WO2011155875A1 - Малошумный вентильно-индукторный двигатель - Google Patents
Малошумный вентильно-индукторный двигатель Download PDFInfo
- Publication number
- WO2011155875A1 WO2011155875A1 PCT/RU2011/000397 RU2011000397W WO2011155875A1 WO 2011155875 A1 WO2011155875 A1 WO 2011155875A1 RU 2011000397 W RU2011000397 W RU 2011000397W WO 2011155875 A1 WO2011155875 A1 WO 2011155875A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- teeth
- stator
- rotor
- stacks
- shaft
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K19/00—Synchronous motors or generators
- H02K19/02—Synchronous motors
- H02K19/10—Synchronous motors for multi-phase current
- H02K19/103—Motors having windings on the stator and a variable reluctance soft-iron rotor without windings
Definitions
- the proposal relates to electric machines and can be applied in the design and manufacture of valve-induction motors with an annular field winding located on the stator.
- phase windings form several three-phase groups fed by valve converters.
- the number of teeth of the stator packets is a multiple of six, and the number of teeth of the rotor packets is a prime number starting from five (5, 7, 11, 13, 17 ..).
- Induction-induction motors have a number of advantages over other types of motors (asynchronous, synchronous), described, in particular, in this patent.
- valve-induction motors preventing their widespread distribution, is the high level of vibration and noise emitted by the rotating engine in the most sensitive frequency region for the human ear - 300 - ⁇ - 3000 Hz.
- the technical result achieved using the utility model is to reduce the level of vibration and noise emitted by a rotating valve-induction motor in the frequency range of audibility of the human ear.
- the subject of a utility model is a valve-induction motor containing a bed with end shields, in which a shaft of at least one pair of stator gear packages mounted coaxially on the bed along the shaft axis, between which an annular field winding, phase windings covering the teeth of the stator packets and the gear packages of the rotor mounted on the shaft opposite the gear packages of the stator, the number of teeth of the stator packets is a multiple of six, and the number of teeth of the rotor packets is a multiple of two, large six and not equal to the number of teeth of the stator packs.
- the utility model has a development specifying the number of teeth of the stator and rotor packages for a particular case.
- FIG. 1 and FIG. 2 shows an example implementation of the proposed valve-induction motor, taking into account the development of a utility model.
- FIG. 1 shows an axial section of an engine
- FIG. 2 - radial cross section of the motor housing with the rotor and stator packages installed in it (windings are not conventionally shown).
- the engine (see Fig. 1) contains a frame 1 with end shields 2, in which a shaft 4 of non-magnetic material, for example, stainless steel, is mounted on the rotation supports 3.
- the frame 1 and the shields 2 form a housing, in the cavity of which on the frame 1 along the shaft 4 two pairs of gear packages 5 of the stator are coaxially fixed. Between the packets 5 of each pair are placed annular windings 6 of the excitation.
- the number of teeth of the stator packets is a multiple of six. The coils of one phase winding are shifted relative to each other by 180 electrical degrees.
- gear packages of the stator 5 on the shaft 4 are fixed with a shift relative to each other two pairs of gear packages 9 of the rotor with teeth 10.
- the number of teeth 8 of each package 5 of the stator is twenty-four, and the number of teeth 10 of each package 9 of the rotor is ten.
- the packages of the rotor 9 are mounted using a sleeve 11 of soft magnetic material that provides magnetic coupling between the packages of the 9 rotor.
- Stator packs 5 and rotor packs 9 are lined from sheets of electrical steel.
- the device operates as follows.
- Field windings 6 and phase windings 7 are energized from external sources: field windings 6 with direct current from the exciter, and phase windings 7 with adjustable frequency voltages from three-phase valve converters.
- the magnetic flux generated by the phase windings 7 located on the stator and the field windings 6 are closed through the rotor packages 9.
- the principle of the motor is based on the magnetic attraction of the tooth of the rotor package to the nearest tooth of the stator package.
- Three-phase currents in the phase windings 7, set by the supplying valve converters, with an inequality of the number of teeth 8 in the stator packets 5 and the number of teeth 10 in the rotor packages 9 provide rotation of the shaft 4 with a frequency and torque, the values of which are regulated by the control system of the valve converters.
- the electromagnetic forces radially acting on the motor housing do not remain constant when the shaft 4 rotates, but have a variable component .
- Variable force effects cause vibrations of the body and other structural elements that are sources of noise.
- the frequency of the variable component depends on the shaft rotation frequency and the number of teeth of the stator and rotor packets, and its level on the degree of asymmetry of the magnetic gap between the stator and rotor packets.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Motor Or Generator Frames (AREA)
Abstract
Предложение относится к электрическим машинам и может быть применено при конструировании и изготовлении вентильно-индукторных двигателей с кольцевой обмоткой возбуждения, размещенной на статоре. Технический результат полезной модели - снижение уровня шумов, издаваемых вращаюпщмся вентально-индукторным двигателем в области акустических частот. Двигатель содержит станину 1 с торцевыми щитами 2, в которых на опорах 3 вращения установлен вал 4. Станина 1 и щиты 2 образуют корпус, в полости которого на станине 1 вдоль вала 4 соосно закреплены две пары зубчатых пакетов 5 статора. Между пакетами 5 каждой пары размещены кольцевые обмотки 6 возбуждения. Фазные обмотки 7, число которых кратно шести, охватывают одноименные зубцы 8 пакетов 5 статора. На валу 4 напротив зубчатых пакетов 5 статора закреплены со сдвигом относительно друг друга две пары зубчатых пакетов 9 ротора с зубцами 10. Число зубцов 8 пакетов 5 статора кратно шести, а число зубцов 10 пакетов 9 ротора кратно двум, больше шести и не равно числу зубцов пакетов статора.
Description
Малошумный вентильно-инду торный двигатель
Область техники
Предложение относится к электрическим машинам и может быть применено при конструировании и изготовлении вентильно-индукторных двигателей с кольцевой обмоткой возбуждения, размещенной на статоре.
Уровень техники
Известны вентильно-индукторные двигатели, содержащие корпус в виде станины с торцевыми щитами, в которых на опорах вращения установлен вал, по меньшей мере, одну пару зубчатых пакетов статора, соосно закрепленных на станине вдоль оси вала, между которыми размещена кольцевая обмотка возбуждения, фазные обмотки, охватывающие зубцы пакетов статора, и зубчатые пакеты ротора, закрепленные на валу напротив зубчатых пакетов статора [RU2277284 МПК Н02К 19/10, 2006]. Фазные обмотки образуют несколько трехфазных групп, питаемых вентильными преобразователями. В известном двигателе число зубцов пакетов статора кратно шести, а число зубцов пакетов ротора является простым числом, начиная с пяти (5, 7, 11, 13, 17..).
Вентильно-индукторные двигатели имеют перед двигателями других типов (асинхронными, синхронными) ряд преимуществ, описанных, в частности, в указанном патенте.
Основным недостатком известных вентильно-индукторных двигателей, препятствующим их широкому распространению, является высокий уровень вибрации и шума, издаваемого вращающимся двигателем в наиболее чувствительной для человеческого уха частотной области - 300-^-3000 гц.
Задача полезной модели - устранить указанный недостаток.
Раскрытие существа полезной модели
Технический результат, достигаемый при использовании полезной модели - снижение уровня вибрации и шума, издаваемого вращающимся вентильно-индукторным двигателем в частотной области слышимости человеческого уха.
Предметом полезной модели является вентильно-индукторный двигатель, содержащий станину с торцевыми щитами, в которых на опорах вращения установлен вал, по меньшей мере, одну пару зубчатых пакетов статора, соосно закрепленных на станине вдоль оси вала, между которыми размещена кольцевая обмотка возбуждения, фазные обмотки, охватывающие зубцы пакетов статора, и зубчатые пакеты ротора, закрепленные на валу напротив зубчатых пакетов статора, при этом число зубцов пакетов статора кратно шести, а число зубцов пакетов ротора кратно двум, больше шести и не равно числу зубцов пакетов статора.
В отличие от известного устройства в предлагаемом двигателе число зубцов пакетов ротора четное. Как показал сравнительный машинный имитационный эксперимент, в котором исследовались радиальные усилия, возникающие на корпусах вентильно-индукторньгх двигателей с различным числом зубцов на пакетах ротора, приведенная совокупность признаков позволяет многократно снизить уровень акустического шума от вращающихся вентильно-индукторных двигателей и. тем самым, улучшить экологическую обстановку в местах их работы.
Полезная модель имеет развитие, уточняющее число зубцов пакетов статора и ротора для частного случая.
Осуществление полезной модели с учетом ее развития
На фиг. 1 и фиг. 2 показан пример осуществления предлагаемого вентильно-индукторного двигателя с учетом развития полезной модели. На фиг. 1 представлено осевое сечение двигателя, на фиг. 2 - радиальное
сечение корпуса двигателя с установленными в нем пакетами ротора и статора (обмотки условно не показаны).
Двигатель (см. фиг.1) содержит станину 1 с торцевыми щитами 2, в которых на опорах 3 вращения установлен вал 4 из немагнитного материала, например, нержавеющей стали. Станина 1 и щиты 2 образуют корпус, в полости которого на станине 1 вдоль вала 4 соосно закреплены две пары зубчатых пакетов 5 статора. Между пакетами 5 каждой пары размещены кольцевые обмотки 6 возбуждения. Фазные обмотки 7, число которых кратно трем, состоят из двух катушек, каждая из которых охватывает одноименные зубцы 8 (см. фиг.2) пакетов 5 статора. При этом число зубцов пакетов статора кратно шести. Катушки одной фазной обмотки сдвинуты относительно друг друга на 180 электрических градусов.
Напротив зубчатых пакетов 5 статора на валу 4 закреплены со сдвигом относительно друг друга две пары зубчатых пакетов 9 ротора с зубцами 10. Число зубцов 8 каждого пакета 5 статора равно двадцати четырем, а число зубцов 10 каждого пакета 9 ротора равно десяти.
Крепление пакетов 9 ротора выполнено с помощью втулки 11 из магнитомягкого материала, обеспечивающей магнитную связь между пакетами 9 ротора. Пакеты 5 статора и пакеты 9 ротора шихтованы из листов электротехнической стали.
Устройство работает следующим образом.
Обмотки 6 возбуждения и фазные обмотки 7 запиты ваются от внешних источников: обмотки возбуждения 6 - постоянным током от возбудителя, а фазные обмотки 7 - напряжениями регулируемой частоты от трехфазных вентильных преобразователей. Магнитные потоки, создаваемые размещенными на статоре фазными обмотками 7 и обмотками 6 возбуждения, замыкаются через пакеты 9 ротора. Принцип действия двигателя основан на магнитном притяжении зубца пакета ротора к ближайшему зубцу пакета статора.
Трехфазные токи в фазных обмотках 7, задаваемые питающими их вентильными преобразователями, при неравенстве числа зубцов 8 в пакетах 5 статора и числа зубцов 10 в пакетах 9 ротора обеспечивают вращение вала 4 с частотой и вращающим моментом, значения которых регулируются системой управления вентильными преобразователями.
Из-за неизбежной на практике несимметрии кругового воздушного зазора между поверхностями зубцов 8 статора и зубцов 10 ротора (вызванной, например, несоосностью статора и ротора) электромагнитные силы, радиально действующие на корпус двигателя, при вращении вала 4 не остаются постоянными, а имеют переменную составляющую. Переменные силовые воздействия вызывают вибрации корпуса и других элементов конструкции, являющиеся источниками шума. Частота переменной составляющей зависит от частоты вращения вала и числа зубцов пакетов статора и ротора, а ее уровень от степени несимметрии магнитного зазора между пакетами статора и ротора.
Экспериментальные исследования двигателя с роторами, имеющими различное число зубцов при одинаковых степенях несимметрии магнитного зазора (в 10, 20, 30, 40 и 50% ) проводились на двигателе, статор которого имеет двадцать четыре зубца. Исследования показали, что не только частота, но и уровень переменных силовых воздействий зависит от числа зубцов ротора и при прочих равных условиях существенно меньше для роторов с четным числом зубцов. При этом КПД двигателя снижается незначительно по сравнению с оптимальным в отношении КПД случаем, когда число зубцов ротора равно простому числу. Например, для роторов с десятью и четырнадцатью зубцами снижение КПД не превышает 0,5%. Для вентильно- индукторных двигателей с рабочим диапазоном частот вращения 750-1500 об/мин, характерным, например, для приводов сетевых насосов теплоснабжения, наибольшее снижение шума дает использование ротора с десятью зубцами.
Claims
1. Вентильно-индукторный двигатель, содержащий станину с торцевыми щитами, в которых на опорах вращения установлен его вал, по меньшей мере, одну пару зубчатых пакетов статора, соосно закрепленных на станине вдоль оси вала, между которыми размещена кольцевая обмотка возбуждения, фазные обмотки, охватывающие зубцы пакетов статора, и зубчатые пакеты ротора, закрепленные на валу напротив зубчатых пакетов статора, при этом число зубцов пакетов статора кратно шести, а число зубцов пакетов ротора кратно двум, больше шести и не равно числу зубцов пакетов статора.
2. Вентильно-индукторный двигатель по п. 1, в котором число зубцов пакетов статора равно двадцати четырем, а число зубцов пакетов ротора - десяти или четырнадцати.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010123451 | 2010-06-09 | ||
| RU2010123451 | 2010-06-09 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2011155875A1 true WO2011155875A1 (ru) | 2011-12-15 |
Family
ID=45098290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2011/000397 WO2011155875A1 (ru) | 2010-06-09 | 2011-06-08 | Малошумный вентильно-индукторный двигатель |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2011155875A1 (ru) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4554491A (en) * | 1984-08-10 | 1985-11-19 | Msl Industries, Inc. | Brushless DC motor having a laminated stator with a single stator winding |
| SU1582286A1 (ru) * | 1988-05-04 | 1990-07-30 | Новосибирский электротехнический институт | Индукторна электрическа машина |
| US5945761A (en) * | 1996-09-30 | 1999-08-31 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Switched reluctance motor |
| RU2266604C1 (ru) * | 2004-05-12 | 2005-12-20 | Малафеев Сергей Иванович | Двухфазный нереверсивный вентильно-индукторный двигатель |
| RU2277284C2 (ru) * | 2004-07-22 | 2006-05-27 | Александр Васильевич Демьяненко | Бесконтактная индукторная вентильная электрическая машина с электромагнитным возбуждением |
| CN101442247A (zh) * | 2007-11-22 | 2009-05-27 | 北京中纺锐力机电有限公司 | 6相开关磁阻电动机系统 |
| CN101483370A (zh) * | 2008-01-11 | 2009-07-15 | 张世清 | 双定转子开关磁阻电机 |
-
2011
- 2011-06-08 WO PCT/RU2011/000397 patent/WO2011155875A1/ru active Application Filing
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4554491A (en) * | 1984-08-10 | 1985-11-19 | Msl Industries, Inc. | Brushless DC motor having a laminated stator with a single stator winding |
| SU1582286A1 (ru) * | 1988-05-04 | 1990-07-30 | Новосибирский электротехнический институт | Индукторна электрическа машина |
| US5945761A (en) * | 1996-09-30 | 1999-08-31 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Switched reluctance motor |
| RU2266604C1 (ru) * | 2004-05-12 | 2005-12-20 | Малафеев Сергей Иванович | Двухфазный нереверсивный вентильно-индукторный двигатель |
| RU2277284C2 (ru) * | 2004-07-22 | 2006-05-27 | Александр Васильевич Демьяненко | Бесконтактная индукторная вентильная электрическая машина с электромагнитным возбуждением |
| CN101442247A (zh) * | 2007-11-22 | 2009-05-27 | 北京中纺锐力机电有限公司 | 6相开关磁阻电动机系统 |
| CN101483370A (zh) * | 2008-01-11 | 2009-07-15 | 张世清 | 双定转子开关磁阻电机 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20130300243A1 (en) | High power density permanent magnet machine | |
| US8749105B2 (en) | Magnetic inductor rotary machine and fluid transfer apparatus that uses the same | |
| US20110042965A1 (en) | Wind turbine power train | |
| US20100119389A1 (en) | Modular, brushless motors and applications thereof | |
| JPWO2007123107A1 (ja) | モータ | |
| JP2010025342A (ja) | 永久磁石励磁式ラジアル磁気軸受並びにそのラジアル磁気軸受を備えた磁気軸受装置 | |
| EP2006999B1 (en) | Axial gap type motor/generator | |
| US6833647B2 (en) | Discoid machine | |
| JPWO2015104821A1 (ja) | 同期電動機の駆動回路および、その駆動回路により駆動される同期電動機および、その同期電動機を用いた送風機および、その送風機を用いた空気調和機 | |
| GB2468695A (en) | A stator assembly incorporating permanent magnets and wound field poles for an inductor machine. | |
| RU99663U1 (ru) | Малошумный вентильно-индукторный двигатель | |
| US10574123B2 (en) | Concentric dual rotor electric machine | |
| CN104505961B (zh) | 一种外转子电动发电机 | |
| JP2011120429A (ja) | 磁石式発電機 | |
| CN210405045U (zh) | 轴向并列复合电机 | |
| RU2302692C9 (ru) | Электромеханический преобразователь | |
| FI119458B (fi) | Järjestely sähkökoneen jäähdyttämiseksi | |
| CN107124081B (zh) | 稀土永磁电机和压缩机 | |
| US7851956B2 (en) | Electric motor with a low number of revolutions, in particular to drive lifting devices | |
| JP2005057941A (ja) | 回転電機 | |
| JP2010516224A (ja) | 多相の駆動もしくは発電電気マシン | |
| WO2011155875A1 (ru) | Малошумный вентильно-индукторный двигатель | |
| WO2016182952A1 (en) | Magnetically isolated electrical machines | |
| CN207732599U (zh) | 基于脉动磁场的异步电动机 | |
| JP2012010486A (ja) | 発電システム |
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: 11792736 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 11792736 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |