WO2011049543A1 - Electric motor with a dc travelling magnetic field (variants) - Google Patents

Electric motor with a dc travelling magnetic field (variants) Download PDF

Info

Publication number
WO2011049543A1
WO2011049543A1 PCT/UA2010/000079 UA2010000079W WO2011049543A1 WO 2011049543 A1 WO2011049543 A1 WO 2011049543A1 UA 2010000079 W UA2010000079 W UA 2010000079W WO 2011049543 A1 WO2011049543 A1 WO 2011049543A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
winding
stator
magnetic field
motor
rotor
Prior art date
Application number
PCT/UA2010/000079
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Дмитриевич ЧЕРНОГОРОВ
Виктор Григорьевич СКОМОРОХ
Олег Михайлович ТРИШИН
Original Assignee
Chernogorov Anatoliy Dmitrievich
Skomorokh Viktor Grigor Evich
Trishin Oleg Mikhajlovich
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 Chernogorov Anatoliy Dmitrievich, Skomorokh Viktor Grigor Evich, Trishin Oleg Mikhajlovich filed Critical Chernogorov Anatoliy Dmitrievich
Publication of WO2011049543A1 publication Critical patent/WO2011049543A1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/28Layout of windings or of connections between windings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33Drive circuits, e.g. power electronics
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K17/00Asynchronous induction motors; Asynchronous induction generators
    • H02K17/02Asynchronous induction motors
    • H02K17/16Asynchronous induction motors having rotors with internally short-circuited windings, e.g. cage rotors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P1/00Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/16Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/26Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual polyphase induction motor
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P1/00Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/16Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/46Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual synchronous motor

Definitions

  • Electric motor with a running magnetic field of a direct current (options)
  • the invention relates to electric machines - DC motors and converters of direct current into three-phase alternating current. All variants of the invention will find wide application in all areas of industry and transport, where electric motors of direct and alternating current are used, since they have higher efficiency, are easier to manufacture and operate. They will firmly occupy a niche between classic DC motors (having collectors and complex anchor windings) and powerful three-phase AC motors (synchronous and asynchronous, since they have the ability to control revolutions over a very wide range). Moreover, the proposed motors, due to a number of advantages, will significantly displace both classic DC motors and powerful three-phase AC motors.
  • All these electric motors are reversible, that is, the electric motor can be a generator if its armature is rotated from an external motor.
  • These electric motors in their device have beds with poles, on which are field windings and drum anchors with rather complex windings, the ends of the sections of which are displayed on the lamellas of the collectors.
  • a brush apparatus To supply current to the anchor through the collector in the engine there is a brush apparatus.
  • the armature begins to rotate in the magnetic field of the excitation poles.
  • the direction of rotation of the armature with current in the magnetic field of excitation is due to the rule of the left hand.
  • rotors for synchronous motors the poles excited by direct current are located on the rotor, and for asynchronous motors with a phase rotor on the rotor, a three-phase winding is made like a three-phase winding on a stator.
  • rotors are made in three main modifications: with a single squirrel cage, deep-gap, with a double squirrel cage. These types of induction motors differ in starting properties. But for synchronous motors and asynchronous motors, the problem of speed control remains, and commissioning remains difficult (especially for high power motors).
  • a synchronous motor does not develop a starting torque.
  • the synchronous motor cannot start on its own. For this reason, to start the synchronous motor, you have to turn to other principles for obtaining torque.
  • Such auxiliary torque should accelerate the rotor to synchronous speed, after which it is possible to synchronize the motor with the network according to the general rules for switching on parallel operation. As a rule, this is an asynchronous start, in which the synchronous motor is launched as an asynchronous one.
  • copper rods laid in the shoes of the rotor poles and connected at the ends by copper rings serve as the starting winding, forming a squirrel wheel worn on the rotor of the synchronous machine in addition to the field winding, which closes to resistance during the start-up.
  • the stator at start-up is switched on through a step-down transformer or an autotransformer. An energized motor runs without load asynchronous to a speed that is 2-4% less than the synchronous one. Then, by switching, the rotor winding is switched on to the exciter, and, due to the synchronizing moment arising from this, the rotor reaches synchronous speed.
  • traveling magnetic fields of direct current in contrast to traveling magnetic fields of three-phase alternating current is their ability and ability to rotate at any number of revolutions for any number of pole pairs.
  • P is the number of pole pairs.
  • Three-phase synchronous and asynchronous motors are analogues of the proposed electric motors with a running magnetic field of direct current, since the latter have a number of advantages that neither synchronous nor asynchronous motors of three-phase alternating current have both in terms of commissioning, and in terms of speed control, and in terms of power consumption during operation, and in terms of ease of windings.
  • the closest analogue is the “Chernogorov Electric Motor” with all the options (application A 2009 08199 dated 08/03/2009). But in all variants of the “Chernogorov Electric Motor”, the anchors (rotors) on which the windings are laid (in the conductors of which no counter-emf are induced) have collectors.
  • the advantage of the proposed engines is the lack of manifolds.
  • the technical problem to which the invention is directed is to create a new generation of irreversible electric motors, the advantages of which are low energy consumption, higher efficiency, ease of starting and speed control under load, significant simplification of the armature windings (stators), which will greatly simplify the manufacture motors and will displace from all industries powerful synchronous and asynchronous three-phase AC motors and powerful commutator motors Drivers of a direct current. And the conversion of direct current to three-phase alternating current with a wide range of frequency regulation (from 0 to 100 Hz) is very simple.
  • the anchor winding which fits in the grooves of the stator for both synchronous and asynchronous DC motors and a three-phase alternating current inverter, operates in continuous current mode.
  • the rotor rotates synchronously with the running DC field, since it is designed exactly like the rotor of a three-phase synchronous AC motor, but without starting windings, and its electromagnets are supplied with direct current through contact rings and brushes.
  • the rotor can be explicitly and implicitly.
  • the rotor In an asynchronous DC motor, the rotor is similar to the rotor of a three-phase AC induction motor and rotates asynchronously with a running DC magnetic field due to sliding. But since the speed of the traveling magnetic field of the direct current can smoothly change from 0 to the required revolutions, the execution of short-circuited rotors with deep-grooved (with displacing current) and double squirrel cage disappears.
  • Anchor windings of a traveling magnetic field are much simpler than three-phase AC windings and windings of anchors of DC motors, make both synchronous and asynchronous DC motors irreversible machines, that is, they cannot to be generators and thereby significantly increase the efficiency proposed engines.
  • the proposed synchronous and asynchronous DC motors can operate from rechargeable batteries (in submarines), from mechanical DC sources, and from rectified single-phase and three-phase alternating currents.
  • a synchronous DC motor has a stator 1 (Fig. 1) with an anchor winding laid in its grooves and a rotor 2 with magnetic poles and a shaft 3 rotating in bearings in the air gap 4.
  • the asynchronous DC motor has a stator 5 (Fig. 2) no different from the stator 1 of a synchronous DC motor.
  • the rotor 6 with a squirrel wheel is assembled burdened on the shaft 7 and rotates in bearings in the air gap 8.
  • the rotor 6 with the squirrel cage (squirrel wheel) is no different) from the rotor of a three-phase asynchronous motor.
  • the windings creating a running DC magnetic field are performed on the stator of both a synchronous and an asynchronous motor and have the following designs, the same for both synchronous and asynchronous motors.
  • the direct anchor winding is performed by one or several turns 12 (Fig. 3), wrapped in grooves 10 around their tooth 9.
  • the turns of adjacent adjacent teeth are connected to each other in a single winding by jumpers, each of which is connected to two fully controllable semiconductor valves (seven-cell ) 1 1, one of which is connected to the positive bus, the other to the negative.
  • FIG. 6 shows a part of the stator 1 (5) with a direct anchor winding made by turns 12 of a copper bus, and each turn is turned around its tooth 9. All turns 12 are wedged in grooves 10 by textolite strips 19.
  • the inverted winding (Fig. 4) is laid in one turn in each groove 10 of the armature (stator), covering one tooth 9 on one side with one half of the coil 13 and the second tooth on the other half with the other half of the coil 13.
  • Each coil 13 is connected to jumpers adjacent to a single winding, each of which is connected to two fully controllable semiconductor valves (seven-wire) 11, one of which is connected to the positive bus, the other to the negative.
  • FIG. 7 shows a groove 10 with a laid turn 13 of an inverted anchor winding on a stator 1 (5), made of a copper bus and wedged by a textolite strip 19.
  • Inverted windings - windings rotated 180 ° relative to each other: two direct windings or direct and inverted windings or two inverted windings, and any of these pairs of windings fit into the same grooves of a two-collector armature;
  • FIG. 8 shows how the turns of 180 ° inverted and direct windings in each groove 10 of the anchor winding on stator 1 (5) are stacked.
  • the grooves 10 are lined with insulating material 17.
  • the coils 13 and 12 are wedged by textolite strips 19.
  • One winding is separated from the other by an insulating gasket 18. All the grooves of the anchor windings are jammed with fenders 15.
  • the anchor windings on the stator are made by rod windings.
  • it is combined direct and inverted windings, copper insulated rods 21 of which are laid in grooves 10 pressed against the teeth 9 and are assembled by jumpers on both end faces of the stator 1 (5).
  • the rods 21 are connected by jumpers and two fully controlled valves 1 1 are connected to each jumper, which are connected to positive and negative buses on each side of the stator.
  • a short-circuited copper coil 20 is pressed into the entire length of the groove (Figs. 7 and 8). These short-circuited turns, penetrated by magnetic lines of force during the reconnection of the coil of the traveling magnetic field winding, create their magnetic field at the entrance to the groove from the stator 1 (5), directed against the magnetic field of the coil of the winding inside the groove, which allows the magnetic lines of force of the coil of the winding to close through the teeth 9 and exit into the air gap 4 (8) (Fig. 1 and 2).
  • asterisks (*) indicate open V7 and V8 semiconductors and show the directions of currents in the rods 21, laid in grooves 10 N2 1, 2, 3, 4, 5 around the teeth 9 of the armature (stator) during engine operation.
  • valve V9 opens and valve V7 closes, after which valve VI 0 opens and valve V8 closes, etc.
  • the positive valves open along the entire circumference of the anchor winding laid on the stator.
  • negative gates open and close in a checkerboard pattern, causing the poles of the magnetic field of the armature winding to run around the circumference as shown by the arrows at the indicated poles S and N.
  • the poles of the DC magnetic field run along the circumference of the stator.
  • each magnetic pole loses its part at the running edge and acquires a new part of the pole in the running part in the form of teeth 9.
  • the magnetic poles run around the circumference of the stators and at the direct winding, and at the inverted winding at each switching of the valves at the boundaries of the pole divisions, magnetizing one tooth 9 in front of the vanguard of each magnetic pole and demagnetizing one tooth 9 in the rearguard of each magnetic pole.
  • a running DC magnetic field is generated for synchronous and asynchronous DC motors and for converters of direct current into a three-phase alternating current.
  • the rotor 2 of the synchronous DC motor (Fig. 9) is assembled lined from insulated sheets of electrical steel or permalloy on the shaft 3.
  • the implicit pole rotor 2 has grooves 23 bounded by the teeth 24.
  • the winding 25 sequentially bypasses each tooth 24 of the pole.
  • the windings of each pole of the rotor can be connected in series or in parallel to a series or parallel group, the beginning and ends of which are connected to the contact rings of the rotor.
  • the number of pairs of magnetic poles on the rotor should correspond to the number of pairs of magnetic poles of the running field of the stator.
  • a groove 23 with a laid turn 25 of the pole rotor winding of the synchronous motor is shown in FIG. 10.
  • the grooves 23 as well as the grooves of the anchor windings (in FIGS. 7 and 8) are lined with insulation 17 from pressboard and varnish.
  • the winding 25 is a copper bus. Copper busbars in the groove are wedged with textolite strips 19 and jammed in the groove with a wooden or fiber spur 15.
  • the grooves of the magnetic poles of rotor 2 differ from the grooves of the anchor windings of the stators by the absence of short-circuited rings 20 (copper short-circuited turns).
  • the number of pole pairs of the running field of the stator of an asynchronous DC motor is selected in the same way as for a synchronous motor, in dependencies on engine power.
  • the rotor 6 is dialed in a charge of insulated sheets of electrical steel on the shaft 7 (Fig. 2) and has a squirrel wheel, the rods of which are closed by rings. Squirrel-cage rotors of 6 asynchronous DC motors are made completely according to the technology of manufacturing rotors of three-phase asynchronous AC motors.
  • the rotor field In a DC induction motor, as well as in a three-phase AC induction motor, the rotor field also rotates synchronously with the stator field, ahead of the rotor rotating asynchronously.
  • the magnetic flux during energy transfer serves as the same link between the armature winding (on the stator) and the rotor, as does the flux in the transformer during energy transfer from the primary to secondary winding.
  • the flow of an asynchronous DC motor, as well as a three-phase alternating current rotates in space, and together they run along a circle with a synchronous wave speed of m.s. stator and rotor. In relation to each other, these waves are m.s. remain stationary, which is a characteristic condition for the complete transfer of power by a rotating field.
  • An asynchronous DC motor with a braked phase rotor (31) with slip rings and brushes and equipped with a braking mechanism (magnetic brake) is converted into a DC-DC converter into a three-phase AC with a wide range of frequency regulation.
  • the rotor of a synchronous DC motor can be performed in the same way as the rotor with explicit poles of a three-phase alternating current synchronous motor with any number P of pole pairs. But since the rotation speed of a running DC field has nothing to do with the rotation formula of a three-phase traveling field, its speed can be any for any number of pole pairs.
  • the running field of the anchor winding laid on the stator is controlled by both a synchronous and an asynchronous DC motor using a traveling field speed controller. It consists (Fig. 12) of a fixed drum 22 from one end of which photodiodes are installed in slots 26 (instead of photodiodes, photoresistors can be used). Each photodiode 26 controls its own chemistor, indicated by the photodiode and installed in the traveling field winding circuit laid on the stator.
  • a light source 27 is installed in the center of the drum 22. The end part of the drum 22 with the photodiodes installed in the sockets 26 and the light source 27 is closed by a disk 28 that rotates with the shaft of a low-power direct current shunt electric motor of the control system.
  • a reflector 29 is mounted, which collects light from the light source 27 and directs it to the mirror 30, also mounted on the disk 28.
  • the dimensions of the mirror such that they simultaneously illuminate four sockets with photodiodes 26.
  • the sockets of the photodiodes 26 on the drum 22 are arranged in such a way that each photodiode controls its own semistor in the winding of the circuit with a running constant field the current shown in FIG. 3 or in FIG. 4.
  • the mirror 30 during rotation of the disk 28 overlaps the four slots 26 so that between each overlap of the four slots two slots remain overlapped.
  • the photodiodes installed in the nests of the outer circumference of the drum 22 control the seistors connected to the positive (positive) bus, and the photodiodes installed in the sockets of the inner circumference of the drum 22 control the seistors connected to the negative (negative) power bus of the traveling magnetic field of direct current. Due to this, the winding of FIG. 3 (Fig. 4) operates in continuous direct current mode and forms, when the disk 28 is rotated, two running magnetic direct current poles - north and south. Depending on the revolutions of the controlled electric motor, the DC magnetic poles of the armature winding on the stator run, and consequently the magnetic rotor of the synchronous DC motor. The squirrel cage rotor of the asynchronous DC motor will lag behind the running armature field by the amount of slip.
  • rectified alternating current is used as direct current to power the armature and rotor windings of motors with a running magnetic field of direct current.
  • the circuit for rectifying the load current from the single-phase load transformer HTr is shown in FIG. 13.
  • the rectified voltage and current are regulated by an AvTr autotransformer.
  • AvTr autotransformer To power powerful electric motors with a running magnetic field of direct current rectified by three-phase current, shown in FIG. 13 single-phase devices are combined into a three-phase group, including parallel outputs of the rectified current and by combining the power of AvTr autotransformers with a mechanical combination of controlling autotransformers of three phases into a three-phase group (star or triangle).
  • FIG. 1 - the drawing shows a synchronous motor device with a running magnetic field of direct current.
  • FIG. 2 - the drawing shows a device of an induction motor with a running magnetic field of direct current.
  • FIG. 3 - the drawing shows a device for direct winding of an electric motor with a running magnetic field of direct current.
  • the diagram shows the connection of fully controllable semiconductor valves to the windings.
  • FIG. 4 - the drawing shows the device inverted winding of an electric motor with a running magnetic field of direct current.
  • the diagram shows the connection of fully controllable valves to the semi-turns of the winding.
  • FIG. 5 - the drawing shows a rod winding device of an electric motor with a running magnetic field of direct current.
  • the drawing takes part of the core winding to explain the combinations of straight and inverted windings in one whole winding and shows a schematic diagram of the inclusion on the winding rods of fully controllable valves with two-way power supply to the poles of the running magnetic field of the armature.
  • FIG. 6 part of the stator with anchor winding.
  • the drawing shows a section of the running north pole of a synchronous (asynchronous) motor with a running magnetic field of direct current.
  • FIG. 7 - the drawing shows a section of the groove of the stator armature winding with a turn of the inverted winding of the synchronous (asynchronous) motor with a running DC magnetic field.
  • FIG. 8 is a sectional view of a groove of the stator armature winding with a laid half-turn of a straight line and a turn of inverted windings of a synchronous (asynchronous) motor with a running magnetic field of direct current.
  • FIG. 9 - shows an unwound four-pole (non-polar) rotor of a synchronous motor with a running magnetic field of direct current.
  • FIG. 10 is a sectional view of a pole groove of an implicit pole rotor of a synchronous motor with a running magnetic field of direct current. The groove shows a cut turn of the south pole.
  • FIG. 11 is a diagram of a winding of a rotor magnetic pole of an implicit pole rotor of a synchronous motor with a running DC magnetic field.
  • FIG. 12 - the drawing shows the main elements of the speed controller of the traveling magnetic field of synchronous and asynchronous DC motors and a DC-to-three-phase AC converter.
  • FIG. 13 - the drawing shows the electric circuit of the rectified current supply of synchronous and asynchronous DC motors from a single-phase load transformer ⁇ craft with regulation of the supply current through the regulating autotransformer AvTr.
  • FIG. 14 - the drawing shows a DC-to-three-phase alternating current converter with an adjustable frequency. It has a stator with a running magnetic field of direct current and a braked phase rotor of an asynchronous motor of a three-phase alternating current with a three-phase winding connected to a star or a triangle.
  • Electric motors with a running magnetic field of direct current can be performed with both horizontal and vertical shaft arrangement.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)
  • Control Of Multiple Motors (AREA)

Abstract

The invention proposes an electric motor with a DC travelling magnetic field and variants thereof. The motor has, within its device, an immovable stator with a winding laid in the slots. In one variant, the motor is constructed as a three-phase AC synchronous motor, and in another variant, with a squirrel-cage rotor, the motor is constructed as a three-phase AC asynchronous motor. The stator winding of the proposed synchronous and asynchronous DC motors can be straight, twisted, can be formed from a straight winding and a twisted winding which are separate from one another, are unfolded to 180° and are laid in single slots, and, in high-power motors, а bar-type winding can be provided on the stator. All of these DC stator windings are significantly simpler than three-phase AC stator windings and induce DC travelling magnetic fields with the aid of semiconductor control valves. The proposed synchronous and asynchronous DC motors are started up very gradually, without any pulses of inrush current and do not require any start-up devices.

Description

Электрический двигатель с бегущим магнитным полем постоянного тока (варианты)  Electric motor with a running magnetic field of a direct current (options)
Изобретение относится к электрическим машинам - электродвигателям постоянного тока и преобразователям постоянного тока в трехфазный переменный ток. Все варианты предлагаемого изобретения найдут широкое применение во всех областях промышленности и на транспорте, где используются электродвигатели постоянного и переменного тока, так как имеют более высокие коэффициенты полезного действия, более просты в изготовлении и эксплуатации. Они прочно займут нишу между классическими двигателями постоянного тока (имеющими коллекторы и сложные якорные обмотки) и мощными трехфазными двигателями переменного тока (синхронными и асинхронными, так как имеют возможность регулирования оборотов в весьма широких пределах). Более того, предлагаемые двигатели, благодаря ряду преимуществ, значительно потеснят и классические двигатели постоянного тока, и мощные трехфазные двигатели переменного тока. The invention relates to electric machines - DC motors and converters of direct current into three-phase alternating current. All variants of the invention will find wide application in all areas of industry and transport, where electric motors of direct and alternating current are used, since they have higher efficiency, are easier to manufacture and operate. They will firmly occupy a niche between classic DC motors (having collectors and complex anchor windings) and powerful three-phase AC motors (synchronous and asynchronous, since they have the ability to control revolutions over a very wide range). Moreover, the proposed motors, due to a number of advantages, will significantly displace both classic DC motors and powerful three-phase AC motors.
Классические конструкции двигателей постоянного тока классифицируются по способу включения обмотки возбуждения по отношению к якорю. В соответствии с этим двигатели бывают параллельного, последовательного и смешанного возбуждения. Эти двигатели известны уже более ста лет и описаны во всех учебниках по электрическим машинам постоянного тока (М.П. Костенко, Л.М. Пиотровский. Электрические машины, часть первая - машины постоянного тока. Учебник для студентов ВТУЗов. «Энергия», 1964, стр. 69-75). Classical designs of DC motors are classified by the method of switching the field winding in relation to the armature. In accordance with this, the motors are parallel, sequential and mixed excitation. These motors have been known for over a hundred years and are described in all textbooks on direct current electric machines (MP Kostenko, L. M. Piotrovsky. Electric machines, part one - direct current machines. A textbook for students of technical schools of higher education. Energy, 1964 , p. 69-75).
Все эти электродвигатели обратимые, то есть электродвигатель может быть генератором, если его якорь вращать от постороннего двигателя. Эти электродвигатели в своем устройстве имеют станины с полюсами, на которых расположены обмотки возбуждения и барабанные якори с довольно сложными обмотками, концы секций которых выведены на ламели коллекторов. Для подачи тока на якорь через коллектор в двигателе имеется щеточный аппарат. При протекании тока через якорь, последний начинает вращаться в магнитном поле полюсов возбуждения. Направление вращения якоря с током в магнитном поле возбуждения обусловлено правилом левой руки. Но в то же время в проводниках якоря, в соответствии с правилом правой руки, наводится ЭДС, которая направлена против подводимого к якорю напряжения. Эта ЭДС носит название обратной э.д.с. или противо э.д.с. (Еа). В результате в установившимся режиме работы двигателя подводимое к двигателю напряжение U = Еа + IaRa, то есть уравновешивается обратной э.д.с. и падением напряжения в обмотке якоря. Отсюда очевидно, что обратная э.д.с, составляющая значительную часть в подводящем к двигателю напряжении (U - Еа = IaRa), является фактором тормозящим (сопротивление меди обмотки якоря очень мало). Если учесть, что мощность электродвигателя постоянного тока Р = U (Ia + /„), где 1а и в - токи через якорь и обмотку возбуждения, то исключив у работающего двигателя обратную э.д.с, можно значительно понизить его потребляемую электрическую мощность при той же механической мощности на его валу. Но до настоящего времени такая задача непосильна ни инженерам, ни ученым-теоретикам, занятым в разработках современных двигателей постоянного тока. All these electric motors are reversible, that is, the electric motor can be a generator if its armature is rotated from an external motor. These electric motors in their device have beds with poles, on which are field windings and drum anchors with rather complex windings, the ends of the sections of which are displayed on the lamellas of the collectors. To supply current to the anchor through the collector in the engine there is a brush apparatus. When current flows through the armature, the latter begins to rotate in the magnetic field of the excitation poles. The direction of rotation of the armature with current in the magnetic field of excitation is due to the rule of the left hand. But at the same time, in the conductors of the anchor, in accordance with the rule of the right hand, an EMF is induced, which is directed against the voltage supplied to the anchor. This EMF is called reverse emf. or counter emf (E a ). As a result, in the steady-state mode of operation of the engine, the voltage U = E a + I a R a supplied to the engine, i.e., it is balanced by the back emf and voltage drop in the armature winding. From this it is obvious that the reverse emf, which constitutes a significant part in the voltage supplying the motor (U - E a = I a R a ), is a braking factor (the resistance of the armature winding copper is very small). If one considers that motor power P DC = U (I a + / " ), where a and a 1 - currents through the armature and field winding, the deletion in the reverse running motor emf can significantly reduce its electric consumption power with the same mechanical power on its shaft. But so far, such a task is beyond the power of either engineers or theoretical scientists involved in the development of modern DC motors.
Совсем другая и далеко не позитивная картина создалась в разработке трехфазных синхронных и асинхронных двигателей переменного трехфазного тока. И у синхронных, и у асинхронных трехфазных двигателей (рассмотрим классические конструкции, когда трехфазные обмотки расположены на статорах) трехфазные обмотки на статорах создают бегущие магнитные поля (М.П. Костенко, Л.М. Пиотровский. Электрические машины, часть вторая. Машины переменного тока. «Энергия», 1973, стр. 5-6, 253-255, 25-27, 394-397). Теоретически статоры с обмотками у синхронных и асинхронных трехфазных двигателей выполнены одинаково. Что касается роторов, то у синхронных двигателей полюсы, возбуждаемые постоянным током располагаются на роторе, а у асинхронных двигателей с фазным ротором на роторе выполнена трехфазная обмотка по типу трехфазной обмотки на статоре. У асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, роторы выполняются в трех основных модификациях: с одиночной беличьей клеткой, глубокопазные, с двойной беличьей клеткой. Эти типы асинхронных двигателей отличаются друг от друга пусковыми свойствами. Но и для синхронных двигателей и асинхронных двигателей остается проблема регулирования оборотов, остается сложным пуск в работу (особенно для двигателей больших мощностей). A completely different and far from positive picture was created in the development of three-phase synchronous and asynchronous three-phase alternating current motors. Both synchronous and asynchronous three-phase motors (we will consider classical designs when three-phase windings are located on the stators) three-phase windings on the stators create traveling magnetic fields (MP Kostenko, LM Piotrovsky. Electric machines, part two. AC machines current. "Energy", 1973, p. 5-6, 253-255, 25-27, 394-397). Theoretically, stators with windings for synchronous and asynchronous three-phase motors are made in the same way. As for the rotors, for synchronous motors the poles excited by direct current are located on the rotor, and for asynchronous motors with a phase rotor on the rotor, a three-phase winding is made like a three-phase winding on a stator. In squirrel-cage induction motors, rotors are made in three main modifications: with a single squirrel cage, deep-gap, with a double squirrel cage. These types of induction motors differ in starting properties. But for synchronous motors and asynchronous motors, the problem of speed control remains, and commissioning remains difficult (especially for high power motors).
В силу самого принципа синхронного вращения, синхронный двигатель не развивает пускового момента. Синхронный двигатель не может самостоятельно тронуться с места. По этой причине для пуска в ход синхронного двигателя приходится обращаться к другим принципам получения вращающего момента. Такой вспомогательный вращающий момент должен разогнать ротор до синхронной скорости, после чего можно синхронизировать двигатель с сетью по общим правилам включения на параллельную работу. Как правило, это асинхронный пуск, при котором синхронный двигатель пускается в ход как асинхронный. Но для этого в качестве пусковой обмотки служат медные стержни, уложенные в башмаки полюсов ротора и соединенные на торцах медными кольцами, образуя беличье колесо, надетое на ротор синхронной машины в дополнение к обмотке возбуждения, которая на время пуска замыкается на активное сопротивление. Для уменьшения пускового тока статор при пуске включается через понижающий трансформатор или автотрансформатор. Двигатель, включенный под напряжение, без нагрузки разбегается как асинхронный до числа оборотов, которое меньше синхронного на 2-4%. Затем посредством переключения обмотка ротора включается на возбудитель, и, за счет возникающего при этом синхронизирующего момента, ротор достигает синхронной скорости. Due to the very principle of synchronous rotation, a synchronous motor does not develop a starting torque. The synchronous motor cannot start on its own. For this reason, to start the synchronous motor, you have to turn to other principles for obtaining torque. Such auxiliary torque should accelerate the rotor to synchronous speed, after which it is possible to synchronize the motor with the network according to the general rules for switching on parallel operation. As a rule, this is an asynchronous start, in which the synchronous motor is launched as an asynchronous one. But for this purpose, copper rods laid in the shoes of the rotor poles and connected at the ends by copper rings serve as the starting winding, forming a squirrel wheel worn on the rotor of the synchronous machine in addition to the field winding, which closes to resistance during the start-up. To reduce the starting current, the stator at start-up is switched on through a step-down transformer or an autotransformer. An energized motor runs without load asynchronous to a speed that is 2-4% less than the synchronous one. Then, by switching, the rotor winding is switched on to the exciter, and, due to the synchronizing moment arising from this, the rotor reaches synchronous speed.
Преимуществом бегущих магнитных полей постоянного тока в отличие от бегущих магнитных полей трехфазного переменного тока, является их возможность и способность при любом числе пар полюсов вращаться с любым числом оборотов. Так, например, бегущее магнитное поле постоянного тока при 2Р = 16 может иметь 3000 об/мин, тогда как бегущее поле трехфазного переменного тока при 2Р = 16 может иметь только 375 об/мин. При этом частоту бегущего магнитного поля постоянного тока легко можно регулировать до 0, частоту бегущего магнитного поля трехфазного переменного тока ни теоретически, ни практически регулировать невозможно: если 2Р = 16 (то есть 8 пар полюсов), то частота вращения поля может быть только 375 об/мин в соответствии с формулой:
Figure imgf000006_0001
The advantage of traveling magnetic fields of direct current in contrast to traveling magnetic fields of three-phase alternating current is their ability and ability to rotate at any number of revolutions for any number of pole pairs. So, for example, a traveling magnetic field of a direct current at 2P = 16 can have 3000 rpm, while a traveling field of a three-phase alternating current at 2P = 16 can have only 375 rpm. In this case, the frequency of the running magnetic field of the direct current can easily be adjusted to 0, the frequency of the running magnetic field of the three-phase alternating current cannot be theoretically or practically controlled: if 2P = 16 (i.e. 8 pairs of poles), then the rotation frequency of the field can be only 375 rpm / min in accordance with the formula:
Figure imgf000006_0001
где /- частота тока, равная 50 Гц,  where / is the current frequency equal to 50 Hz,
Р— число пар полюсов.  P is the number of pole pairs.
Существуют устройства, регулирующие частоту питающего тока. Это так называемые электроприводы с частотным регулированием. Но они очень сложны и их пределы очень ограничены.  There are devices that regulate the frequency of the supply current. These are the so-called frequency-controlled electric drives. But they are very complex and their limits are very limited.
Трехфазные синхронные и асинхронные двигатели являются аналогами предлагаемых электрических двигателей с бегущим магнитным полем постоянного тока, так как последние обладают рядом преимуществ, которыми не обладают ни синхронные, ни асинхронные двигатели трехфазного переменного тока и в части пуска в работу, и в части регулирования оборотов, и в части расхода электроэнергии при работе, и в части простоты выполнения обмоток. В части исполнения обмоток ближайшим аналогом является «Электрический двигатель Черногорова» со всеми вариантами (заявка а 2009 08199 от 03.08.2009 г.). Но во всех вариантах «Электрического двигателя Черногорова» якори (роторы), на которых уложены обмотки (в проводниках которых не наводятся противоЭДС) имеют коллекторы. Преимуществом предлагаемых двигателей является отсутствие коллекторов. Three-phase synchronous and asynchronous motors are analogues of the proposed electric motors with a running magnetic field of direct current, since the latter have a number of advantages that neither synchronous nor asynchronous motors of three-phase alternating current have both in terms of commissioning, and in terms of speed control, and in terms of power consumption during operation, and in terms of ease of windings. As regards the execution of the windings, the closest analogue is the “Chernogorov Electric Motor” with all the options (application A 2009 08199 dated 08/03/2009). But in all variants of the “Chernogorov Electric Motor”, the anchors (rotors) on which the windings are laid (in the conductors of which no counter-emf are induced) have collectors. The advantage of the proposed engines is the lack of manifolds.
Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, в создании нового поколения необратимых электродвигателей, преимуществом которых являются малые затраты потребляемой электроэнергии, более высокие коэффициенты полезного действия, простота пуска и регулирования оборотов под нагрузкой, значительные упрощения обмоток якорей (статоров), что значительно упростит изготовление двигателей и вытеснит из всех отраслей промышленности мощные синхронные и асинхронные двигатели трехфазного переменного тока и мощные коллекторные двигатели постоянного тока. И очень просто достигается преобразование постоянного тока в трехфазный переменный ток с широким диапазоном регулирования частоты (от 0 до 100 Гц). The technical problem to which the invention is directed is to create a new generation of irreversible electric motors, the advantages of which are low energy consumption, higher efficiency, ease of starting and speed control under load, significant simplification of the armature windings (stators), which will greatly simplify the manufacture motors and will displace from all industries powerful synchronous and asynchronous three-phase AC motors and powerful commutator motors Drivers of a direct current. And the conversion of direct current to three-phase alternating current with a wide range of frequency regulation (from 0 to 100 Hz) is very simple.
Решение задачи достигается в предлагаемых электрических машинах с бегущим магнитных полем постоянного тока в следующих вариантах:  The solution to the problem is achieved in the proposed electric machines with a running magnetic field of direct current in the following options:
1. В синхронном двигателе постоянного тока;  1. In a synchronous DC motor;
2. В асинхронном двигателе постоянного тока;  2. In an asynchronous DC motor;
3. В преобразователе постоянного тока в трехфазный переменный ток. 3. In a direct current to three-phase alternating current converter.
У электродвигателей с бегущим магнитных полем постоянного тока пуск в работу осуществляется без каких-либо толчков пускового тока. Двигатели пускаются в ход очень плавно даже под нагрузкой. Как на холостом ходу, так и при нагрузке очень просто и в самых широких пределах регулируются обороты роторов. For electric motors with a running magnetic field of direct current, commissioning is carried out without any jerks of the starting current. Engines start up very smoothly even under load. Both at idle and under load it is very simple and within the widest range that the rotor speed is regulated.
Технический результат, у синхронных и асинхронных двигателей постоянного тока с бегущим магнитным полем постоянного тока, в результате решения поставленной технической задачи, подтвержден работой «Электрического двигателя Черногорова» (заявка N« а 2009 08199 от 03.08.2009 г.) и заключается в следующем: The technical result for synchronous and asynchronous DC motors with a running magnetic field of direct current, as a result of solving the technical problem, confirmed by "Electric engine of Chernogorov" (application N "a 2009 08199 from 08/03/2009) and consists in the following:
1. В связи с исключением коллектора и заменой его полностью управляемыми полупроводниковыми вентилями, якорная обмотка, которая укладывается в пазах статора и у синхронного, и у асинхронного двигателей постоянного тока и у преобразователя постоянного тока в трехфазный переменный ток работает в режиме непрерывного тока.  1. In connection with the exclusion of the collector and replacing it with fully controllable semiconductor valves, the anchor winding, which fits in the grooves of the stator for both synchronous and asynchronous DC motors and a three-phase alternating current inverter, operates in continuous current mode.
У синхронного двигателя постоянного тока ротор вращается синхронно с бегущим полем постоянного тока, так как он устроен точно так, как и ротор синхронного трехфазного двигателя переменного тока, но без пусковых обмоток, и его электромагниты питаются постоянным током через контактные кольца и щетки. Ротор может быть явнополюсным и неявнополюсным.  For a synchronous DC motor, the rotor rotates synchronously with the running DC field, since it is designed exactly like the rotor of a three-phase synchronous AC motor, but without starting windings, and its electromagnets are supplied with direct current through contact rings and brushes. The rotor can be explicitly and implicitly.
У асинхронного двигателя постоянного тока ротор выполняется аналогично ротору асинхронного двигателя трехфазного переменного тока и вращается асинхронно с бегущим магнитным полем постоянного тока за счет скольжения. Но так как скорость бегущего магнитного поля постоянного тока может плавно изменяться от 0 до необходимых оборотов, то отпадает исполнение короткозамкнутых роторов глубокопазными (с вытеснением ток) и с двойной беличьей клеткой.  In an asynchronous DC motor, the rotor is similar to the rotor of a three-phase AC induction motor and rotates asynchronously with a running DC magnetic field due to sliding. But since the speed of the traveling magnetic field of the direct current can smoothly change from 0 to the required revolutions, the execution of short-circuited rotors with deep-grooved (with displacing current) and double squirrel cage disappears.
2. И синхронный, и асинхронный двигатели постоянного тока обладают широким пределом регулирования оборотов под нагрузкой, так как скорость бегущего магнитного поля постоянного тока регулируется очень просто и в самых широких пределах (от 0 до пмакс). 2. Both synchronous and asynchronous DC motors have a wide limit of regulation of revolutions under load, since the speed of a traveling magnetic field of a direct current is regulated very simply and within the widest limits (from 0 to p max ).
3. Якорные обмотки бегущего магнитного поля, укладываемые на статорах синхронного и асинхронного двигателей постоянного тока, значительно проще обмоток трехфазного переменного тока и обмоток якорей двигателей постоянного тока, делают и синхронные, и асинхронные двигатели постоянного тока необратимыми машинами, то есть они не могут быть генераторами и тем самым значительно повышаются к.п.д. предлагаемых двигателей. 3. Anchor windings of a traveling magnetic field, stacked on the stators of synchronous and asynchronous DC motors, are much simpler than three-phase AC windings and windings of anchors of DC motors, make both synchronous and asynchronous DC motors irreversible machines, that is, they cannot to be generators and thereby significantly increase the efficiency proposed engines.
4. Предлагаемые синхронные и асинхронные двигатели постоянного тока могут работать от аккумуляторных батарей (на подводных лодках), от механических источников постоянного тока и от выпрямленного однофазного и трехфазного переменного тока.  4. The proposed synchronous and asynchronous DC motors can operate from rechargeable batteries (in submarines), from mechanical DC sources, and from rectified single-phase and three-phase alternating currents.
Синхронный двигатель постоянного тока имеет статор 1 (фиг. 1) с уложенной в его пазы якорной обмоткой и ротор 2 с магнитными полюсами и валом 3, вращающимся в подшипниках в воздушном зазоре 4. A synchronous DC motor has a stator 1 (Fig. 1) with an anchor winding laid in its grooves and a rotor 2 with magnetic poles and a shaft 3 rotating in bearings in the air gap 4.
Асинхронный двигатель постоянного тока имеет статор 5 (фиг. 2) ничем не отличающий от статора 1 синхронного двигателя постоянного тока. Ротор 6 с беличьим колесом набирается шихтованным на валу 7 и вращается в подшипниках в воздушном зазоре 8. Практически ротор 6 с беличьей клеткой (беличьим колесом) ничем не отличается) от ротора трехфазного асинхронного двигателя.  The asynchronous DC motor has a stator 5 (Fig. 2) no different from the stator 1 of a synchronous DC motor. The rotor 6 with a squirrel wheel is assembled burdened on the shaft 7 and rotates in bearings in the air gap 8. In practice, the rotor 6 with the squirrel cage (squirrel wheel) is no different) from the rotor of a three-phase asynchronous motor.
Обмотки, создающие бегущее магнитное поле постоянного тока, выполняются на статоре как синхронного, так и асинхронного двигателя и имеют следующие конструкции, одинаковые и для синхронного, и для асинхронного двигателей.  The windings creating a running DC magnetic field are performed on the stator of both a synchronous and an asynchronous motor and have the following designs, the same for both synchronous and asynchronous motors.
1. Прямая якорная (статорная) обмотка.  1. Direct anchor (stator) winding.
Прямая якорная обмотка выполняется одним или несколькими витками 12 (фиг. 3), оборачиваемыми в пазах 10 вокруг своего зуба 9. Витки расположенных рядом соседних зубцов соединяются между собой в единую обмотку перемычками, к каждой из которых присоединяются по два полностью управляемых полупроводниковых вентиля (семисторы) 1 1, один из которых подключается к положительной шине, другой - к отрицательной. На фиг. 6 показана часть статора 1 (5) с прямой якорной обмоткой, выполненной витками 12 из медной шины, а каждый виток оборачивается вокруг своего зуба 9. Все витки 12 расклинены в пазах 10 текстолитовыми планками 19. The direct anchor winding is performed by one or several turns 12 (Fig. 3), wrapped in grooves 10 around their tooth 9. The turns of adjacent adjacent teeth are connected to each other in a single winding by jumpers, each of which is connected to two fully controllable semiconductor valves (seven-cell ) 1 1, one of which is connected to the positive bus, the other to the negative. In FIG. 6 shows a part of the stator 1 (5) with a direct anchor winding made by turns 12 of a copper bus, and each turn is turned around its tooth 9. All turns 12 are wedged in grooves 10 by textolite strips 19.
2. Вывернутая якорная (статорная) обмотка.  2. Inverted anchor (stator) winding.
Вывернутая обмотка (фиг. 4) укладывается одним витком в каждый паз 10 якоря (статора), охватывая одной половиной витка 13 один зуб 9 с одной стороны, а другой половиной витка 13 - второй зуб с другой стороны. Каждый виток 13 соединяется с соседним в единую обмотку перемычками, к каждой из которых присоединяются по два полностью управляемых полупроводниковых вентиля (семистора) 11 , один из которых подключается к положительной шине, другой - к отрицательной. На фиг. 7 показан паз 10 с уложенным витком 13 вывернутой якорной обмотки на статоре 1 (5), выполненный медной шиной и расклиненный текстолитовой планкой 19.  The inverted winding (Fig. 4) is laid in one turn in each groove 10 of the armature (stator), covering one tooth 9 on one side with one half of the coil 13 and the second tooth on the other half with the other half of the coil 13. Each coil 13 is connected to jumpers adjacent to a single winding, each of which is connected to two fully controllable semiconductor valves (seven-wire) 11, one of which is connected to the positive bus, the other to the negative. In FIG. 7 shows a groove 10 with a laid turn 13 of an inverted anchor winding on a stator 1 (5), made of a copper bus and wedged by a textolite strip 19.
3. Развернутые обмотки - обмотки развернутые на 180° относительно друг друга: две прямых обмотки или прямая и вывернутая обмотки или две вывернутые обмотки, и любая из этих пар обмоток укладывается в одни и те же пазы двухколлекторного якоря;  3. Inverted windings - windings rotated 180 ° relative to each other: two direct windings or direct and inverted windings or two inverted windings, and any of these pairs of windings fit into the same grooves of a two-collector armature;
У более мощных синхронных и асинхронных двигателей постоянного тока, для более плавного перехода полюсов бегущего магнитного поля, в пазы статора могут быть уложены две отдельные обмотки, развернутые на 180° - прямая и вывернутая. На фиг. 8 показано, как уложены витки развернутых на 180° вывернутой и прямой обмоток в каждом пазу 10 якорной обмотки на статоре 1 (5). Пазы 10 выстилаются изоляционным материалом 17. Витки 13 и 12 расклиниваются текстолитовыми планками 19. Одна обмотка от другой отделяются изоляционной прокладкой 18. Все пазы якорных обмоток заклиниваются шпугами 15.  For more powerful synchronous and asynchronous DC motors, for a smoother transition of the poles of the traveling magnetic field, two separate windings rotated through 180 ° can be laid in the stator grooves - direct and inverted. In FIG. 8 shows how the turns of 180 ° inverted and direct windings in each groove 10 of the anchor winding on stator 1 (5) are stacked. The grooves 10 are lined with insulating material 17. The coils 13 and 12 are wedged by textolite strips 19. One winding is separated from the other by an insulating gasket 18. All the grooves of the anchor windings are jammed with fenders 15.
4. Стержневая обмотка.  4. The core winding.
У сверхмощных синхронных и асинхронных двигателей постоянного тока с бегущим магнитным полем постоянного тока якорные обмотки на статоре выполняются стержневыми. По сути это совмещенные прямая и вывернутая обмотки, медные изолированные стержни 21 которых уложены в пазы 10 прижатыми к зубцам 9 и собраны перемычками с обеих торцевых сторон статора 1 (5). На фиг. 5 показана часть стержневой обмотки с числом пазов 52 и числом бегущих полюсов 2Р = 4. С обеих сторон статора стержни 21 соединяются перемычками и к каждой перемычке подключены по два полностью управляемых вентиля 1 1, которые с каждой стороны статора подключаются к положительным и отрицательным шинам. In heavy-duty synchronous and asynchronous DC motors with a running DC magnetic field, the anchor windings on the stator are made by rod windings. In fact, it is combined direct and inverted windings, copper insulated rods 21 of which are laid in grooves 10 pressed against the teeth 9 and are assembled by jumpers on both end faces of the stator 1 (5). In FIG. Figure 5 shows a part of the core winding with the number of grooves 52 and the number of running poles 2P = 4. On both sides of the stator, the rods 21 are connected by jumpers and two fully controlled valves 1 1 are connected to each jumper, which are connected to positive and negative buses on each side of the stator.
В основании каждого паза 10 любой якорной обмотки на всю длину паза запрессован короткозамкнутый медный виток 20 (фиг. 7 и 8). Эти короткозамкнутые витки, пронизываясь магнитными силовыми линиями во время перекоммутации витка обмотки бегущего магнитного поля, создают на входе в паз со стороны статора 1 (5) свое магнитное поле, направленное против магнитного поля витка обмотки внутри паза, что позволяет магнитным силовым линиям витка обмотки замыкаться через зубья 9 и выходить в воздушный зазор 4 (8) (фиг. 1 и 2). At the base of each groove 10 of any anchor winding, a short-circuited copper coil 20 is pressed into the entire length of the groove (Figs. 7 and 8). These short-circuited turns, penetrated by magnetic lines of force during the reconnection of the coil of the traveling magnetic field winding, create their magnetic field at the entrance to the groove from the stator 1 (5), directed against the magnetic field of the coil of the winding inside the groove, which allows the magnetic lines of force of the coil of the winding to close through the teeth 9 and exit into the air gap 4 (8) (Fig. 1 and 2).
На фиг. 5 звездочками (*) отмечены открытые семисторы V7 и V8 и показаны направления токов в стержнях 21, уложенных в пазы 10 N2 1, 2, 3, 4, 5 вокруг зубцов 9 якоря (статора) при работе двигателя. Далее открывается вентиль V9 и закрывается вентиль V7, после чего открывается вентиль VI 0 и закрывается вентиль V8 и т.д. И в таком порядке открываются положительные вентили вдоль всей окружности уложенной на статоре якорной обмотки. Аналогично, через полюсное деление, в шахматном порядке открываются и закрываются отрицательные вентили, заставляя полюса магнитного поля якорной обмотки бежать по окружности как показывают стрелки у обозначенных полюсов S и N. Благодаря последовательности открытия и закрытия вентилей (семисторов), полюса магнитного поля постоянного тока бегут вдоль окружности статора. При этом каждый магнитный полюс теряет свою часть у сбегающего края и приобретает новую часть полюса в набегающей части в виде зубцов 9. Аналогично магнитные полюса бегут по окружности статоров и у прямой обмотки, и у вывернутой обмотки при каждом переключении вентилей на границах полюсных делений, намагничивая по одному зубцу 9 перед авангардом каждого магнитного полюса и размагничивая по одному зубцу 9 в арьергарде каждого магнитного полюса. Таким образом образуется бегущее магнитное поле постоянного тока у синхронных и асинхронных двигателей постоянного тока и у преобразователей постоянного тока в трехфазный переменный. In FIG. 5 asterisks (*) indicate open V7 and V8 semiconductors and show the directions of currents in the rods 21, laid in grooves 10 N2 1, 2, 3, 4, 5 around the teeth 9 of the armature (stator) during engine operation. Next, valve V9 opens and valve V7 closes, after which valve VI 0 opens and valve V8 closes, etc. And in this order, the positive valves open along the entire circumference of the anchor winding laid on the stator. Similarly, through pole division, negative gates open and close in a checkerboard pattern, causing the poles of the magnetic field of the armature winding to run around the circumference as shown by the arrows at the indicated poles S and N. Due to the sequence of opening and closing of the valves (seven-cell), the poles of the DC magnetic field run along the circumference of the stator. In this case, each magnetic pole loses its part at the running edge and acquires a new part of the pole in the running part in the form of teeth 9. Similarly, the magnetic poles run around the circumference of the stators and at the direct winding, and at the inverted winding at each switching of the valves at the boundaries of the pole divisions, magnetizing one tooth 9 in front of the vanguard of each magnetic pole and demagnetizing one tooth 9 in the rearguard of each magnetic pole. Thus, a running DC magnetic field is generated for synchronous and asynchronous DC motors and for converters of direct current into a three-phase alternating current.
Ротор 2 синхронного двигателя постоянного тока (фиг. 9) набирается шихтованным из изолированных листов электротехнической стали или пермаллоя на валу 3. В областях полюсов неявнополюсный ротор 2 имеет пазы 23, ограниченные зубьями 24. В пазы 23 укладывается роторная обмотка, изображенная на фиг. 11. В пазах 23 каждого полюса обмотка 25 последовательно обходит каждый зуб 24 полюса. Обмотки каждого полюса ротора могут соединяться последовательно или параллельно в последовательную или параллельную группу, начало и концы которой подключаются к контактным кольцам ротора. Число пар магнитных полюсов на роторе должно соответствовать числу пар магнитных полюсов бегущего поля статора.  The rotor 2 of the synchronous DC motor (Fig. 9) is assembled lined from insulated sheets of electrical steel or permalloy on the shaft 3. In the regions of the poles, the implicit pole rotor 2 has grooves 23 bounded by the teeth 24. The rotor winding shown in FIG. 11. In the grooves 23 of each pole, the winding 25 sequentially bypasses each tooth 24 of the pole. The windings of each pole of the rotor can be connected in series or in parallel to a series or parallel group, the beginning and ends of which are connected to the contact rings of the rotor. The number of pairs of magnetic poles on the rotor should correspond to the number of pairs of magnetic poles of the running field of the stator.
Паз 23 с уложенным витком 25 полюсной роторной обмотки синхронного двигателя показан на фиг. 10. Пазы 23 также, как и пазы якорных обмоток (на фиг. 7 и 8) выстилаются изоляцией 17 из прессшпана и лакоткани. Обмотка 25 выполняется медной шиной. Медные шины в пазу расклиниваются текстолитовыми планками 19 и заклиниваются в пазу деревянной или фибровой шпугой 15. Пазы магнитных полюсов ротора 2 отличаются от пазов якорных обмоток статоров отсутствием короткозамкнутых колец 20 (медных короткозамкнутых витков).  A groove 23 with a laid turn 25 of the pole rotor winding of the synchronous motor is shown in FIG. 10. The grooves 23 as well as the grooves of the anchor windings (in FIGS. 7 and 8) are lined with insulation 17 from pressboard and varnish. The winding 25 is a copper bus. Copper busbars in the groove are wedged with textolite strips 19 and jammed in the groove with a wooden or fiber spur 15. The grooves of the magnetic poles of rotor 2 differ from the grooves of the anchor windings of the stators by the absence of short-circuited rings 20 (copper short-circuited turns).
Число пар полюсов бегущего поля статора асинхронного двигателя постоянного тока выбирается также, как и у синхронного двигателя, в зависимости о мощности двигателя. Ротор 6 набирается шихтованным из изолированных листов электротехнической стали на валу 7 (фиг. 2) и имеет беличье колесо, стержни которого замыкаются кольцами. Короткозамкнутые роторы 6 асинхронных двигателей постоянного тока изготавливаются полностью по технологии изготовления роторов трехфазных асинхронных двигателей переменного тока. The number of pole pairs of the running field of the stator of an asynchronous DC motor is selected in the same way as for a synchronous motor, in dependencies on engine power. The rotor 6 is dialed in a charge of insulated sheets of electrical steel on the shaft 7 (Fig. 2) and has a squirrel wheel, the rods of which are closed by rings. Squirrel-cage rotors of 6 asynchronous DC motors are made completely according to the technology of manufacturing rotors of three-phase asynchronous AC motors.
В асинхронном двигателе постоянного тока, как и в асинхронном двигателе трехфазного переменного тока, поле ротора также вращается синхронно с полем статора, опережая при этом ротор, вращающийся асинхронно.  In a DC induction motor, as well as in a three-phase AC induction motor, the rotor field also rotates synchronously with the stator field, ahead of the rotor rotating asynchronously.
По существу и в асинхронном двигателе постоянного тока магнитный поток при передаче энергии служит таким же связующим звеном между обмоткой якоря (на статоре) и роторе, как и поток в трансформаторе при передаче энергии от первичной ко вторичной обмотке. Но поток асинхронного двигателя постоянного тока, как и трехфазного переменного тока, вращается в пространстве, и вместе бегут вдоль окружности с синхронной скоростью волны м.д.с. статора и ротора. По отношению друг к другу эти волны м.д.с. остаются неподвижными, что является характерным условием полной передачи мощности вращающимся полем. Но так как трансформаторный эффект у асинхронного двигателя постоянного тока не работает в обратном направлении от ротора к статору, то компенсация энергии ротора на вал двигателя происходит при более высоком скольжении ротора, что не является помехой работы асинхронного двигателя постоянного тока, так как скорость бегущего поля при любом числе пар полюсов может быть как угодно велика и может автоматически увеличиваться с нагрузкой двигателя. Благодаря чему асинхронный двигатель постоянного тока более стабильно поддерживает обороты на валу при увеличении механической нагрузки, чем асинхронный двигатель трехфазного переменного тока. Если вместо короткозамкнутого ротора в асинхронный двигатель постоянного тока поставить заторможенный фазный ротор 31 с трехфазной обмоткой (фиг. 14) соединенной в звезду или треугольник, асинхронный двигатель превращается в преобразователь постоянного тока в трехфазный переменный ток (в своеобразный генератор трехфазного переменного тока). Essentially, in a DC induction motor, the magnetic flux during energy transfer serves as the same link between the armature winding (on the stator) and the rotor, as does the flux in the transformer during energy transfer from the primary to secondary winding. But the flow of an asynchronous DC motor, as well as a three-phase alternating current, rotates in space, and together they run along a circle with a synchronous wave speed of m.s. stator and rotor. In relation to each other, these waves are m.s. remain stationary, which is a characteristic condition for the complete transfer of power by a rotating field. But since the transformer effect of a DC induction motor does not work in the opposite direction from the rotor to the stator, the energy of the rotor to the motor shaft is compensated for at a higher slip of the rotor, which does not interfere with the operation of the DC induction motor, since the speed of the traveling field at any number of pole pairs can be arbitrarily large and can automatically increase with engine load. Due to this, an asynchronous DC motor more stably maintains revolutions on the shaft with an increase in mechanical load than an asynchronous three-phase AC motor. If instead of a short-circuited rotor, a locked phase rotor 31 with a three-phase winding (Fig. 14) connected to a star or a triangle is placed in an asynchronous DC motor, the asynchronous motor turns into a three-phase alternating current inverter (into a kind of three-phase alternating current generator).
Асинхронный двигатель постоянного тока с расторможенным фазным ротором (31) с контактными кольцами и щетками и оборудованный тормозным механизмом (магнитным тормозом) превращается в - преобразователь постоянного тока в трехфазный переменный с широким диапазоном регулирования частоты.  An asynchronous DC motor with a braked phase rotor (31) with slip rings and brushes and equipped with a braking mechanism (magnetic brake) is converted into a DC-DC converter into a three-phase AC with a wide range of frequency regulation.
Ротор синхронного двигателя постоянного тока может выполняться также как и ротор с явными полюсами синхронного двигателя трехфазного переменного тока с любым числом Р пар полюсов. Но так как скорость вращения бегущего поля постоянного тока не имеет ничего общего с формулой вращения трехфазного бегущего поля, то его скорость может быть любой при любом числе пар полюсов.  The rotor of a synchronous DC motor can be performed in the same way as the rotor with explicit poles of a three-phase alternating current synchronous motor with any number P of pole pairs. But since the rotation speed of a running DC field has nothing to do with the rotation formula of a three-phase traveling field, its speed can be any for any number of pole pairs.
Управление бегущим полем якорной обмотки, уложенной на статоре, осуществляется и у синхронного, и у асинхронного двигателя постоянного тока с помощью регулятора скорости бегущего поля. Он состоит (фиг. 12) из неподвижного барабана 22 с одного торца которого в гнездах 26 установлены фотодиоды (вместо фотодиодов могут применяться фоторезисторы). Каждый фотодиод 26 управляет своим хемистором, указанным у фотодиода и установленным в схеме обмотки бегущего поля, уложенной на статоре. В центре барабана 22 установлен источник света 27. Торцевую часть барабана 22 с установленными фотодиодами в гнездах 26 и источником света 27 закрывает диск 28, который вращается с валом маломощного шунтового электродвигателя постоянного тока системы управления. В центре диска 28 закреплен рефлектор 29, который собирает свет от источника света 27 и направляет на зеркало 30, закрепленное также на диске 28. Размеры зеркала таковы, что освещают одновременно четыре гнезда с фотодиодами 26. При вращении вала электродвигателя управления вращается и диск 28 с рефлектором 29 и зеркалом 30. Гнезда фотодиодов 26 на барабане 22 расположены таким образом, что каждый фотодиод управляет своим семистором в обмотке схемы с бегущим полем постоянного тока, изображенной на фиг. 3 или на фиг. 4. Зеркало 30 при вращении диска 28 перекрывает четыре гнезда 26 таким образом, что между каждым перекрытием четырех гнезд остаются перекрытыми два гнезда. Фотодиоды, установленные в гнездах наружной окружности барабана 22, управляют семисторами, подключенными к положительной (плюсовой) шине, а фотодиоды, установленные в гнездах внутренней окружности барабана 22, управляют семисторами, подключенными к отрицательной (минусовой) шине питания обмотки бегущего магнитного поля постоянного тока. Благодаря этому обмотка фиг. 3 (фиг. 4) работает в режиме непрерывного постоянного тока и образует, при вращении диска 28, два бегущих магнитных полюса постоянного тока - северный и южный. В зависимости от оборотов управляемого электродвигателя бегут и магнитные полюса постоянного тока якорной обмотки на статоре, а следовательно и магнитный ротор синхронного двигателя постоянного тока. Короткозамкнутый ротор асинхронного двигателя постоянного тока будет отставать от бегущего поля якоря на величину скольжения. The running field of the anchor winding laid on the stator is controlled by both a synchronous and an asynchronous DC motor using a traveling field speed controller. It consists (Fig. 12) of a fixed drum 22 from one end of which photodiodes are installed in slots 26 (instead of photodiodes, photoresistors can be used). Each photodiode 26 controls its own chemistor, indicated by the photodiode and installed in the traveling field winding circuit laid on the stator. A light source 27 is installed in the center of the drum 22. The end part of the drum 22 with the photodiodes installed in the sockets 26 and the light source 27 is closed by a disk 28 that rotates with the shaft of a low-power direct current shunt electric motor of the control system. In the center of the disk 28, a reflector 29 is mounted, which collects light from the light source 27 and directs it to the mirror 30, also mounted on the disk 28. The dimensions of the mirror such that they simultaneously illuminate four sockets with photodiodes 26. When the shaft of the control motor rotates, the disk 28 with the reflector 29 and the mirror 30 rotates. The sockets of the photodiodes 26 on the drum 22 are arranged in such a way that each photodiode controls its own semistor in the winding of the circuit with a running constant field the current shown in FIG. 3 or in FIG. 4. The mirror 30 during rotation of the disk 28 overlaps the four slots 26 so that between each overlap of the four slots two slots remain overlapped. The photodiodes installed in the nests of the outer circumference of the drum 22 control the seistors connected to the positive (positive) bus, and the photodiodes installed in the sockets of the inner circumference of the drum 22 control the seistors connected to the negative (negative) power bus of the traveling magnetic field of direct current. Due to this, the winding of FIG. 3 (Fig. 4) operates in continuous direct current mode and forms, when the disk 28 is rotated, two running magnetic direct current poles - north and south. Depending on the revolutions of the controlled electric motor, the DC magnetic poles of the armature winding on the stator run, and consequently the magnetic rotor of the synchronous DC motor. The squirrel cage rotor of the asynchronous DC motor will lag behind the running armature field by the amount of slip.
Вместо зеркал на диске 28 можно устанавливать пучки волоконных световодов и управлять бегущим магнитным полем со значительным числом пар полюсов. На неподвижном барабане 22 можно разместить иное число гнезд с фотодиодами или фоторезисторами с параллельным управлением от одного фотодиода несколькими семисторами, ведя одновременно несколько бегущих полюсов по окружности статора. Усиливать управляющие импульсы от фотодиодов (фоторезисторов) можно с помощью транзисторов. Таким образом управление бегущим полем во всех вариантах обмоток двигателей с бегущим магнитным полем постоянного тока производится оборотами шунтового электродвигателя системы управления с помощью использования в фотодиодном режиме фотодиодов, как и фоторезисторов для управления электрическим током в цепях семисторов якорных обмоток двигателей. Instead of mirrors on the disk 28, it is possible to install bundles of optical fibers and control a traveling magnetic field with a significant number of pole pairs. On the fixed drum 22, it is possible to place a different number of sockets with photodiodes or photoresistors with parallel control from one photodiode by several semistors, simultaneously driving several running poles around the circumference of the stator. You can amplify control pulses from photodiodes (photoresistors) using transistors. Thus running field control in all windings motors with a running magnetic field of direct current is produced by the revolutions of the shunt electric motor of the control system using photodiodes in the photodiode mode, as well as photoresistors for controlling electric current in the circuits of the armature windings of the motor anchors.
В большинстве случаев в качестве постоянного тока для питания якорных и роторных обмоток двигателей с бегущим магнитным полем постоянного тока используется выпрямленный переменный ток.  In most cases, rectified alternating current is used as direct current to power the armature and rotor windings of motors with a running magnetic field of direct current.
В связи с тем, что электрические двигатели с бегущим магнитным полем постоянного тока есть машины необратимые, так как в их якорных обмотках не наводятся ни э.д.с, ни противо э.д.с, то их питание может осуществляться выпрямленным током при очень низком напряжении от нагрузочных трансформаторов как однофазного, так и трехфазного переменного тока.  Due to the fact that electric motors with a running magnetic field of direct current are irreversible machines, since neither emf nor counter emf are induced in their anchor windings, they can be powered by a rectified current at very low voltage from load transformers of both single-phase and three-phase alternating current.
Схема выпрямления нагрузочного тока от однофазного нагрузочного трансформатора НТр показано на фиг. 13. Выпрямленные напряжение и ток регулируются автотрансформатором АвТр. Для питания мощных электродвигателей с бегущим магнитным полем постоянного тока выпрямленным трехфазным током, приведенные на фиг. 13 однофазные устройства объединяют в трехфазную группу, включая параллельно выходы выпрямленного тока и объединением в трехфазную группу (звездой или треугольником) питания автотрансформаторов АвТр с механическим объединением управления автотрансформаторами трех фаз.  The circuit for rectifying the load current from the single-phase load transformer HTr is shown in FIG. 13. The rectified voltage and current are regulated by an AvTr autotransformer. To power powerful electric motors with a running magnetic field of direct current rectified by three-phase current, shown in FIG. 13 single-phase devices are combined into a three-phase group, including parallel outputs of the rectified current and by combining the power of AvTr autotransformers with a mechanical combination of controlling autotransformers of three phases into a three-phase group (star or triangle).
Перечень фигур на чертежах The list of figures in the drawings
Фиг. 1 - на чертеже изображено устройство синхронного двигателя с бегущим магнитным полем постоянного тока. FIG. 1 - the drawing shows a synchronous motor device with a running magnetic field of direct current.
Фиг. 2 - на чертеже изображено устройство асинхронного двигателя с бегущим магнитным полем постоянного тока. Фиг. 3 - на чертеже изображено устройство прямой обмотки электрического двигателя с бегущим магнитным полем постоянного тока. На схеме показано подключение полностью управляемых полупроводниковых вентилей к виткам обмотки. FIG. 2 - the drawing shows a device of an induction motor with a running magnetic field of direct current. FIG. 3 - the drawing shows a device for direct winding of an electric motor with a running magnetic field of direct current. The diagram shows the connection of fully controllable semiconductor valves to the windings.
Фиг. 4 - на чертеже изображено устройство вывернутой обмотки электрического двигателя с бегущим магнитным полем постоянного тока. На схеме показано подключение полностью управляемых вентилей к полувиткам обмотки.  FIG. 4 - the drawing shows the device inverted winding of an electric motor with a running magnetic field of direct current. The diagram shows the connection of fully controllable valves to the semi-turns of the winding.
Фиг. 5 - на чертеже изображено устройство стержневой обмотки электрического двигателя с бегущим магнитным полем постоянного тока. На чертеже взята часть стержневой обмотки для пояснения сочетаний прямой и вывернутой обмоток в одной целой обмотке и показана принципиальная схема включения на стержни обмотки полностью управляемых вентилей с двухсторонним питанием полюсов бегущего магнитного поля якоря.  FIG. 5 - the drawing shows a rod winding device of an electric motor with a running magnetic field of direct current. The drawing takes part of the core winding to explain the combinations of straight and inverted windings in one whole winding and shows a schematic diagram of the inclusion on the winding rods of fully controllable valves with two-way power supply to the poles of the running magnetic field of the armature.
Фиг. 6 - часть статора с якорной обмоткой. На чертеже показан разрез бегущего северного полюса синхронного (асинхронного) двигателя с бегущим магнитным полем постоянного тока.  FIG. 6 - part of the stator with anchor winding. The drawing shows a section of the running north pole of a synchronous (asynchronous) motor with a running magnetic field of direct current.
Фиг. 7 - на чертеже показан разрез паза якорной обмотки статора с витком вывернутой обмотки синхронного (асинхронного) двигателя с бегущим магнитным полем постоянного тока.  FIG. 7 - the drawing shows a section of the groove of the stator armature winding with a turn of the inverted winding of the synchronous (asynchronous) motor with a running DC magnetic field.
Фиг. 8 - разрез паза якорной обмотки статора с уложенным полувитком прямой и витком вывернутой обмоток синхронного (асинхронного) двигателя с бегущим магнитным полем постоянного тока.  FIG. 8 is a sectional view of a groove of the stator armature winding with a laid half-turn of a straight line and a turn of inverted windings of a synchronous (asynchronous) motor with a running magnetic field of direct current.
Фиг. 9 - показан ненамотанный четырехполюсный (неявнополюсный) ротор синхронного двигателя с бегущим магнитным полем постоянного тока.  FIG. 9 - shows an unwound four-pole (non-polar) rotor of a synchronous motor with a running magnetic field of direct current.
Фиг. 10 - разрез паза полюса неявнополюсного ротора синхронного двигателя с бегущим магнитным полем постоянного тока. В пазу показан разрезанный виток южного полюса. Фиг. 11 — схема обмотки роторного магнитного полюса неявнополюсного ротора синхронного двигателя с бегущим магнитным полем постоянного тока. FIG. 10 is a sectional view of a pole groove of an implicit pole rotor of a synchronous motor with a running magnetic field of direct current. The groove shows a cut turn of the south pole. FIG. 11 is a diagram of a winding of a rotor magnetic pole of an implicit pole rotor of a synchronous motor with a running DC magnetic field.
Фиг. 12 - на чертеже показаны основные элементы регулятора скорости бегущего магнитного поля синхронного и асинхронного двигателей постоянного тока и преобразователя постоянного тока в трехфазный переменный ток.  FIG. 12 - the drawing shows the main elements of the speed controller of the traveling magnetic field of synchronous and asynchronous DC motors and a DC-to-three-phase AC converter.
Фиг. 13 - на чертеже изображена электрическая схема питания выпрямленным током синхронных и асинхронных двигателей постоянного тока от однофазного нагрузочного трансформатора НТр с регулированием тока питания через регулировочный автотрансформатор АвТр.  FIG. 13 - the drawing shows the electric circuit of the rectified current supply of synchronous and asynchronous DC motors from a single-phase load transformer НТр with regulation of the supply current through the regulating autotransformer AvTr.
Фиг. 14 - на чертеже изображен преобразователь постоянного тока в трехфазный переменный ток с регулируемой частотой. Имеет статор с бегущим магнитным полем постоянного тока и заторможенный фазный ротор асинхронного двигателя трехфазного переменного тока с трехфазной обмоткой, соединенной в звезду или треугольник.  FIG. 14 - the drawing shows a DC-to-three-phase alternating current converter with an adjustable frequency. It has a stator with a running magnetic field of direct current and a braked phase rotor of an asynchronous motor of a three-phase alternating current with a three-phase winding connected to a star or a triangle.
Электрические двигатели с бегущим магнитным полем постоянного тока могут выполняться как с горизонтальным, так и с вертикальным расположением вала. Electric motors with a running magnetic field of direct current can be performed with both horizontal and vertical shaft arrangement.
В связи с простотой устройства, простотой изготовления якорных обмоток статора, простотой регулирования оборотов, пусков в работу и реверса синхронные и асинхронные двигатели с бегущим магнитным полем постоянного тока найдут самое широкое применение в промышленности и на транспорте в Украине.  Due to the simplicity of the device, the simplicity of manufacturing the stator armature windings, the simplicity of speed control, commissioning and reverse, synchronous and asynchronous motors with a running DC magnetic field will find the widest application in industry and transport in Ukraine.

Claims

Формула изобретения Claim
1. Электрический двигатель с бегущим магнитным полем постоянного тока имеет неподвижный статор с обмоткой и ротор с явными или неявными магнитными полюсами, с контактными кольцами и щетками для питания электромагнитов ротора постоянным током или короткозамкнутый ротор с беличьим колесом, который о т л и ч а е т с я тем , что бегущее магнитное поле на шихтованном статоре (1, 5) создается постоянным током, протекающим по уложенной на статоре прямой обмотке, каждый виток которой изготовлен из медной шины (12) и уложенный в пазах (10) вокруг каждого зубца (9) и при этом каждый отдельный виток соединяется последовательно с соседним в единую обмотку, или по уложенной на статоре вывернутой обмотке, каждый виток (13) которой в каждом пазу (10) статора охватывает лишь по одной стороне два соседних зубца (9) и соединяется в единую обмотку, или одновременно в одних пазах (10) на статоре могут укладываться две развернутые на 180° прямых или прямая и вывернутая обмотки, или стержневой обмоткой, шины (21) которой коммутируются в витки по типу развернутых на 180° прямой и вывернутой обмоток и собираются на статоре в единую обмотку, но в основании каждого паза (10) на всю его длину у любой якорной обмотки запрессован короткозамкнутый медный виток (20) и любая из обмоток, уложенная на статоре создает бегущее магнитное поле постоянного тока с помощью полностью управляемых полупроводниковых вентилей, которые благодаря фотодиодному или фоторезисторному управляющему устройству, которое управляется шунтовым двигателем постоянного тока, формирует на статоре бегущее магнитное поле постоянного тока с необходимым расчетным количеством пар бегущих магнитных полюсов, скорость вращения которых находится в прямой зависимости от частоты вращения управляющего фотодиодного или фоторезисторного устройства, а следовательно от частоты управляющего двигателя, обороты которого могут регулироваться от нескольких оборотов в минуту до трех и более тысяч оборотов в минуту, что делает плавными пуски и реверсы двигателя с бегущим магнитным полем постоянного тока. 1. An electric motor with a running magnetic field of direct current has a fixed stator with a winding and a rotor with explicit or implicit magnetic poles, with slip rings and brushes for powering the electromagnets of the rotor with direct current or a squirrel-cage rotor with a squirrel wheel, which The fact is that the running magnetic field on the laden stator (1, 5) is created by direct current flowing through the direct winding laid on the stator, each turn of which is made of a copper bus (12) and laid in grooves (10) around each of the killer (9) and each individual turn is connected in series with the adjacent winding, or by the inverted winding laid on the stator, each turn (13) of which in each stator groove (10) covers only one side of two adjacent teeth (9) and connected into a single winding, or at the same time in the same grooves (10) on the stator can be laid two turned 180 ° straight or straight and turned windings, or a rod winding, tires (21) of which are switched into turns according to the type of straight and 180 ° turned and inverted windings and are going to a hundred a single winding, but at the base of each groove (10), a short-circuited copper coil (20) is pressed into its entire length at any anchor winding and any of the windings laid on the stator creates a running DC magnetic field using fully controlled semiconductor valves, which Thanks to the photodiode or photoresistor control device, which is controlled by a DC shunt motor, forms a running DC magnetic field on the stator with the required calculated number of pairs of traveling magnets. tnyh poles, the rotational speed of which is directly dependent on the rotational speed control device photodiode or photoresist, and hence the frequency control engine, the speed of which can be regulated from several revolutions per minute to three or more thousand revolutions per minute, which makes smooth starts and reverses of the engine with a running magnetic field of direct current.
2. Электрический двигатель с бегущим магнитным полем постоянного тока по п. 1 , который о т л и ч а е т с я тем, что является машиной необратимой и по этой причине его якорная обмотка на статоре выполнена единичной шиной большого сечения, благодаря чему необходимые ампервитки создаются большими токами при низких напряжениях, что могут обеспечивать нагрузочные трансформаторы (НТр) со вторичными обмотками большого сечения и малым числом витков с последующим выпрямлением вторичного тока для питания статорной обмотки с бегущим магнитным полем постоянного тока, а для питания мощного двигателя с бегущим магнитным полем постоянного тока три однофазных питающих устройства с нагрузочными трансформаторами, регулировочными автотрансформаторами (АвТр) и выпрямителями (В) объединяют в трехфазную группу, соединяя звездой или треугольником питание автотрансформаторов (АвТр) с механическим объединением управления автотрансформаторами трех фаз, а выходы выпрямленного тока соединяют параллельно. 2. An electric motor with a running magnetic field of direct current according to claim 1, which stipulates that it is an irreversible machine and for this reason its anchor winding on the stator is made of a single large section bus, so that the necessary ampere-turns are created by large currents at low voltages, which can provide load transformers (NTR) with secondary windings of large cross section and a small number of turns, followed by rectification of the secondary current to power the stator winding with a running magnetic field direct current, and to power a powerful motor with a running magnetic field of direct current, three single-phase power supplies with load transformers, regulating autotransformers (AvTr) and rectifiers (V) are combined into a three-phase group, connecting the power of autotransformers (AvTr) with a mechanical control unit by a star or triangle autotransformers of three phases, and the outputs of the rectified current are connected in parallel.
3. Электрический двигатель с бегущим магнитным полем постоянного тока по п.п. 1 или 2, который о т л и ч а е т с я тем, что двигатель является синхронным и при этом ротор с неявновыраженными магнитными полюсами, имеющий число пар полюсов больше единицы, набирается шихтованным из электротехнической стали, магнитные полюса которого имеют зубцы (24) и пазы (23) в которые вокруг каждого зубца (24) уложены отдельные витки (25) выполненные медной шиной и последовательно соединены в единую обмотку магнитного полюса, а полюсные обмотки, в зависимости от конструкции двигателя, соединяются между собой в последовательные или параллельные группы, начала и концы которых выводятся на кольца ротора. 3. An electric motor with a running magnetic field of direct current according to paragraphs. 1 or 2, which implies that the motor is synchronous and the rotor with undetectable magnetic poles, having more than one pair of poles, is dialed in electric steel lined with magnetic teeth (24 ) and grooves (23) in which separate turns (25) are made around each tooth (24) made by a copper bus and connected in series into a single winding of the magnetic pole, and the pole windings, depending on the design of the motor, are connected to each other in series or parallel groups, the beginnings and ends of which are displayed on the rotor rings.
4. Электрический двигатель с бегущим магнитным полем постоянного тока по п.п. 1 или 2, который отличается тем, что является асинхронным и имеет фазный ротор (31) с трехфазной обмоткой, соединенной в звезду или треугольник, при этом ротор может быть заторможенным с выводами фаз без контактных колец или фазный ротор может быть расторможенным с контактными кольцами, щетками и электромагнитным тормозом. 4. An electric motor with a running magnetic field of direct current according to paragraphs. 1 or 2, which differs in that it is asynchronous and has a phase rotor (31) with a three-phase winding connected to a star or a triangle, while the rotor can be inhibited with the phase leads without contact rings or the phase rotor can be brake with contact rings, brushes and electromagnetic brake.
PCT/UA2010/000079 2009-10-19 2010-10-18 Electric motor with a dc travelling magnetic field (variants) WO2011049543A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA200910553 2009-10-19
UAA200910553A UA92120C2 (en) 2009-10-19 2009-10-19 Electric motor with dc rotating magnetic field (embodiments)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011049543A1 true WO2011049543A1 (en) 2011-04-28

Family

ID=43900559

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/UA2010/000079 WO2011049543A1 (en) 2009-10-19 2010-10-18 Electric motor with a dc travelling magnetic field (variants)

Country Status (2)

Country Link
UA (1) UA92120C2 (en)
WO (1) WO2011049543A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110086310A (en) * 2018-01-26 2019-08-02 李伟 A kind of asynchronous motor based on pulsating field

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3875484A (en) * 1973-01-09 1975-04-01 British Nuclear Fuels Ltd Travelling field electric motor with improved stator
SU1385213A1 (en) * 1985-06-14 1988-03-30 Предприятие П/Я В-2262 Controlled electric drive for low-speed production equipment
JPH05236719A (en) * 1991-09-10 1993-09-10 Takashi Nomura Moving magnetic field type permanent magnet motor
RU2083050C1 (en) * 1994-07-27 1997-06-27 Московский государственный университет леса Multifunctional electromagnetic motor
RU2189685C1 (en) * 2001-05-15 2002-09-20 Московский государственный авиационный институт (технический университет) Thyratron-induction machine
RU73132U1 (en) * 2007-12-27 2008-05-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) ASYNCHRONOUS ELECTRIC DRIVE

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3875484A (en) * 1973-01-09 1975-04-01 British Nuclear Fuels Ltd Travelling field electric motor with improved stator
SU1385213A1 (en) * 1985-06-14 1988-03-30 Предприятие П/Я В-2262 Controlled electric drive for low-speed production equipment
JPH05236719A (en) * 1991-09-10 1993-09-10 Takashi Nomura Moving magnetic field type permanent magnet motor
RU2083050C1 (en) * 1994-07-27 1997-06-27 Московский государственный университет леса Multifunctional electromagnetic motor
RU2189685C1 (en) * 2001-05-15 2002-09-20 Московский государственный авиационный институт (технический университет) Thyratron-induction machine
RU73132U1 (en) * 2007-12-27 2008-05-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) ASYNCHRONOUS ELECTRIC DRIVE

Also Published As

Publication number Publication date
UA92120C2 (en) 2010-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7227338B2 (en) Fixed frequency electrical generation system with induction coupler and use thereof in an aircraft
CN103208893A (en) Induction excitation type mixed excitation brushless synchronous motor
US11050373B2 (en) Rotary electric system
CN110429776B (en) Double 12 pulse wave double flow brushless generator
CN116526796A (en) Hybrid excitation multiphase reluctance motor and power generation system
JP5466742B2 (en) Generator winding
JPH0865976A (en) Brushless self-excited three-phase synchronous generator
RU2437201C1 (en) Non-contact electric machine with axial excitation
RU2437202C1 (en) Non-contact magnetoelectric machine with axial excitation
CN202889138U (en) Parallel type composite excitation brushless direct-current motor
Beik et al. High voltage generator for wind turbines
WO2011049543A1 (en) Electric motor with a dc travelling magnetic field (variants)
CN102832767A (en) Parallel hybrid excitation brushless direct-current fault-tolerant motor
WO2011016789A1 (en) Electric motor
RU2339147C1 (en) Electrical machine
JP2002262531A (en) Dc power generator
CN107565788A (en) A kind of pole-changing DC starter-generator
CN209948920U (en) Double 12 pulse wave double current brushless generator
RU2076433C1 (en) Synchronous motor with electromagnetic reduction
CN102832768B (en) Parallel hybrid excitation brushless direct-current motor
CN107707092B (en) Brushless alternating-current generator and power generation technology
WO2009051515A1 (en) Synchronous electrical machine
RU52537U1 (en) CONTACTLESS DC GENERATOR
RU2253178C1 (en) Synchronous motor-generator set
RU203008U1 (en) IMPROVED FEEDBACK AC GENERATOR

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10825304

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10825304

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1