UA61339A

UA61339A - Commutatorless direct-current electric machine

Info

Publication number: UA61339A
Application number: UA2003010018A
Authority: UA
Inventors: Mykola Vasyliovych Bilan; Volodymyr Oleksand Kaznacheiev; Borys Ivanovych Panachevnyi; Galyna Oleksandrivna Stepanova; Oleksandr Ivanovych Yakovliev
Original assignee: Kharkiv Aviation Institute
Priority date: 2003-01-02
Filing date: 2003-01-02
Publication date: 2003-11-17

Abstract

The proposed commutatorless direct-current electric machine contains a stator with poles and a rotor. The magnetic core of the stator contains nonmagnetic inserts, which are arranged at corner parts of the magnetic core, and longitudinal magnetic plates that form the stator poles. Additionally, at the shaft of the machine, an additional rotor is installed. Both the rotors have rod short-circuit windings. The winding rods are connected with three contact rings so that the currents in the winding rods of the main rotor are opposite in direction to the currents in the winding rods of the additional rotor.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до електричних машин постійного струму і може знайти застосування в якості приводних 2 двигунів і в якості генераторів постійного струму.The invention relates to direct current electric machines and can be used as drive motors and as direct current generators.

Найбільш близьким технічним рішенням є безконтактні електричні генератори, що проте виробляють електричну енергію змінного струму. Прототипом може бути синхронний безконтактний генератор (патентThe closest technical solution is non-contact electric generators, which, however, produce alternating current electrical energy. The prototype can be a synchronous non-contact generator (patent

України 19478 А НО2К 21/00. опубл. 25.12.97, Бюл. Мо 6). Машина має статор з котушками збудження і ротор у вигляді диска з феромагнітного матеріалу. Диск ротора має вікна, завдяки котрим при обертанні ротора є змога 70 створити пульсуючий магнітний потік і отримати змінну магніторушійну силу.of Ukraine 19478 А HO2K 21/00. published 25.12.97, Bull. Mo 6). The machine has a stator with excitation coils and a rotor in the form of a disk of ferromagnetic material. The rotor disk has windows, thanks to which, when the rotor rotates, it is possible to create a pulsating magnetic flux and obtain a variable magnetomotive force.

Недоліком цієї машини є те., що вона індукує не постійну, а змінну електрорушійну силу. Крім того, машина може працювати тільки в режимі генератора.The disadvantage of this machine is that it induces not constant, but variable electromotive force. In addition, the machine can only work in generator mode.

В основу винаходу поставлена задача конструювання машини постійного струму, котре не має колектора і може працювати як в режимі двигуна, так і в режимі генератора. Поставлена задача вирішується тим, що 72 запропонована машина містить статор з полюсами і ротор, згідно винаходу, а станина статора має немагнітні вставки, вварені по кутах і магнітні пластини, на котрих розташовані по два полюси вздовж станини і два ротори на одному валу з феромагнітного матеріалу, що мають дві стержневі обмотки типу "біляче колесо", стержні котрих з'єднані з трьома контактними кільцями, скомутованими у такий спосіб, що забезпечується зустрічний напрямок струму в стержнях двох обмоток ротора.The basis of the invention is the task of designing a direct current machine, which does not have a collector and can work both in engine mode and in generator mode. The problem is solved by the fact that the 72 proposed machine contains a stator with poles and a rotor, according to the invention, and the stator bed has non-magnetic inserts welded at the corners and magnetic plates, on which two poles are located along the bed and two rotors on one shaft made of ferromagnetic material , having two rod windings of the "white wheel" type, the rods of which are connected to three contact rings commutated in such a way that the opposite direction of the current in the rods of the two rotor windings is ensured.

Це дає змогу сконструювати машину, що не мас колектора, а постійна напруга на рухомі частини передається за допомогою контактних кілець і щіток.This makes it possible to design a machine that is not the mass of the collector, but the constant voltage on the moving parts is transmitted with the help of contact rings and brushes.

На фіг1 наведено поперечний переріз машини з боку лівого і правого роторів, а на фіг.2 наведено повздовжній переріз машини.Figure 1 shows a cross-section of the machine from the left and right rotors, and Figure 2 shows a longitudinal section of the machine.

Показано, що за допомогою котушок збудження і створюється необхідне чергування полюсів. Статор мас 22 немагнітні вставки 2 і магнітні пластини 3. «It is shown that the necessary alternation of poles is created with the help of excitation coils. Stator masses 22 non-magnetic inserts 2 and magnetic plates 3.

На повздовжньому перерізі видно, що два ротори 4 мають обмотки 5 у вигляді "біляче колесо". Стержні обмоток електричне замкнені з двох боків і з'єднані з трьома контактними кільцями 6. Магнітні потоки 7 замикаються Через магнітні пластини 3; осердя роторів 8 і феромагнітний вал 9.In the longitudinal section, it can be seen that the two rotors 4 have windings 5 in the form of a "white wheel". Core windings are electrically closed on two sides and connected to three contact rings 6. Magnetic fluxes 7 are closed through magnetic plates 3; rotor cores 8 and ferromagnetic shaft 9.

Безколекторна машина постійного струму працює у такий спосіб. В режимі двигуна на обмотку збудження 1 о подається постійна напруга щоб забезпечити наведене чергування полюсів. Створюється магнітний потік 7, що со спрямований в одному роторі зсередини назовні, а в іншому ззовні в середину машини. На контактні кільця подається постійна напруга і в стержнях обох обмоток виникають зустрічні струму. Це призводить до виникання о електромагнітного моменту у двох роторів в один і той же бік. Регулювати швидкість обертання вала можна - де двома способами - струмом ротора і струмом збудження.A DC collectorless machine works like this. In the motor mode, a constant voltage is supplied to the excitation winding 1 o to ensure the indicated alternation of poles. A magnetic flux 7 is created, which is directed in one rotor from the inside to the outside, and in the other from the outside to the middle of the machine. A constant voltage is applied to the contact rings and opposite currents occur in the cores of both windings. This leads to the emergence of an electromagnetic moment in two rotors in the same direction. The speed of rotation of the shaft can be regulated in two ways - by the rotor current and the excitation current.

Зо Якщо машина працює генератором, то також на обмотки збудження подається постійна напруга. Вал о обертається зовнішньою силою, в стержнях обмоток індукується постійна електрорушійна сила. Величину електрорушійної сили можна регулювати як струмом збудження, так і швидкістю обертання вала.If the machine works as a generator, then constant voltage is also applied to the excitation windings. The shaft o is rotated by an external force, a constant electromotive force is induced in the winding rods. The magnitude of the electromotive force can be adjusted both by the excitation current and by the speed of rotation of the shaft.

Таким чином машина без колектора може працювати двигуном і генератором. « - сIn this way, a car without a collector can work with an engine and a generator. " - with

Claims

The formula of the invention;" " A collectorless direct current machine containing a stator with poles and a rotor, which differs in that the stator bed has non-magnetic inserts welded at the corners and magnetic plates with two poles located on them along the machine, and on a common shaft made of ferromagnetic of material, another one is mounted

Me. rotor and both rotors have two rod windings of the "white wheel" type, the rods of which are connected to three - contact rings, commutated in such a way that the opposing direction of the current in the rods of the two rotor windings is ensured. (95) o 50 3e) P 60 b5