту и амплитуду напр жени  на зажюлах фаз обмотки статора путём модулировани  напр жени  несущей час тоты с последующим выделением огибающей полученного напр жени  flj. Известен способ в котором измен ют частоту и амплитуду напр жени  на зажимах фаз обмотки статора путем модулировани  напр жени  несущей час тоты с последующим выпр млением модулированного напр жени  так, что на згикимы фаз обмотки статора электродвигател  полаетс  пульсирующее напр жение с частотой, пропорциональной синхронной частоте вращени  Двигател , содержащее посто нную состав л ющую. Известны машины с внутренним касксщом, которые могут быть примене ны в электроприводе взаимен каскгщиого соединени  двух электродвигателей 2. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности протекающих процессов электромеханического преобразовани  энергии  вл етс  способ ЕзД. Однако известный способ предполагает св зь сети с электродвигател;ем по двум каналам. При частоте вращени  ротора меньшей эквивалентной синхронной частоты вращени , электромагнитна  энерги  подводитс  к двигателю по каналу с нерегулируемым напр жением/ а часть энергии, пропорциональна  величине скольжени , возвращаетс  в сеть по каналу с регулируемым напр жением. Это приводит к увеличению передаваемой через двигатель электроэнергии па сравнению с вырабатываемой им механической энергией, а следовательно, и к увеличению потерь энергии. , Кроме того, наличие двух каналов св зи сети с электродвигателем требует выполнени  двигател  с двум  независимыми выходами. Это возможно лишь при совмещении функц-ии двух машин с разными числами полюсов. Совмещенна  ббмотка при этом не может быть вьтолйена с одинаково большими обмоточными коэффициентами относительно обоих чисел полюсов, что в конечном счете также приводит к увеличению потерь энергии. Целью изобретени   вл ед-с  уменьш ние потерь энергии при преобразовани электромагнитной энергии в механичес кую с регулируемой частотой вращени  Указанна  цель достигаетс  тем, что-приложенное к фазам обмотки статора переменное напр жение измен ют по амплитуде от максимума до минимума с частотой, пропорциональной частоте вращени  ротора, поочередно на каждой фазе обмотки статора в соот|ветствии с их пространственным положением при изменении напр жени  не-г сущей частоты от максимума до минимума с часторой пропорциональной частоте вращени  ротора, поочередно на каждой фазе обмотки статора в соответствии с их пространственным положением по закону, содержащему основную составл ющую вида и - (u/-t+if}5in (at-t-f -); (t2cos si-t- i - мгновенное значение напр жени  i-ой фазы, - номер фазы} и - амплитудное значение напр  жени -, -углова  частота напр жени  -врем , -углова  фаза напр жени ; -частота модул цииj w . - число фаз двигател  углова  фаза модул ции. Известна машина с внутренним каскадом 3} на различное число полюсо и с совмещенной обмоткой статора, имеюща  большие массогабаритные пока затели. Цель изобретени  - улучшение мас согабаритНЕЛх показателей. Доставленна  цель достигаетс  тем что на роторе двигател  размещены короткозамкнутые контуры по продольной и поперечной ос м, причем- корот козамкнутый контур по продольной ос включен на емкостное сопротивление. На фиг.1 представлен вариант зако HoJ iepHocTH изменени  напр жени  на зажимах фаз обмотки статора двигател при реализации предлагаемого способа содержащей составл ющую U. {u;t4v,)si« (sit- 2ffidl) . Ma фиг.2 - вариант изменени  напр ж ни  на зажимах фаз обмотки статора двигател  при реализации предлагаем содержащий составл юго способа, щую U U - 2:cos Slt .S,, на фиг.З - расположение пульсирующей волны магнитной индукции в зазоре электродвигател  при реализации предлагаемого способа , на фиг.4 конструкци  ротора электродвигател  дл  реализации предлагаемого способа. Прикладываемое к фазам односкоростной трехфазной обмотки двигател  напр жение уравновешиваетс , в основном , электродвижущей силой, наведенной магнитным полем, возбуждаемым в зазоре двигател . Поэтому положение пульсирующего магни1;ного пол  в зазоре двигател  определ етс  положением фазы обмотки, к которой приложено наибольшее напр жение. На фиг.1 видно , что в начальное врем  -Ь найр жение иф4 , прикладываемое к второй фазе двигател , возрастает до максимума , причем оно находитс  в противофазе с напр жением первой и третьей фазы. Напр жение U0 первой фазы в это врем  возрастает от нул , а напр жение иф5 третьей уменьшаетс  от О, 866 и уи t . Поэтому ось пульсирующего с частотой ш магнитного пол  в зазоре двигател  в начальный момент времени Q (фиг.З) располагаетс  посредине между ос ми IIf и II третьей и второй фаз )И с течением времени перемещаетс  в направлении к оси (I, затем I и т.д., соверша  полный оборот (при ) за период Т 23t/fii . Аналогичные процессы протекают при реализации закона изменени  приложенных к фазам.обмотки напр жений, содержащих составл ющую и.--u | +гcos at - 4)3j siK,u;t - 1 в этом случае составл ющие напр жений Иф ,Иф,1.,иф, несущей частоты отличают-, с  по фазе на 120. В момент, времени top (фиг. 2) напр жение i. U O|b7U si u;t-3Mtl)j а U -Qi3Uy sin uH;-2S| Ось (фиг.З) пульсирующего с частог той () магнитного пол  в зазоре двигател  в этот момент располагаетс  посредине между ос ми I I I и I I третьей и второй фазы. С течением времени напр жение первой и третьей фаз уменьшаетс Ъо алтлитуде,,а напр жение второй фазы увеличиваетс , и ось пульсирующего магнитного поли поворачиваетс  в направлении к оси II, затем к оси I и т.д., соверша  полный оборот за два периода 2.Т - 2 (.ТГ/Й}. Таким образом, при изменении переменного напр жени  от максимума до минимума поочередно н фазах обмотки статора электродвигател , в воздушном зазоре, также как и в машине с внутренним каскадом, возбуиодаетс  пульсирующее магнитное поле, вращающеес  с частотой, пропорциональной частоте изменени  напр жени  на зажи мах о бмотки. Если в этом магнитном поле размещен ротор, обладающий противоположными характеристиками по от ношению к переменному магнитному полю по продольной и поперечной оси, вращающийс  синхронно с указанным пе ременным магнитным полем, то любое отклонение оси ротора от оси пульсирующего магнитного пол  приводит к возникновению момента, а следователь но, к электромеханическому преобразованию энергии. Дл  обеспечени  требуемых свойств ротора по отношению к переменному магнитному полю, он выполнен шихтованным , например, с  вно вьфаженными полюсами. По поперечной оси (фиг.4) ротор снабжен электрическими контура ми 1, демпфирующигли переменный магнитный поток. Функцию таких контуров могут выполн ть пластины шихтованного магнитопровода при шихтовке вдоль оси ротора. По продольной оси ротор снабжен электрическими контурами 2, включенными на емкостное сопротивле ние 3, которые усиливают переменный (магнитный поток. Предлагаемый способ преобразовани электромагнитной энергии в механичес , кую может найти применение при разра ботке регулируемых электроприводов переменного тока, с параметрическим управлением с помощью тиристорных устройств или магнитных усилителей., а также автономных систем с электромеханическим преобразованием энергии При регулировании скорости с посто н ным моментом сопротивлени  на валу двигател  потери в сети и обмотке статора электродвигател  уменьшаютс  по сравнению с питанием машины с внутренним каскадом в зависимости от частоты вращени . Уменьшение потерь в сети и обмотках двигател  обусловлено отсутствием циркул ции электромагнитной энергии, наблюдак дейс  в машине с внутренним каскадом и высо ким значением, обмоточного коэффициен та односкоростной обмотки. В пределе при неподвижном роторе, потери в участке сети между регул тором и дви гателем могут быть уменьшены вдвое. Формула изобретени  1. Способ преобразовани , электромагнитной энергии в механическую путем взаимодействи  пульсирующего в направлении перемещающейс  вдоль расточки прюдольной оси магнитного пол , создаваемого напр жением несущей частоты, подводимым к многофазной обмотке статора, с ротором, имеющигл неодинаковые сопротивлени  по продольной и поперечной ос м дл  переменного магнитного пол , отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  потерь электроэнергии, приложенное к фазам обмотки статора переменное напр жение измен ют по амплитуде от максимума до минимума с частотой, пропорциональной частоте вращени  ротора, поочередно на каждой фазе обмотки статора в соответствии с их пространственным положением. 2.Способ по П.1, отличающийс  тем, что напр жение несущей частоты измен ют по закону, содержащему основную составл ющую вида Ц ,) 5in(Ql.) 3.Способ по П.1, о т,л и ч а ю щ и и с   тем, что напр жение носу- щей частоты измен ют по закону, содержащему основную составл ющую лида U,U ticos av«i si.u;t: , где ( - мгнойенное значение напр жени  1-ой фазы/ номер фазы; амплитудное значение напр жени ; углова  частота напр жени ; врем  , углова  фаза напр жени ; Л - частота модул ции-;у .- углова  фаза модул ции} VW- число фаз двигател . 4. Электрический двигатель дл  реализации способа по пп.1-3, содержащий статор с магнитопроводом и многофазной обмоткой и шихтованный ротор с  вно выраженными полюсами, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  массогабаритных показателей двигател , на роторе двигател  размещены короткозамкнутые кон|туры по поперечной и продольной ос м, причем короткозамкнутнй контур по продольной оси включен на емкостное сопротивление. Ниточники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 240092 кл. Н 02 Р 05/42, 1969. The invention relates to electrical engineering and mainly to electric machines and alternating current electric drives. There is a known method of converting electromagnetic energy into mechanical energy, at which the voltage applied {1M to the terminals of the stator windings of the electric motor is controlled. The known method in which the frequency and amplitude of the voltage across the terminals of the stator winding phases are varied by modulating the voltage of the carrier frequency with the subsequent selection of the envelope of the resulting voltage flj. There is a known method in which the frequency and amplitude of the voltage at the terminals of the stator winding phases are varied by modulating the voltage of the carrier frequency and then rectifying the modulated voltage so that the pulsating voltage of the electric motor stator oscillates at a frequency proportional to the synchronous frequency of rotation. Engine containing constant component. Machines with internal gearing are known that can be used in an electric drive as a mutual connection of two electric motors 2. The closest to the present invention in terms of the technical nature of the electromechanical energy conversion processes that are in progress is EzD. However, the known method assumes that the network is connected to an electric motor; it uses two channels. When the rotor speed is less than the equivalent synchronous frequency of rotation, the electromagnetic energy is supplied to the engine through an unregulated voltage channel (and part of the energy, proportional to the amount of slip, returns to the network via an adjustable voltage channel). This leads to an increase in the electric power transmitted through the engine compared to the mechanical energy produced by it, and consequently, to an increase in energy loss. In addition, the presence of two communication channels of a network with an electric motor requires an engine with two independent outputs. This is only possible when combining the functions of two machines with different numbers of poles. In this case, the combined winding cannot be merged with equally large winding factors relative to both numbers of poles, which ultimately also leads to an increase in energy loss. The aim of the invention is to reduce the energy losses during the conversion of electromagnetic energy into mechanical energy with adjustable rotational speed. This goal is achieved by varying the alternating voltage applied to the phases of the stator winding in amplitude from maximum to minimum with a frequency proportional to the rotational frequency. rotor, alternately at each phase of the stator winding in accordance with their spatial position when the voltage of a non-gigate frequency changes from maximum to minimum with a frequency often proportional to those rotor rotations, alternately on each phase of the stator winding in accordance with their spatial position according to the law containing the main component of the form and - (u / -t + if} 5in (at-tf -); (t2cos si-t- i - the instantaneous value of the voltage of the i-th phase is the phase number} and is the amplitude value of the voltage -, - angular voltage frequency - time, - angular voltage phase; - modulation frequency j w - number of phases of the motor angular phase modulation. A machine with an internal cascade 3} is known for a different number of poles and with a combined stator winding having large weight and size dimensions. indicators. The purpose of the invention is to improve the mass indicators. The delivered target is achieved by the fact that short-circuited circuits along the longitudinal and transverse axes are placed on the rotor of the engine, with the short-circuited loop along the longitudinal axis being connected to capacitive resistance. Figure 1 shows a variant of the HoJ iepHocTH variation of voltage at the terminals of the stator windings of the motor when implementing the proposed method containing component U. {u; t4v,) si &apos; (sit-2ffidl). Ma 2 - a variant of changing the voltage at the terminals of the stator winding of the motor during the implementation offers a method comprising UU - 2: cos Slt .S ,,, fig. 3 shows the location of the pulsating wave of magnetic induction in the gap of the electric motor when implementing 4, the design of the rotor of the electric motor for the implementation of the proposed method. Applied to the phases of a single-speed three-phase motor winding, the voltage is balanced by mainly the electromotive force induced by the magnetic field excited in the motor gap. Therefore, the position of the pulsating magnesium field in the motor gap is determined by the position of the phase of the winding to which the highest voltage is applied. In Fig. 1, it can be seen that at the initial time -f, the detection of if4, applied to the second phase of the engine, increases to a maximum, and it is out of phase with the voltage of the first and third phases. The voltage U0 of the first phase at this time increases from zero, and the voltage if5 of the third decreases from O, 866 and ui t. Therefore, the axis of the magnetic field pulsating with frequency w in the motor gap at the initial moment of time Q (Fig. 3) is located midway between axes IIf and II of the third and second phases) And with time it moves in the direction of the axis (I, then I and t .., making a complete revolution (at) for the period T 23t / fii. Similar processes occur when the law of variation of the voltage applied to the phases, containing the component and .-- u | + + cos at - 4) 3j siK, is applied u; t - 1 in this case, the components of the stresses If, If, 1., if, the carrier frequency is different, phase by 120. At the moment at the top (fig. 2), voltage i. U O | b7U si u; t-3Mtl) j and U -Qi3Uy sin uH; -2S | The axis (Fig. 3) of a pulsating with a frequency () magnetic field in the engine gap at this moment is located in the middle between the axes I I I and I I of the third and second phases. Over time, the voltage of the first and third phases decreases on the altitude, and the voltage of the second phase increases, and the axis of the pulsating magnetic poly rotates in the direction of axis II, then towards axis I, etc., making a full revolution in two periods 2 .Т - 2 (.ТГ / Й}. Thus, when the alternating voltage changes from maximum to minimum alternately on the stator winding phases of the electric motor, a pulsating magnetic field is rotated in the air gap, as well as in an internal cascade machine frequency proportional to cha voltage variation on the clips of the winding. If a rotor is placed in this magnetic field, having opposite characteristics to the alternating magnetic field along the longitudinal and transverse axis, rotating synchronously with the specified alternating magnetic field, then any deviation of the rotor axis from the axis a pulsating magnetic field gives rise to a moment, and consequently, to electromechanical energy conversion. To ensure the required properties of the rotor with respect to an alternating magnetic field, it performs n a laminated, e.g., with clearly vfazhennymi poles. Along the transverse axis (Fig. 4), the rotor is equipped with electric circuits 1, damping a variable magnetic flux. The function of such circuits can be performed by the laminated magnetic plate during the charging along the rotor axis. The longitudinal axis of the rotor is equipped with electric circuits 2 connected to capacitive resistance 3, which amplify alternating (magnetic flux. The proposed method of converting electromagnetic energy into mechanical energy can be used in the development of adjustable AC electric drives, with parametric control using thyristor devices or magnetic amplifiers., as well as autonomous systems with electromechanical energy conversion. When controlling the speed with a constant moment of resistance on the motor shaft, the losses in the network and the stator winding of the electric motor are reduced compared to the power supply of a machine with an internal cascade depending on the rotation frequency. The losses in the network and the motor windings are reduced due to the absence of electromagnetic energy circulation, observed in a machine with an internal cascade and high value , winding coefficient, single-speed winding In the limit with a stationary rotor, the losses in the network section between the controller and the motor can be halved. Claim 1. A method of converting electromagnetic energy into mechanical energy by the interaction of a magnetic field field pulsed in a direction moving along the bore of the rectangular axis created by the voltage of the carrier frequency supplied to the multiphase stator winding with a rotor, having different resistances along the longitudinal and transverse axes for alternating a magnetic field, characterized in that, in order to reduce electric power losses, an alternating voltage applied to the phases of the stator winding ud from high to low with a frequency proportional to the frequency of rotation of the rotor, alternately in each stator phase winding in accordance with their spatial location. 2. Method according to Claim 1, characterized in that the voltage of the carrier frequency is changed according to the law containing the main component of the type C) 5in (Ql.) 3. Method according to Claim 1, d, l and h y and with the fact that the voltage of the carrier frequency is changed according to the law that contains the main component of the lead U, U ticos av "i si.u; t:, where (is the instantaneous value of the voltage of the 1st phase / number phase; amplitude value of voltage; angular frequency of voltage; time; angular phase of voltage; L — modulation frequency; y. — angular modulation phase} VW — number of motor phases 4. Electric motor for implementation The method according to claims 1-3, comprising a stator with a magnetic core and a multiphase winding and a laminated rotor with clearly expressed poles, characterized in that, in order to improve the engine weight and dimensions, short-circuited circuits along the transverse and longitudinal axis are placed on the motor rotor the short-circuited contour along the longitudinal axis is connected to capacitance. Information thread readers taken into account in the examination 1. USSR author's certificate No. 240092 Cl. H 02 R 05/42, 1969. 2.Адаменко А.И., Антоненко А.И. Перспектива применени  машин с внутренним каскадом. Проблемы технической электродинамики, вып.46, Наукова думка , Киев, 1974. 2. Adamenko A.I., Antonenko A.I. The prospect of using machines with an internal cascade. Problems of technical electrodynamics, v.46, Naukova Dumka, Kiev, 1974. 3.Авторское свидетельство СССР № 235184, кл. Н 02 Р 7/78, 1967,3. USSR author's certificate number 235184, cl. H 02 R 7/78, 1967,
SU802886359A 1980-02-25 1980-02-25 Method of converting electromagnetic energy into mechanical one and electric motor for performing same SU959223A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802886359A SU959223A1 (en) 1980-02-25 1980-02-25 Method of converting electromagnetic energy into mechanical one and electric motor for performing same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802886359A SU959223A1 (en) 1980-02-25 1980-02-25 Method of converting electromagnetic energy into mechanical one and electric motor for performing same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU959223A1 true SU959223A1 (en) 1982-09-15

Family

ID=20879378

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU802886359A SU959223A1 (en) 1980-02-25 1980-02-25 Method of converting electromagnetic energy into mechanical one and electric motor for performing same

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU959223A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3832625A (en) Electrical power generating arrangement and method utilizing an induction generator
US6011377A (en) Switched reluctance starter/generator system and method of controlling same
US4039909A (en) Variable speed electronic motor and the like
US6693407B2 (en) Controller and associated system and method for pulse-width-modulation switching noise reduction by voltage control
EP0183687B1 (en) Electric rotating apparatus
US3611082A (en) Variable speed electric motor system having stator and rotor windings energized in opposite phase sequence with alternating current corresponding in angular velocity to one-half the angular velocity of the rotor
US3900779A (en) Starting and regulator device for asynchronous motors with a wound rotor
US3210644A (en) Dynamo electric machine
SU959223A1 (en) Method of converting electromagnetic energy into mechanical one and electric motor for performing same
US3551766A (en) Regulatable and controllable inverter or frequency changer arrangement for feeding ac motors
AU2020382764B2 (en) AC machine controlled via amplitude modulation
US3448363A (en) Speed control system for a dynamoelectric machine
EP0301036B1 (en) Control system for a variable-reluctance motor, and method
SU1415400A1 (en) Method of controlling two-phase induction motor in oscillatory mode
US3199010A (en) Variable speed digital converter motor
US2927263A (en) Compounded internal pole synchronous generator
EP0121584B1 (en) A rotating electric machine for use as generator
RU1780139C (en) Electric drive
US1578971A (en) Speed-control system
SU1305821A1 (en) Method of controlling brushless synchronous machine
SU1356134A1 (en) Independent electric plant with thyristor motor
SU488299A1 (en) Electromechanical cascade
RU1809509C (en) System which provides voltage of stable frequency
SU1508318A2 (en) Thyratron electric motor
SU311362A1 (en) NON-CONTACT ELECTRIC MACHINE UNIT