WO2015137790A2 - Многовекторное индукционное сцепление и электрическая машина - Google Patents

Многовекторное индукционное сцепление и электрическая машина Download PDF

Info

Publication number
WO2015137790A2
WO2015137790A2 PCT/KZ2015/000004 KZ2015000004W WO2015137790A2 WO 2015137790 A2 WO2015137790 A2 WO 2015137790A2 KZ 2015000004 W KZ2015000004 W KZ 2015000004W WO 2015137790 A2 WO2015137790 A2 WO 2015137790A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
machine according
sib
paragraphs
induction
vector
Prior art date
Application number
PCT/KZ2015/000004
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2015137790A3 (ru
Inventor
Алдан Асанович САПАРГАЛИЕВ
Original Assignee
Алдан Асанович САПАРГАЛИЕВ
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 Алдан Асанович САПАРГАЛИЕВ filed Critical Алдан Асанович САПАРГАЛИЕВ
Priority to CA2942561A priority Critical patent/CA2942561A1/en
Priority to US15/121,389 priority patent/US20160380489A1/en
Priority to EP15762095.6A priority patent/EP3118974A4/en
Priority to AU2015230087A priority patent/AU2015230087A1/en
Publication of WO2015137790A2 publication Critical patent/WO2015137790A2/ru
Publication of WO2015137790A3 publication Critical patent/WO2015137790A3/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/28—Layout of windings or of connections between windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/08—Salient poles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/14—Stator cores with salient poles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/18—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures
    • H02K1/182—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures to stators axially facing the rotor, i.e. with axial or conical air gap
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/28—Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures
    • H02K1/30—Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures using intermediate parts, e.g. spiders
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/24—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets axially facing the armatures, e.g. hub-type cycle dynamos
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2201/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
    • H02K2201/06—Magnetic cores, or permanent magnets characterised by their skew
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information

Definitions

  • the present invention relates to electric machines (EM - electric machine), such as electric motors (electric motors - converting electricity to mechanical energy) and electric generators (electric generators - converting mechanical energy to electricity), including linear EM and rotary EM, used for production respectively , linear force or torque (disk) of electric induction force.
  • EM - electric machine such as electric motors (electric motors - converting electricity to mechanical energy) and electric generators (electric generators - converting mechanical energy to electricity), including linear EM and rotary EM, used for production respectively , linear force or torque (disk) of electric induction force.
  • the present invention relates to an apparatus and method for operating an induction-coupled unit (SIB) system in an EM, which includes two or more parts of induction-interacting blocks (SSIB) subsystems moving relative to each other
  • EMs are so widespread that one or more EMs are present in all types of household and industrial appliances.
  • an electric machine can only work as an electric motor, while in other applications an electric machine can only work as a generator.
  • EM can selectively work (dual-mode electric machine) either as an engine or in generator mode.
  • EM can have two or more supports for these moving parts of SIB relative to each other.
  • One of the pillars is the main other side.
  • the main support is the central support shaft, for a linear machine, the support platform.
  • three supports for three parts of the SIB are needed.
  • EMs with a sourceless subsystem (EMSSOEB) containing SSIB with a sourceless block ( ⁇ ) are used; moreover, one of SSIB is made in the form of an electromagnetic subsystem (SSAMB), while others are made in the form of a sourceless subsystem (SSOEB), including with permanent magnets.
  • EMSSOEB with SIB is known, which contains one of the fractions of the single-vector electromagnet ABO: the base fraction, the closed fraction, and z is the integrated fraction.
  • US 8368273 proposes ways to minimize torque ripple Ob h -REMSSOEB, based on the selection of the position of the air gaps between the poles of the permanent magnets OEB, which is placed on the rotor. Moreover, on the rotor, in its axial direction, several rows of permanent magnets can be placed. In US 8013489 B2, in contrast to US 8508094 B2 and US 8368273, the AMB is placed on a rotating rotor shaft, which makes it possible to reduce the size of low-power electric motors.
  • REMSSOEB there is an interest in the possibilities of creating and using a closed-fraction REMSSOEB SIB (OI-REMSSOEB).
  • OI-REMSSOEB is divided into two types: vertical scan (Olh - REMSSOEB), which I often call Dual-rotor motor, for example, US 7898134 Bl, US 20080088200 Al; and horizontal scan ( ⁇ ⁇ -REMSSOEB), which is often referred to as a pancake-type motor / generator for example, US 20060244320 Al, US 8242661 B2, US 20130147291 Al.
  • US 7898134 Bl proposes an OI h -REMSSOEB electric motor in which: the core of the electromagnet is made of a multilayer thin magnetically soft material; all induction-inhomogeneous medium of external and internal ring rotors (SSOEB) are made in the form of separate permanent magnets; the winding is made of thick-walled copper; SSOEB is attached to the central support shaft using a C-shaped intermediate platform.
  • SSOEB induction-inhomogeneous medium of external and internal ring rotors
  • US 20080088200 Al proposes a MS OI h -REMSSOEB multi-section (MS) electric generator containing several closed fractions, based on which individual electric generators are made (made in the form of a plurality of EMs located along the axial direction), which are components of MS OI h -REMSSOEB.
  • MS ⁇ - REMSSOEB electric motor variants are proposed in which the SSAMB electromagnets are made with flat spiral-shaped windings without a core.
  • US 8242661 B2 proposes MS OI I-REMSSOEB with various options for the geometry of permanent magnets and their relative positions in SSOEB.
  • linear EMSSOEBs with a closed horizontal SIB fraction (OI I -LEMSSOEB) of rectilinear or curvilinear motion are also used, about which some information can be obtained, for example, in US 20130249324, Al, US 8587163 B2 and US 8593019 B2.
  • US 20130249324 Al proposes an OI I -LEMSSOEB with linear motion SIB in which the geometry of SSOEB magnetless teeth is optimized in order to obtain a high efficiency value.
  • US 8587163 B2 proposes an OI -LEMSSOEB with a reciprocating SIB in which the SIB is pierced by a single guide rod.
  • US 20090009010 A1 proposes an EMSSOEB with a closed SIB fraction containing bi-directional, oppositely directed pair-stream (two-line) electromagnet windings at different positions of permanent magnets on the teeth of SSAMB or SSOEB.
  • US 8593019 B2, US 8624446, and US 20130076159 A1 are proposed by EMSSOEB with various SIB fractions: base fraction, closed fraction, z - integrated fraction, two base fractions with combined (attached) OEB in the middle of the SIB.
  • US 8624446 proposes EMSSOEB with SSAMBs with ternary winding ensembles of electromagnets, in which adjacent ensembles of electromagnets have an electrical phase difference of 60 °.
  • US 20130076159 A1 proposes EMSSOEB with SSAMBs with various kinds of winding assemblies of electromagnets. At the same time, one block as part of SSAMB may consist of several parts.
  • EP 1829188 A1 proposes alternating arrangements of permanent magnets in SSOEB, in particular in the form of sandwiches, in order to protect them from demagnetization and magnetic field amplification.
  • US 20130313923 A1 it is proposed to make substrates of permanent magnets in SSOEB from materials of increased thermal conductivity, with the aim of heat removal from permanent magnets and to prevent their strong overheating, which can lead to a decrease in efficiency, as well as demagnetization of permanent magnets.
  • the main objective of the present invention is to propose a method and EM that ensure efficient use of the SIB volume, in order to increase the specific power (the ratio of output power to the size of the EM) for various EM.
  • the invention additionally provides an increase in efficiency.
  • the proposed variants of the induction coupling method in the SIB cover all types of EM.
  • the inventive method and EM meet the criteria of the invention, since at the filing date of the application no similar solutions have been identified.
  • the method and EM have a number of significant differences from known methods and devices for their implementation.
  • the proposed method and EM can be implemented on the basis of existing equipment using materials, components and technologies developed in the industry.
  • the proposed method is carried out by increasing the surface area of the induction coupling per unit volume while reducing the proportion of the inefficient part of the winding and the use of strong permanent magnets of a new type.
  • the main difference of the proposed method from the known method is that the SSIB carries out an induction interaction with each other based on at least one of the features selected from group (a) to (c):
  • the SIB implements a multi-vector induction interaction between SSIBs, using at least
  • At least one electromagnet selected from the group including the following: combining at least two one-vector windings that are made with or without a core; a symmetric or antisymmetric multi-vector winding, which is made with or without a core;
  • (b) carries out induction interaction, based on the use of at least one of the types of permanent magnets selected from the group including the following types: closed-layer permanent magnet P G type; symmetric or antisymmetric multi-vector permanent magnet; (c) carries out induction interaction based on the use of a vertically multi-row SIB, which contains vertically more than one AMB.
  • an electric machine which includes an outer casing, a support system for various parts of EM and a system of induction-interacting units (SIB), where the SIB consists of at least two moving subsystems of induction-interacting units (SSIB), each of which includes one or more induction blocks with an internal structure, and at least one SSIB is an electromagnetic subsystem of induction-interacting blocks (SSAMB), containing, at m, at least one electromagnetic induction unit (AMV) a magnetic system which requires the use of an alternating electromagnetic field.
  • SIB consists of at least two moving subsystems of induction-interacting units (SSIB), each of which includes one or more induction blocks with an internal structure, and at least one SSIB is an electromagnetic subsystem of induction-interacting blocks (SSAMB), containing, at m, at least one electromagnetic induction unit (AMV) a magnetic system which requires the use of an alternating electromagnetic field.
  • SSAMB electromagnetic subsystem of induction-interacting blocks
  • the main difference of the proposed magnetic system is that it has at least one feature selected from group (a) - (c):
  • (a) its SIB is multi-vector and with the possibility of multi-vector induction interaction between the SSIB and includes at least one electromagnet selected from the group including the following: a combination of at least two single-vector windings, which is made with or without a core ; symmetrical or antisymmetric multi-vector winding, which is made with or without a core;
  • (b) includes at least one type of permanent magnet selected from the group: a closed-layer permanent magnet of a P G type; symmetric or antisymmetric multi-vector permanent magnet;
  • the vertical-middle lines of the sides of the electromagnetic windings are located at an angle with respect to the line of its base, where this angle is limited to 0 ⁇ OL ⁇ ;
  • the type of its multi-vector winding and multi-vector magnet selected from the group including the following types of forms: single-femoral multi-vector G - figurative; symmetrical double-thigh (L-shaped); antisymmetric two-thigh (L-shaped);
  • the types of L-shaped winding and multi-vector magnet are selected from the group including the following types: parallel two-thigh with a straight top side; parallel two-thigh with a semicircular upper side; diverging two-thigh with a straight upper side; divergent two-thigh with sectron-ring upper side; sector of the second-order curve;
  • its multi-vector electromagnet includes the corresponding multi-vector armature of the electromagnet, which belongs to the group of types of fittings: G-shaped; open symmetric ⁇ -shaped; closed symmetric ⁇ -shaped; open antisymmetric ⁇ -shaped; closed antisymmetric ⁇ -shaped;
  • the types of ⁇ -shaped reinforcement are selected from the group including the following types: parallel-two-thigh with a straight upper side; parallel two-thigh with a semi-ring upper side; diverging two-thigh with a straight upper side; diverging two-thigh with a sector-ring upper side; second-order curve shapes;
  • an ⁇ -shaped closed type electromagnet is made with flat or with curved shoes;
  • an L-shaped open type electromagnet as part of an open-type electromagnetic unit, includes an external intermagnetic bridge bus made from the end faces of the electromagnets;
  • an ⁇ -shaped closed type electromagnet as part of a closed-type electromagnetic unit, includes an internal intermagnetic bridge-bus;
  • the block structure of the SIB includes at least one of the fractions of the blocks: basic; closed; ⁇ -integrated; x-integrated;
  • the placement of blocks in the SIB is made in the form selected from the group: single-row structure, vertical-two-row structure, vertically multi-row structure;
  • SIB blocks is made in the form selected from the group: vertical, horizontal and mixed;
  • the SIB is made single-row, while the block structure of the SIB is made in the form of block fractions selected from the group: basic, closed and z-integrated, which are located in the form of a scan of blocks: horizontal, vertical, mixed;
  • the SIB is made vertically double-row, containing a sourceless block ( ⁇ ), while the block structure of the SIB is made in the form of block fractions: basic, closed, ⁇ -integrated, x-integrated, which are located inside the EM in the form of: vertical blocks for rows containing non-lateral OEV; in any type of scan of blocks for rows, one of which consists of lateral OEVs;
  • the SIB is made vertically multi-row (in three or more rows), while the block structure of the SIB is made of fractions selected from the following types: basic, closed, ⁇ -integrated, x-integrated, which are located in a horizontal scan of the blocks in the EM for rows not containing non-lateral OEVs or containing non-lateral OEVs only on one of the extreme rows;
  • the SIBs are arranged vertically, for rows containing lateral or non-lateral OEBs, while the areas for connecting the blocks to each other are attached to the main support EM;
  • SSIBs made separately from each other are attached to one or several different side supports.
  • - winding material of the electromagnet is made in the form selected from the following group of types: wire; lamellar; printed;
  • the winding of the electromagnet is made in the form selected from the group consisting of the following types: concentrated, semi-concentrated and dispersed;
  • the electromagnets of each block are made in the form of a single ensemble or as a series of ensembles, which are selected from the group: single, binary, ternary;
  • the winding material of the electromagnet is made of a wire / plate of large cross section to minimize resistive losses
  • the current directions in both flows are made in the form selected from the group: parallel, antiparallel;
  • each of the ensembles of electromagnets is attached to a single base (bridge / bus) of magnetically soft material; - in it, the electromagnet is selected from the group consisting of the following types: without a core with a flat winding (for example, spiral-shaped); without a core with a volume winding (for example, self-supporting, with a quadrangular frame frame); with a core made of magnetically soft material, made with or without a shoe; with a core of magnetically soft material made with one or more magnets on a shoe or on a tooth; with a core of magnetically soft material made of a magnet in the core of the core; with a core made of a permanent magnet;
  • the core shoe is made of magnetically soft material
  • - soft magnetic material is selected from the group consisting of the following types: stamped and stacked a large number of sheets of metal plates; twisted metal plate; magnetically soft powder material (sintered ferromagnet); composite material;
  • the shoe of the core is made in the form of partially or completely removable from the tip of the core;
  • SSIB is made in the form of a sourceless subsystem
  • SSOEB sourceless subsystem
  • an induction-heterogeneous medium selected from the group containing the following types: periodic protrusions and grooves (multi-toothed), made of soft magnetic material; with codirectional or antidirectional permanent magnets of periodic location on the surface, partially in the pocket or completely in the pocket of magnetically soft material with or without air indentations between the magnets;
  • codirectional or antidirectional permanent magnets while the surface of the OEV is made as selected from the group: (a) periodically petal-convex; (b) of uniform height with or without periodically air indentations; cobination (a) and (b);
  • - SSAMB or SSOEB is stationary, in particular attached to a fixed support;
  • each electromagnet is made separately and in a block they are assembled on a single or several-part AMV frame, and they are mechanically attached in at least one form selected from the following group: mechanical engagement of electromagnets with the frame; packaging with packaging material, for example, resin;
  • - it is made in the form of many EMs located along the axial direction; - it includes at least two SSOEB, made with the ability to move, in particular to rotate in one of the following ways: independently of each other; co-directed; in opposite directions;
  • the housing sections for SIB include: the upper end part C m ⁇ 1, the two sides C m 2 ⁇ and C m 22 separable from each other;
  • the section of its housing for the main support includes two sides of the housing for SIB that are separable from C m 31 and C M 32, with a central hole in one or two sides of the housing for the SIB to accommodate the central support shaft;
  • - its induction part has at least one type of cooling system: ventilation-air, closed-flow liquid, closed-evaporation liquid;
  • winding portion p01 may be involved in creating other windings
  • windings may be involved in creating other windings.
  • the two sides of the surface between the two side p1, p2 parts of the winding form two sides of the single-vector winding OW.
  • Two sides of the single-vector winding OW from the side of its transverse parts pt and pt2 form two end faces of the single-vector winding OW.
  • the xz-plane of electromagnets which is their vertical plane, will be called the xz (A) -plane or h-plane;
  • the zy-plane of electromagnets which is their upper plane, will be called the zy (A) -plane or the CO-plane;
  • the xy plane of the electromagnets which is their lateral plane, will be called the xy (A) plane or the X plane.
  • the main plane of the induction effect of the winding of the electromagnet with the environment is the% plane.
  • the distance between the two lateral p ⁇ and p2 parts of the winding is the width of the winding
  • the distance between the two transverse rt! and pt2 parts of the winding is the height of the winding.
  • FIG. 4 shows OW in a section in the b-plane OWh.
  • FIG. 8a-8c show well-known OW deployment patterns in EM: SIB in an EM of the form SObRhh, including a vertical vertical bFOh fraction of the upper end attachment of the AMB to the EM body; SIB in the EM type SOIRhh, including the closed IFOH fraction of a vertical scan of the lateral attachment of the AMB to the EM body; a group of individual SIBs in an EM of the form SOIRAh, each of which includes a closed horizontal IFOH fraction of the upper end attachment of the AMV to the EM body (a system containing a plurality of EMs located along their single axial direction).
  • SIB scans consisting of two base fractions or the z-integrated fraction are known (they are shown in the sources mentioned in the review).
  • lateral OBs first lateral OBsl and second lateral OBsl sourceless blocks
  • induction-inhomogeneous medium the first induction-heterogeneous medium ⁇ , the second induction-inhomogeneous medium j 2, respectively, of the side OBs, the first side OBsl and the second side OBs2 of the sourceless blocks
  • a bridge / bus pb a first bridge / bus p ⁇ , a second bridge / bus p2 of the magnetic field, respectively, of the side OBs, the first side OBsl and the second side OBs2 of the sourceless blocks
  • the present invention provides multi-vector windings for electromagnets.
  • Multi-vector windings provide the following capabilities: curved surface induction clutch; a high density of the field strength in a unit volume, compared with the known one-vector winding for electromagnets; reducing the volume of winding material.
  • FIG. 9- 46 in a schematic view some examples of the types and subtypes of the proposed multi-vector windings are shown — their formation, symbolic designations, spatial orientations in the reporting coordinate system.
  • the figures are multi-vector windings of electromagnets,
  • any of these angles can be limited to “greater than 0 less than w”.
  • FIG. Figures 9, 11, and 12 show spatial images of the types of multi-vector single-core (G-shaped) electromagnet windings with incoming and outgoing wiring parts of the wl w2 winding: concentrated TW.0, half-concentrated YWA, and dispersed TW.2.
  • FIG. 10a and 10b the coils of a multi-vector single-femoral winding are shown, for the prostate, in a fused form, respectively, without transition TWa.O in FIG. 10a and antisymmetric with transition TWa.O in FIG. 10b.
  • the two sides of the surface between the two lateral p ⁇ p2 parts of the winding form two lateral sides O W.
  • Two sides of the surface between two end faces p7 and? 8 parts of the winding form two end sides OW.
  • the angle between the lateral and end external sides is larger than ⁇ , and the angle between the lateral and end internal sides is smaller than.
  • the lower rt1 and the lateral rt3 transverse parts of the--shaped winding do not participate in the creation of the electromotive force EOM.
  • FIG. 13-22b shows examples of the implementation of some types of double-thigh (L-shaped) windings of an electromagnet.
  • FIG. 13 16 and 17 show spatial images of multi-vector types, with the straight upper side parallel to the two-thigh electromagnet windings with the incoming and outgoing wiring parts of the winding wl 2: lumped Wa.O, half-concentrated AWaA and dispersed AWa.2.
  • FIG. 14 and 15 the coils of a multi-vector double-thigh winding are presented, for the prostate, in a fused form, respectively, without going to FIG. 14 and antisymmetric with transition A.O in FIG. fifteen.
  • FIG. Figures 18 and 21 show spatial images of two more types: with a straight upper side of diverging AWc.O and a second-order curve AWe.O of concentrated multi-vector two-thigh windings of electromagnets.
  • FIG. 19 and 20 turns of the multi-vector double-threaded winding AWc.O are presented, for the prostate, in a fused form, respectively, without going to FIG. 19 and antisymmetrically with the transition to FIG. 20.
  • FIG. 22 and 23 the coils of the multi-vector AWe.O multi-threaded winding are presented, for the prostate, in a fused form, respectively, without going to FIG. 22a and antisymmetrically with the transition AWe.O in FIG. 22b.
  • the lower transverse parts pt1 and pt2 of the L-shaped winding do not participate in the creation of an electromotive force EM.
  • Two sides of the surface between the two lower transverse parts ⁇ and pt2 of the L-shaped winding form its inner and lower sides.
  • FIG. 23-33 show symbolic views of electromagnet windings in the h - plane.
  • FIG. 23 shows a single-vectron - OWfi.
  • FIG. 24-30 shown are multi-vector: single-thigh - TW h; with a straight upper side parallel to the two-thigh - AWah, 'with a semi-circular upper side parallel to the two-thigh - AWbh; with a straight upper side diverging two-thigh - AWch; with sectron-ring upper side divergent two-thigh - AWdh; a two-hip shape of the type of a second-order curve - AWeh; with a straight upper side parallel to the two-thigh antisymmetric - AWa.
  • FIG. 31-33 shows the types of sections of the windings of electromagnets: single-electron - OWHQ; multi-vector single-hips - TWah; multi-vector two-thigh - AW
  • FIG. 34-40 show symbolic views of the windings of electromagnets in ( ⁇ - plane.
  • Fig. 34 shows a single-electron - OWco.
  • Figs. 35 and 36 show: multi-vector single-thigh - TWd); multivector two-thigh - AWco.
  • FIG. 41-46 show symbolic views of electromagnet windings in the X plane).
  • FIG. 41 shows a single-vectron - OWX.
  • FIG. 42 and 43 show: multi-vector single-thigh - T WaX] multi-vector two-thigh - AWX.
  • FIG. 44-46 shows the types of sections of the windings of electromagnets: single-vector - OWX; multivector single-thigh - TWX (>; multivector two-thigh - ⁇ ⁇ ⁇ .
  • the present invention proposes to use a closed multilayer P G type of magnets, and an antisymmetric group of magnets that allow creating with high intensity and stability, with a given direction of magnetic intensity fields in space.
  • FIG. 47-58 show some examples of the implementation of the types of the proposed closed multilayer P c type of magnet, and an antisymmetric group of magnets - their formation, symbolic designations, spatial orientations in the reporting coordinate system.
  • FIG. 47a, 47b, and 48 show two types of closed-multilayer P c type of magnet, in the particular case when the magnet has only three layers and they are straight. Of course, they can contain two layers or more than three layers, can also be curved. In any case: the width of the gap between the layers is small ⁇ —> 0, the thickness of the layer is less than its length ⁇ 1 ⁇ .
  • FIG. 47a and 47b show two types of closed-multilayer P Q type magnet in a longitudinally vertical plane, respectively a type closed at the edges of the P Ga zx type and closed through the jumpers of the P Gb zx type.
  • FIG. 48 shows a P Q view of a magnet in cross section along a transverse vertical plane.
  • FIG. 49-52 in the two two borrowed planes zx and zy, the symbolic designations of the T ⁇ -type of the magnet are shown: the symbolic designations in FIG. 49 and 50 correspond to the positions of the magnet shown in FIG. 47 and 48; Symbols in FIG. 51 and 52 correspond to the positions of the magnet when the coordinate plane zx is parallel to the longitudinally horizontal plane of the magnet.
  • FIG. 53-58 in the aforementioned ⁇ -plane (the ⁇ plane of the electromagnet windings), symbolic notation of some of the geometry of the formation of the P c type of magnet and the antisymmetric group of magnets are shown. .
  • FIG. 53-58 in the aforementioned ⁇ -plane (the ⁇ plane of the electromagnet windings), symbolic notation of some of the geometry of the formation of the P c type of magnet and the antisymmetric group of magnets are shown. .
  • FIG. 55a and 55b multivector single-handed magnets are shown, respectively, directed by the single-pole side of the GR with aH ® and the double-pole side ⁇ 0 ⁇ .
  • FIG. 55c and 55d respectively show a multi-directional single-core magnet directed the bipolar side ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ and consisting of two non-folded magnets
  • FIG. 56a shows a multi-directional dual-core magnet AP G h omb ⁇ admirrang directed by the single-spindle side.
  • multi-vector double-handed magnets can also have similar diverse ones, as we have shown for multi-vector single-handed magnets.
  • FIG. 57a and 58 multi-vector two-pole magnets are shown, each of which is an antisymmetric group of magnets: ⁇ 0 ⁇ - consisting of two TP G ah @ - type of magnets; ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ - consisting of four non-layered magnets.
  • FIG. 59-81 in the aforementioned b-plane (the ⁇ plane of the windings of electromagnets) in symbolic notation, some of the possibilities for forming types of block structure (principles of the arrangement of different types of induction blocks) in the SIB are shown.
  • the block structure of the SIB it is conditionally possible to isolate at least one of the fraction of blocks: the base fraction of the SIB; closed fraction SIB; ⁇ ⁇ - integrated SIB fraction; X x is the integrated SIB fraction.
  • multi-block SIB is divided into: single-row structure, double-row structure, multi-row structure.
  • dashed lines with dots are axes of symmetry; short-dashed lines indicate that the circuit of the image is broken, and it may have a continuation similar to the images shown.
  • the base fraction is formed by an electromagnetic unit created on the basis of the circuits of one of the types of windings mentioned in FIGS. 23-30, and connected to it by a sourceless unit. In FIG.
  • the basic fractions SIB bFTah, bFash, bFa2h, bFa3h, bFbh and bFalh are shown, which are formed respectively by the electromagnetic blocks ABTA, ABi, ABa2, ABaZ, ABB and ABa2 when the corresponding sourceless blocks are joined to them: internal OBTa; lateral OBs; internal OB 2, OVAZ, OBV and OBA2. All electromagnetic units, with the exception of the closed electromagnetic unit AVi, and the one-vector electromagnetic unit ABO are open. At the closed electromagnetic unit ABi, the distance between the hips is made small and without the possibility of placing the sourceless unit OEB there.
  • the closed fractions are formed by additional docking of the elements of the sourceless blocks to the base fractions, while only one side of the electromagnetic block remains open.
  • Some of the closed SIB fractions are shown in Figs. 65-69: IFau, IF sh, IFa2, IFa3fi and IFb.
  • IFauh is a definite exception, which is formed by the docking of the closed electromagnetic unit ABi with the semicircular sourceless block OVi.
  • the sourceless blocks of OEBs are divided into sideless sourceless blocks of OBs and non-sideless sourceless blocks: internal OVTa; internal OBa2, OVAZ, OBV, and OBa2; semicircular OVi.
  • the integrated SIB fraction is formed by the docking of two electromagnetic blocks of the base fraction by the lateral sides of their AMB, while the z - integrated SIB fraction can additionally include one or more sourceless blocks.
  • x - the integrated SIB fraction is formed by the docking of two electromagnetic blocks of the base fraction by their active (in creating an electromotive force in EM) end faces.
  • the x - integrated SIB fraction may additionally include one or more sourceless blocks.
  • Single-row SIB structures include at least two electromagnetic blocks, and any of them can be formed on the basis of a choice from the set of mentioned basic, closed and z-integrated SIB fractions, docking them together from the sides.
  • Double row SIB structures can be formed from two single-row SIB structures.
  • FIG. 82 in the b-plane, the principle of combining (attaching) to each other two closed fractions IFI and IF2 in SIB through common magnetic bridges pb0 and pbdl is shown in a schematic form. Moreover, the electromagnetic blocks AMB ⁇ and AMB2 have separate intermediate platforms, respectively pbo ⁇ and pbo2, for attaching them to a common support.
  • the electromagnetic blocks in this case, AMB ⁇ and AMB2, together form SSAMB, the rest of the SIB forms SSOEB.
  • the vertical plane EM is compatible with the aforementioned h-plane (the ⁇ -plane of the electromagnet windings).
  • FIG. 83-88 based on the view in FIG. 82, some of the scan types of SIB blocks are shown: in FIG. 83-85 shows a vertical scan (h - scan) of SIB blocks with lateral attachment of one of the SSIB; in FIG. 86 and 87 show a horizontal scan (L, scan) of SIB blocks with an upper end attachment of one of the SSIBs; in FIG. 88 shows a mixed scan of SIBs with mixed attachment.
  • FIG. 83-88 intersecting dot-dashed lines of the SIB region are divided into four (Fig. 83-87) or eight quadrants (Fig. 88), each of which contains a base fraction or a closed fraction. Moreover, any SIB region is symmetric with respect to the central vertical dotted line, and therefore, the designations of the SIB components are introduced only to one of the symmetric parts of the SIB.
  • SIB contains the base fraction bFh ⁇ 1 and the closed fraction IFK2 ⁇ . Based on FIG. 83 shows some of the rules that apply to all of FIGS. 83-87:
  • - the numbering of quadrants is carried out on the right side by a column, for example, 1.1, 1.2, 2.1, 2.2 and further;
  • the shown types of attachment of SIB units are applicable for any type of linear and rotary EM - the intermediate bcol SSOEB platform can be attached to the main support (to the central support shaft of the rotary EM or to the linear EM support platform);
  • one of the SSIBs is attached to at least one of the sides of the casing ⁇ 21 and C m 22, while the upper end face C M ⁇ 1 of the casing can be free.
  • FIG. 84 shows a linear EM EMLh2 ⁇ fi in which SSOEB is attached to the sides of the case.
  • SSAMB through the intermediate platform bc ⁇ is attached to the supporting platform (base) bc2 linear EM.
  • FIG. Figures 85-88 show rotational EMs, respectively, of the types EMRhl ⁇ h, EMR / ll lh, EMR 2 ⁇ h and ⁇ , in which one of the subsystems of the SSIB blocks near the boundaries of the other SSIB is attached to an intermediate platform, which through one hub huvl 1, for example, as on EMR X, EMRX2, or more hubs, for example, as on EMRhl Yh EMRb Yh through two hubs huv2 ⁇ and huv22, connected to the central shaft axle.
  • the number of hubs does not matter, and depend on the requirements of mechanical rigidity of the components EM.
  • SSAMB is attached to the upper sides of the chassis. In this case, the SSOEB is attached to the central axle support shaft. In FIG. 86 SSAMB is attached to the upper end of the chassis. In this case, the SSOEB is attached to the central axle support shaft.
  • SSOEB is attached to the upper end of the chassis.
  • SSAMB is attached to the central axle support shaft.
  • FIG. 88 of the eight fractions of SSAMB blocks, four are attached to the upper end face of the case, and the remaining four are attached to the sides of the case; SSOEB is attached to the central axle support shaft.
  • 107-117 in the CO plane in symbolic notation shows the principles of the formation of internal structures of AMB and OEB in the SIB.
  • FIG. 89 shows the SIB sector, broken off on four sides by dashed lines, within which internal block structures will be considered.
  • electromagnetic unit AMV electromagnetic unit
  • general view of the cut for any kind of windings of electromagnets jWco, where j 0, T, A side sourceless block OBs; induction-inhomogeneous medium ⁇ ; bridge / bus of the magnetic field pb.
  • the final constructions of the types of formation of the block structure (principles of relative positioning of various types of interacting blocks) in the SIB can be diverse.
  • the section of the winding should take one of the analogs shown in FIG. 38-40.
  • FIG. 90 and 91 are shown, respectively: a single-vector ABO winding in the OWco section; multi-vector winding ABA in the context of KWcQ ⁇ .
  • the ScoWI sector of the SIB system has an additional block - an internal sourceless block of ⁇ réelle type.
  • FIG. 92-106 show some of the features of the electromagnet windings as part of the SIB system.
  • FIG. 92 shows a SIB ScoW3 sector with ternary winding ensembles of electromagnets.
  • the block of ternary ensembles of electromagnets has a period of two groups of electric phases UVW and IU IV IW, in which the difference between the electric phases from each other is ⁇ .
  • the block can consist of several parts separated from each other and two groups of electric phases UVW and / U IV IW can be located on different parts of the block.
  • the discussed winding options can be transferred to our proposed SSAMB.
  • FIG. 93 shows a single AMB unit for three-phase current.
  • FIG. 94 and 95 respectively, the case of antiparallel and parallel currents of single-socket parts of two adjacent windings is shown.
  • FIG. 96-106 some examples of multi-vector double-threaded windings are shown.
  • FIG. 96-99 shows the possibilities of ensuring the execution of parallel (Fig. 96 and 97) and antiparallel (Fig. 98 and 99) currents in the single-socket parts of two adjacent windings with one pair of input and output windings for two and three ensembles of windings.
  • FIG. 100 shows an example of a semi-centered winding.
  • FIG. 101-104 examples of the joining of two parts of multi-vector two-thigh antisymmetric windings are shown.
  • FIG. 105 and 106 show the orientations of the magnetic field vectors in different parts of the winding, respectively, for symmetric and antisymmetric windings.
  • FIG. 107-111 shows the performance of the cores of electromagnets.
  • FIG. 107 illustrates ps cores of electromagnets with quadrangular tips / tines.
  • FIG. 108 shows the tips of the cores of electromagnets with removable shoes es. Shoes may not be removable.
  • FIG. 109 the shoes of electromagnets are shown with the permanent magnets Pn ⁇ 1 placed on them. The permanent magnets on each there may be several shoes.
  • FIG. 110 shows a core nP2 ⁇ consisting of two parts, between which a magnet Pn2 ⁇ is placed.
  • FIG. 111 shows the core Pb1 made in the form of two magnets.
  • FIG. 112-117 there are shown OEB embodiments in which magnetic bridges / buses pb and heterogeneities of the inductive interaction interaction include magnetically soft materials.
  • FIG. 112 shows the heterogeneity of the induction interaction j Ol, made in the form of periodically located teeth to and depressions si in a magnetically soft material.
  • FIG. 113 shows the heterogeneity of the induction interaction ⁇ , in which, in contrast to FIG. 112, unidirectional permanent magnets ⁇ are additionally located in the depressions si.
  • FIG. 114 shows the heterogeneity of the induction interaction juu2, made in the form of periodically arranged multidirectional permanent magnets 2 ⁇ .
  • surfaces OEB facing AMB may have constant curvature or periodically variable curvature.
  • permanent magnets can be made on the surface, or in a pocket, or partially in a pocket of a bus bridge made of magnetically soft material.
  • FIG. 115a shows the heterogeneity of the induction interaction / / 10 with permanent magnets of the form ⁇ ⁇ 0, partially fulfilled in the pocket of a magnet-soft material.
  • the surface s0 OEB facing AMB has a periodically variable curvature (petal-like). Note that at least one of the parts 101 and 102 of the permanent magnet ⁇ ⁇ 0 may be absent, in particular, there may be an air layer instead.
  • FIG. 115b-117 shows the types of execution of the OEB, in which the permanent magnets are located in the pockets of the busbar made of magnetically soft material.
  • FIG. 115b shows the inhomogeneity of the induction interaction ⁇ 21, which includes periodically arranged multidirectional permanent magnets ⁇ 2 ⁇ .
  • the surface s2 of the OEB facing the AMB is made flat and there is a recess sil and an air bag 201 on at least one side of each magnet P / l2 ⁇ .
  • the surface 53 of the sourceless block OEB facing the electromagnetic block AMB is made periodically variable curvature (petal-shaped).
  • open type electromagnetic block AvAZ and its composition is an open type electromagnet AMa3 shown in projection on the h-plane EM.
  • the electromagnetic block ABaB is presented without winding and in disassembled form, which shows: the magnetic bridge / bus ab2 of the electromagnet and for it to fit the tip / prong p b2; core / core winding; side shoe es of the electromagnet and for it to fit the tip / tooth ps; internal shoe eo; additional lateral guide stops ca ⁇ and lower guide limiter ca2 electromagnet soaks.
  • FIG. 119 is the same as in FIG. 118, but includes an AWa electromagnet winding.
  • FIG. 120 presents the electromagnetic unit ABAN assembled. In FIG. 120, all components, with the exception of the external magnetic bridge / busbar of the electromagnet ab2 and the tip / prong for landing pa2, are related to the electromagnet AMAZ.
  • FIG. 121-126 sector of the AVAZ block and its composition, the AMAZ electromagnet is shown in projection onto the ⁇ -plane EM.
  • FIG. 121 and 122 correspond to FIG. 118 and 119, but are represented in the X, -plane.
  • FIG. 123 presents the same as in FIG. 120, but is presented in the% plane and the magnetic bridge / bus of the electromagnet a2 is separately shown from the electromagnet AMAZX.
  • FIG. 124-126 shows a sector of an AVAX block: FIG. 124 shown — without es shoe and AWa; in FIG. 125 shown - without shoe es; in FIG. 126 is shown — AVAZX in its entirety.
  • the additional lateral guides limiters ca ⁇ and cal windings of the electromagnet can be solid, and also made of magnetically insulating material.
  • FIG. 127-130 closed type electromagnetic block AVi2N and its composition is a closed type electromagnet AVi shown in projection on the h - plane EM.
  • FIG. 127 electromagnetic block AVi is presented without winding and in disassembled form, which shows: internal magnetic bridge / bus electromagnet abu; pi winding core / core; lateral flat shoe of the electromagnet es and for it to fit the tip / tooth ps; the upper flat shoe of the eZ electromagnet and for its landing the tip / tooth of rz.
  • FIG. 128 presents the same as in FIG.
  • FIG. 129 and 130 correspond to FIG. 127 and 128, but they include the Wu winding and are assembled as two electromagnetic blocks AVi and ABulh, respectively, with external flat shoes and with external curved shoes, which contain the magnetic bridge / bus of the electromagnet abu and, accordingly, the closed type electromagnets type AMi and AMulh.
  • FIG. 131-133 in a projection onto the X-plane EM, sectors of the closed type of electromagnetic blocks ABulX and ABulX are shown: in FIG. 131 is shown without ps shoes and without AWu winding in FIG. 132 and 133, respectively, are shown sectors of the closed type of electromagnetic blocks with flat ABulX shoes and with curved ABulX shoes in full force.
  • FIG. 121-133 sectors of the AMB are shown in which the vertical-midline of the sides of the winding and the shoe of the electromagnet are perpendicular to the direction of their relative motion with OEV.
  • the vertical midline of the sides of the winding and the electromagnet shoe may be
  • the angle ⁇ is different from -.
  • FIG. 134-136 Some examples of the implementation of such AMB variants are shown in FIG. 134-136, where the angles 7d m 5 Y ⁇ > Y ⁇ a correspond to the said angle ⁇ relative to the relative motion for: AMu22h, which is an analogue of the oblique position relative to the perpendicular to the closed sector of the type of electromagnetic unit AMul; AB022X, which is an analogue of the oblique arrangement with respect to the perpendicular arrangement of the said sector of the single-vector type of the AMOlX electromagnetic unit; ⁇ Beach32%, which is an analogue of the oblique arrangement with respect to the perpendicular arrangement of the said open sector of the electromagnetic type of the ⁇ réelle ⁇ electromagnetic block.
  • AMu22h which is an analogue of the oblique position relative to the perpendicular to the closed sector of the type of electromagnetic unit AMul
  • AB022X which is an analogue of the oblique arrangement with respect to the
  • FIG. 140-146 based on the figures 59-88, a number of principles for placing blocks in an EM are presented depending on the types of blocks. At the same time, the following notation was introduced: bca, bca ⁇ , bca2 are intermediate platforms for connecting electromagnetic blocks to their supports; Bco, bcol, bco2, bco and bco are intermediate platforms for connecting sourceless blocks to their supports.
  • FIG. 140-142 single-row chains of closed fractions, respectively, IFOh, IFau, IFa3h are shown with their intermediate platforms bc, bc, bc, and bco1 for connecting them to the attachment supports in EM.
  • a single-row flail may consist of at least two, combined from the sides of the base and / or closed SIB fractions. Moreover, in any of them, adjacent OEB ⁇ and OEB2 can be performed together, as shown in FIG. 140, or separately, as shown in FIG. 141.
  • FIG. 143-145 illustrate the possibilities of attaching blocks in the EM for the double-row SIB structures shown in FIG. 75-77b. Any of these structures in the EM can be placed vertically and it is advisable that the areas of attachment of the blocks to each other (in Fig. 143 and 145 intermediate platforms bc, and in Fig. 144 intermediate platform bc) can be attached to the main support EM. Moreover, in FIG. 145 intermediate platforms bco1 and bco1 can be attached to one side support, and intermediate platforms bco1 and bco to another side support, which allows them to move independently, for example, rotates in different directions.
  • FIG. 146 based on the SIB structure of FIG. 78, the block attachment capabilities in EM for the SIB structures shown in FIG. 78-81.
  • Such structures if limited to two rows, in the EM can be placed in any type of vertical or horizontal scan. If any of them is multi-row, it can be placed vertically in the EM.
  • bco ⁇ and bco1 can be attached to one side support, or to two different side supports.
  • FIXED SHEET (RULE 91) CAPACITY made vertically two-block and can serve as an example for the construction of vertically multi-block EM.
  • EMRh includes: the upper compartment of the blocks, contains a single-vector electromagnetic block ABO and located on its two sides, lateral sourceless blocks OBs; the lower compartment of the blocks contains a two-threaded multi-vector closed-type electromagnetic block AVi and a semicircular sourceless block OVi connected to it.
  • the intermediate platform bco is used to attach, through the hubs, the sourceless blocks OBs and OBi to the supporting central shaft or to the housing EM.
  • the intermediate bc platform serves to attach the electromagnetic blocks ABO and ABi to a support not occupied by the intermediate bc platform.
  • Linear EM in the form of EMLX is made vertically single-block and it includes the aforementioned: a two-threaded multi-vector open-type electromagnetic unit ABi and located on its two sides, side sourceless blocks of the type OBs, as well as an internal sourceless unit ⁇ rion (not visible), which are attached to the intermediate bc platform.
  • the intermediate platform bc can be attached to the supporting platform (base) EM.
  • FIG. 149 in the projection on the h - plane and in Fig. 150 in the projection on the% - plane one of the embodiments of the housing for rotary EM is shown.
  • FIG. 149 and 150 show only one half with rotational symmetry of the image: the upper end side of the body, made in the form of two half rings, shows only one half C m ⁇ ; the upper sides of the casing, made in the form of four circular disk-shaped half rings, only two of them are shown C m 2 ⁇ and C m 22; bottom two sides
  • FIXED SHEET (RULE 91) the case, one of which is made in the form of a circular disk-shaped half-ring (with an opening for the central shaft), shows only one of its half C m 32 and the other of which is made in a circular disk-shaped form, only one of its half M 3 ⁇ is shown.
  • Each of these components of the housing can be made separately and collapsible from each other.
  • FIG. 151 and 152 show the mechanical engagement ho to the intermediate platform bc, respectively: for the open sector of the AVaZ electromagnetic unit and its composition, the open type of the electromagnet AM 3 shown in projection on the X-plane in FIG. 126 AVAZH; for the closed-type sector of the ABulfi electromagnetic unit and its composition, the closed-type electromagnet ABi, shown in projection on the X-plane in FIG. 133 with curved ABulX shoes.
  • the arrows indicate the directions of the currents in the windings.
  • Any EM operates on the basis of the motion of SSIBs moving relative to each other, and produces electricity or mechanical motion.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Linear Motors (AREA)
  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
  • Dynamo-Electric Clutches, Dynamo-Electric Brakes (AREA)

Abstract

Настоящее изобретение относится к электрическим машинам (ЕМ - electric machine), таким как электрические двигатели и электрические генераторы, которые преобразуют, соответственно, электроэнергии в механическую энергию и механическую энергию в электричество, включая линейного движения ЕМ, криволинейного движения ЕМ и вращающегося (поворотные) движения ЕМ. Более конкретно, настоящее изобретение относится к способу работы и устройству индукционной системы ЕМ, которая включает две основные магнитно- зацепляющихся подсистемы, например, подсистему включающую постоянные магниты, и подсистему включающую электромагниты. При этом индукционная система ЕМ включает, по меньшей мере, одной особенности, выбранной из группы, состоящей из следующих видов (а)- (с): (a) выполнена многовекторной (MV - multiple-vector) и ее индукционная система выполнена с обеспечением многовекторного сцепления; (b) по меньшей мере, один из постоянных магнитов выбран из группы, включающей: замкнутослоенный постоянный магнит; П-образная антисимметричная группа постоянных магнитов. (c) ее индукционная система выполнена вертикально многорядной и по вертикали включает два или более электромагнитный индукционный блок.

Description

МНОГОВЕКТОРНОЕ ИНДУКЦИОННОЕ СЦЕПЛЕНИЕ
И ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА
Настоящее изобретение относится к электрическим машинам (ЕМ - electric machine), таким как электрические двигатели (электродвигатели - преобразование электроэнергии в механическую энергию) и электрические генераторы (электрогенераторы - преобразование механическую энергию в электричество), включая линейного ЕМ и вращательного ЕМ, использующие для производства соответственно, линейную силу или крутящий момент (дисковый) электроиндукционной силы.
Более конкретно, настоящее изобретение относится к устройству и способу работы системы индукционно-взаимодействующих блоков (SIB) в ЕМ, которая включает два или более частей подвижных относительно друг друга подсистем индукционно-взаимодействующих блоков (SSIB)
ЕМ настолько широко распространены, что в любых видах бытовой и промышленной техники присутствует одна или более ЕМ. В некоторых приложениях, электрическая машина может работать исключительно в качестве электродвигателя, в то время как в других приложениях электрическая машина может работать исключительно как генератор. ЕМ может избирательно работать (двухрежимная электрическая машина) либо как двигателя или в режиме генератора.
В зависимости от количества движущихся относительно друг от друга частей (подсистем индукционно-взаимодействующих блоков SSIB), ЕМ может иметь два или более опор для этих движущихся относительно друг от друга частей SIB. Одна из опор является основной другие побочными. Например, для вращательной ЕМ основной опорой является центральный опорный вал, для линейной машины - опорная платформа. Например, в случае, когда две части SIB движутся в противоположенных направлениях или независимо, а третья часть неподвижна относительно них, нужна три опоры для трех частей SIB.
В областях использования ЕМ, где на первом плане стоят (главными являются) требования - малые габариты и большой КПД (коффициент полезного действия), используются ЕМ с безисточниковой подсистемой (EMSSOEB), содержащей SSIB с безисточниковым блоком (ОЕВ), при этом, одна из SSIB выполнена в виде электромагнитной подсистемы (SSAMB), а другие выполнены в виде безисточниковой подсистемы (SSOEB), в том числе с постоянными магнитами. В настоящее время известны EMSSOEB с SIB, которая содержит один из фракции одновекторного электромагнита АВО : базовая фракция, замкнутая фракция и z - интегрированная фракция.
Наиболее широко распространено ЕМ с безисточниковой подсистемой EMSSOEB вращательного вида движения (REMSSOEB) с SIB вращательного вида, включающего базовой фракции одновекторного электромагнита вертикальной развертки (h -развертки) верхнего торцового прикрепления (Ob h -REMSSOEB). Для демонстрации их некоторых характерных функциональных особенностей отметим патенты - US 8508094 В2, US 8368273, US 8013489 В2, US 8310126 В1, и ЕР 2466725 А1. В US 8508094 В2 предложена Ob h -REMSSOEB с большой концентрацией магнитных потоков от роторного постоянных магнитов. При этом также предложены пути решения проблем компромиссной оптимизации между максимальным значением крутящего момента и минимальным значением механической инерцией его ротора, на котором размещена ОЕВ. В US 8368273 предложены пути минимизации пульсации крутящего момента Ob h -REMSSOEB, на основе подборов положения воздушных зазоров между полюсами постоянных магнитов ОЕВ, которая размещена на роторе. При этом на роторе, в его осевом направлении, могут быть размещены несколько ряд постоянных магнитов. В US 8013489 В2, в отличие от US 8508094 В2 и US 8368273, АМВ размешена на крутящемся валу ротора, что дает возможность уменьшить размеры маломощных электродвигателей. В US 8310126 В1: для изготовления АМВ электромагнитов предлагает использовать порошковые металлические стрежены; предлагает регулировать температуру АМВ на основе циркуляции охлаждающей жидкости по трубе; обсуждается преимущества синусоидальных котроллеров по сравнению с датчиками Холла, при детектировании положения постоянных магнитов ОЕВ по отношению частей АМВ. Детектирование положения постоянных магнитов необходимо для управления электропитанием АМВ с целью варьирования скорости движения ОЕВ относительно АМВ. В ЕР 2466725 А1 предложено снабдить ОЕВ выступами для детектирования положения постоянных магнитов ОЕВ по отношению частей АМВ.
С целью увеличения КПД и выходной мощности при малых размерах
REMSSOEB появляется интерес к возможностям создания и использования REMSSOEB с замкнутой фракцией SIB (OI-REMSSOEB).
OI-REMSSOEB разделяется на два типа: вертикальной развертки (Olh - REMSSOEB), которых часто называю Dual-rotor motor, например, US 7898134 Bl, US 20080088200 Al; и горизонтальной развертки (ΟΙ λ -REMSSOEB), которых часто называю pancake-type motor/generator например, US 20060244320 Al, US 8242661 B2, US 20130147291 Al.
В US 7898134 Bl предложен электродвигатель OI h -REMSSOEB у которого: сердечник электромагнита выполнен из многослоёного тонкого магнето-мягкого материала; все индукционно-неоднородная среда внешних и внутренних кольцевых роторов (SSOEB) выполнены в виде отдельных постоянных магнитов; обмотка выполнена из толстостенной меди; SSOEB прикреплена к центральному опорному валу с помощью С-образной промежуточной платформы.
В US 20080088200 Al предложен многосекционный (MS - multiserial) электрогенератор MS OI h -REMSSOEB, содержащий нескольких замкнутых фракции, на основе которых выполнены отдельные электрогенераторы (выполнена в виде множество ЕМ, расположенных вдоль осевого направления), являющихся составляющими MS OI h -REMSSOEB. В US 20060244320 Al предложены варианты электродвигателя MS ΟΐΛ - REMSSOEB у которых электромагниты SSAMB выполнены с плоскими спирально образными обмотками без сердечника.
В US 8242661 В2 предложены MS OI Я -REMSSOEB с различными вариантами геометрии постоянных магнитов и их взаимное расположение в SSOEB.
В US 20130147291 Al предложены варианты конструкции MS OI λ -REMSSOEB и способов сборки ее в целом. В частности предлагают: выполнит башмаки сердечников электромагнитов съемными; SSAMB упаковать в армированный пластик, предусмотрев при этом каналы в армированном пластике для охлаждения SSAMB.
В US 20130057091 Al предложен электродвигатель включающий SIB вращательного вида, z - интегрированной фракции вертикальной развертки.
На практике используются также линейные EMSSOEB с замкнутой фракцией SIB горизонтальной развертки (OI Я -LEMSSOEB) прямолинейного или криволинейного движения, о которых некоторые сведения можно получит, например, в US 20130249324, Al, US 8587163 В2 и US 8593019 В2.
В US 20130249324 Al предложена OI Я -LEMSSOEB с SIB линейного движения, в которой геометрия безмагнитных зубцов SSOEB оптимизированы, с целью получения высокого значения КПД. В US 8587163 В2 предложена OI -LEMSSOEB с SIB возвратно-поступательного вида, в котором SIB пронизана единым направляющим штоком.
Известны ряд изобретений, например, US 20090009010 Al, US 8593019 В2, US 8624446, и US 20130076159 Al, в которых предложены различные варианты EMSSOEB с фракцией SIB, которые могут быть использованы в индукционной системе любого из видов прямолинейной, криволинейной и вращательной движения EMSSOEB.
В US 20090009010 А1 предложена EMSSOEB с замкнутой фракцией SIB, содержащей двухсторонне разнонаправленные парно-поточные (двухпоточные) обмотки электромагнита при различных расположениях постоянных магнитов на зубцах SSAMB или SSOEB.
US 8593019 В2, US 8624446, и US 20130076159 А1 предложены EMSSOEB с различными вариантами фракцией SIB: базовая фракция, замкнутая фракция, z - интегрированная фракция, две базовые фракции с объединенными (присоединенными) ОЕВ в середине SIB.
В US 8593019 В2 предложена EMSSOEB, в которой смежные электромагниты имеют электрическую разность фаз 180° и при различных расположениях постоянных магнитов на зубцах SSAMB или SSOEB. В этой работе также рассмотрена линейная LEMSSOEB криволинейного движения с шарнирами между АМО.
В US 8624446 предложена EMSSOEB с блоками SSAMB с троичными обмоточными ансамблями электромагнитов, в которой смежные ансамбли электромагнитов имеют электрическую разность фаз 60° .
В US 20130076159 А1 предложена EMSSOEB с блоками SSAMB с различными видами обмоточных ансамблей электромагнитов. При этом один блок в составе SSAMB может состоять из нескольких частей.
Мы привели краткий обзор изобретений, чтобы показать уровень развития ЕМ, конструкционные особенности составляющих ЕМ и ввести термины пригодные для общего рассмотрения и анализа различных видов составляющих ЕМ и ее в целом. В известных изобретениях ЕМ, использованы многочисленные и узко специфичные термины. Из этого обзора изобретений следуют ряд общее выводы для всех видов известных ЕМ.
Во-первых, во всех известных ЕМ для SSAMB используется одновекторные прямотрубчатые (в основном четырехугольной формы) обмотки электромагнитов, которые непосредственной близости с двух сторон (входа и выхода) трубки позволяет получить однонаправленный вектор напряженности электрического поля.
Во-вторых, для эффективного использования входной мощности (повышения КПД) и для уменьшения габаритов ЕМ в его SSOEB или в SSOEB и SSAMB целесообразно использовать систему постоянных магнитов, создающую сильное магнитное поле. Создание сильного магнитного поля с помощью постоянных магнитов зависит от магнитной силы каждого магнита, их взаимного расположения и от внешних условий. Некоторые пути решения этих проблем изложены, например, в патентах US 8512590 В2, US 8400038 В2, ЕР 1829188 А1 и US 20130313923 А1. В US 8512590 В2 предложен способ получения спеченного феррита-магнита. В US 8400038 В2 предложены пути фокусировки магнитного поля с целью минимизации рассеяния магнитного поля. В ЕР 1829188 А1 предлагается варианты взаимного расположения постоянных магнитов в SSOEB, в частности в виде сэндвичей, с целью защиты их от размагничивания и усиления магнитного поля. В US 20130313923 А1 предлагается выполнить подложки постоянных магнитов в SSOEB из материалов повышенной теплопроводности, с целью теплоотвода из постоянных магнитов и недопущения их сильного перегрева, которое может привести снижению КПД, а также размагничиванию постоянных магнитов.
Основной задачей настоящего изобретения являются предложение способа и ЕМ обеспечивающих эффективного использования объема SIB, с целью увеличения удельной мощности (отношения выходной мощности к габариту ЕМ) для различных EM. Изобретение дополнительно обеспечивает увеличения величины КПД. При этом предложенные варианты способа индукционного сцепления в SIB охватывают все виды ЕМ.
Заявляемые способ и ЕМ соответствуют критериям изобретения, так как на дату подачи заявки не выявлено аналогичных решений. Способ и ЕМ имеют ряд существенных отличий от известных способов и устройств, для их осуществления. Предлагаемый способ и ЕМ могут быть реализованы на основе имеющегося оборудования с использованием освоенных в промышленности материалов, комплектующих и технологий.
Предлагаемый способ осуществляется путем увеличения площади поверхности индукционного сцепления на единицу объема при уменьшении доли неэффективной части обмотки и использования сильных постоянных магнитов нового типа.
Основное отличие предлагаемого способа от известного способа заключается в том, что SSIB осуществляет между собой индукционное взаимодействие на основе, по меньшей мере, одной из особенностей, выбранной из группы (а)-(с):
(a) SIB осуществляет многовекторное индукционное взаимодействие между SSIB, на основе использования, по меньшей мере,
по меньшей мере, одного электромагнита, выбранного из группы, включающей следующие: объединение, по меньшей мере, двух одновекторных обмоток, которые выполнены с сердечником или без сердечника; симметричной или антисимметричной многовекторной обмотки, которая выполнена с сердечником или без сердечника;
(b) осуществляет индукционное взаимодействие, на основе использования, по меньшей мере, одного из видов постоянных магнитов, выбранных из группы, включающей следующие виды: замкнуто-слоеный постоянный магнит PG -типа; симметричный или антисимметричный многовекторный постоянный магнит; (с) осуществляет индукционное взаимодействие на основе использования вертикально многорядной SIB, которая содержит по вертикали более одного АМВ.
Другие отличия предлагаемого способа от известных способов заключается в том что:
- в нем осуществляются индукционное взаимодействие, при котором сумма сил, воздействующая перпендикулярно к направлению движения подвижной части SIB, в частности, ступицы вращательной ЕМ, равна нулю;
в нем осуществляют оптимизацию криволинейного поверхностного индукционного взаимодействия;
Для осуществления основной задачей настоящего изобретения предложена электрическая машина (ЕМ), которая включает внешний корпус, систему опор для различных частей ЕМ и систему индукционно-взаимодействующих блоков (SIB), где SIB состоит, по меньшей мере, из двух подвижных подсистем индукционно- взаимодействующих блоков (SSIB), каждая из которых включает один или более индукционные блоки с внутренней структурой, при этом, по меньшей мере, одна SSIB является электромагнитной подсистемой индукционно-взаимодействующих блоков (SSAMB), содержащей, при этом, по меньшей мере, один электромагнитный индукционный блок (АМВ) магнитная система которой требует использования переменного электромагнитного поля.
Основное отличие предлагаемой магнитной системы заключается в том что, она имеет, по меньшей мере, одну особенность, выбранной из группы (а)-(с):
(а) ее SIB выполнена многовекторной и с обеспечением возможности многовекторного индукционного взаимодействия между SSIB и включает, по меньшей мере, один электромагнит, выбранный из группы, включающей следующие: объединение, по меньшей мере, двух одновекторных обмоток, которое выполнено с сердечником или без сердечника; симметричной или антисимметричной многовекторной обмотки, которая выполнена с сердечником или без сердечника;
(b) включает, по меньшей мере, один из видов постоянных магнитов выбранный из группы: замкнуто-слоеный постоянный магнит PG -типа; симметричный или антисимметричный многовекторный постоянный магнит;
(c) ее SIB выполнена вертикально многорядной и по вертикали включает более одной АМВ.
Другие отличия предлагаемой VCSD от известных VCSD заключаются в том что:
- она выполнена в одном из ее видов:
- линейная ЕМ с SIB поступательного вида или с SIB возвратно-поступательного вида;
- криволинейная ЕМ с SIB поступательного вида или с SIB возвратно- поступательного вида;
- вращательная ЕМ с SIB выбранной из группы: горизонтальной развертки; вертикальной развертки; смешанной развертки;
- она выполнена криволинейной с SIB поступательного вида или SIB возвратно- поступательного вида, в которых движущаяся часть SIB выполнена с шарниром между ее составляющими и с возможностью перемещения в изогнутой форме, где изогнутая форма соответствует криволинейной поверхности неподвижной части SIB;
- она включает, по меньшей мере, один АМВ, у которого вертикально-средние линии боковых сторон электромагнитных обмоток расположены под углом по отношению к линии ее основания, где данный угол ограничен в пределах 0 < OL < Ж ;
- вид ее многовекторной обмотки и многовекторного магнита выбраны из группы, включающей следующие виды форм: однобедренный многовекторный Г - образный; симметричный двухбедерный ( Л -образный); антисимметричный двухбедерный (Л -образный);
- в ней типы Л -образной обмотки и многовекторного магнита выбраны из группы, включающей следующие виды: параллельно двухбедерный с прямой верхней стороной; параллельно двухбедерный с полукольцевой верхней стороной; расходящийся двухбедерный с прямой верхней стороной; расходящийся двухбедерный с сектронокольцевой верхней стороной; сектор кривой второго порядка;
- в ней для любого вида Λ -образной обмотки и многовекторного магнита
12
выполняется соотношение 0,02 -<— -< 2 , где введены обозначения параметров Λ - образной формы кривой обмотки и многовекторного магнита: высота /1 ; ширина 12 ; расстояние между нижними поперечными частями обмотки у ее основания /3 ;
ее многовекторный электромагнит включает соответствующую многовекторную арматуру электромагнита, которая принадлежит группе видов арматур: Г -образная; открытая симметричная Λ -образная; закрытая симметричная Λ -образная; открытая антисимметричная Λ -образная; закрытая антисимметричная Λ -образная;
- в ней типы Λ -образной арматуры выбраны из группы, включающей следующие виды: параллельно-двухбедерная с прямой верхней стороной; параллельно двухбедерная с полукольцевой верхней стороной; расходящаяся двухбедерная с прямой верхней стороной; расходящаяся двухбедерная с секторнокольцевой верхней стороной; формы кривой второго порядка;
- в ней Λ -образный закрытого типа электромагнит выполнен с плоскими или с изогнутыми башмаками; в ней Л -образный открытого типа электромагнит, в составе электромагнитного блока открытого типа, включает внешную межмагнитную мост- шину, выполненую с торцевых сторон электромагнитов;
в ней Λ -образный закрытого типа электромагнит, в составе электромагнитного блока закрытого типа, включает внутренную межмагнитную мост-шину;
- блочная структура SIB включает, по меньшей мере, одну из фракций блоков: базовая; замкнутая; ζ-интегрированная; х-интегрированная;
- размещение блоков в SIB выполнена в виде выбранной из группы: однорядная структура, вертикально-двухряднная структура, вертикально-многоряднная структура;
- в ней развертка блоков SIB выполнена в виде выбранной из группы: вертикальной, горизонтальной и смешанной;
- в ней SIB выполнена однорядной, при этом, блочная структура SIB выполнена в виде выбранных из группы блочных фракции: базовых, замкнутых и z- интегрированных, которые расположены в виде развертки блоков: горизонтальных, вертикальных, смешанных;
- в ней SIB выполнена вертикально- двухрядной, содержащей безисточниковый блок (ОЕВ), при этом блочная структура SIB выполнена в виде блочных фракций: базовых, замкнутых, ζ-интегрированных, х -интегрированных, которые расположены внутри ЕМ в виде: вертикальной развертки блоков для рядов содержащих небоковые ОЕВ; в любом из видов разверток блоков для рядов один из которых состоит из боковых ОЕВ;
- в ней SIB выполнена вертикально- многорядной (в три или более рядов), при этом блочная структура SIB выполнена из фракций выбранных из следующих видов: базовых, замкнутых, ζ-интегрированных, х -интегрированных, которые расположены в горизонтальной развертке блоков в ЕМ для рядов не содержащих небоковые ОЕВ или содержащих небоковые ОЕВ только на одном из крайних рядов;
- в ней, при вертикальной развертке блоков SIB, по меньшей мере, одна из ее SSIB выполнена с боковым прикреплением к корпусу, при горизонтальной развертке блоков SIB, одна из ее SSIB выполнена с верхним торцовым прикреплением, при смещенной развертке блоков SIB, одна из ее SSIB выполнена частично с верхним торцовым и частично с боковым прикреплением;
- в ней блоки SIB расположены вертикальной разверткой, для рядов содержащих боковые или не боковые ОЕВ , при этом области присоединения блоков друг к другу прикреплены к основной опоре ЕМ;
- в ней выполненные отдельно друг от друга SSIB прикреплены к одной или к нескольким разным побочным опорам.
- обмоточный материал электромагнита выполнен в виде выбранной из следующий группы видов: проволочный; пластинчатовидный; печатный;
- обмотка электромагнита выполнена в виде выбранной из группы, состоящей из следующих видов: сосредоточенный, полусосредоточенный и рассредоточенный;
- электромагниты каждого блока выполнены в виде единого ансамбля или в виде ряда ансамблей, которые, выбраны из группы: одиночные, двоичные, троичные;
- обмоточный материал электромагнита выполнен из проволоки/пластинки большого сечения, чтобы минимизировать резистивные потери;
- в двухпоточном боковом гнезде обмотки направления токов в обоих потоках выполнено в виде выбранном из группы: параллельный, антипаралельный;
- каждый из ансамблей электромагнитов прикреплен к единому своему основанию (мосту/шине) из магнито-мягкого материала; - в ней электромагнит выбран из группы, состоящей из следующих видов: без сердечника с плоской обмоткой (например, спиральновидная); без сердечника с объемной обмоткой (например, самоподерживающая, с четырехугольной каркасной рамой); с сердечником из магнито-мягкого материала, выполненный с башмаком или без башмака; с сердечником из магнито-мягкого материала, выполненный с одним или более магнитами на башмаке или на зубце; с сердечником из магнито- мягкого материала, выполненный из магнита в ядре сердечника; с сердечником, выполненным из постоянного магнита;
- башмак сердечника выполнен из магнито-мягкого материала;
- магнито-мягкий материал выполнен выбранным из группы, состоящей из следующих видов: штампованных и уложенных большого количества листов металлических пластин; скрученной металлической пластины; порошковый магнито-мягкий материал (спеченный ферромагнит); композитный материал;
- башмак сердечника выполнен в виде частично или полностью съемным с наконечника сердечника;
- выполнена в виде EMSSOEB с безисточниковой подсистемой, при этом, по меньшей мере, одна из SSIB выполнена в виде безисточниковой подсистемы (SSOEB), и включает индукционно-неоднородную среду выбранной из группы, содержащую следующие виды: периодические выступы и выемки (многозубчатая), выполненной из магнито-мягкого материала; с сонаправленными или антинаправленными постоянными магнитами периодического расположения на поверхности, частично в кармане или полностью в кармане магнито-мягкого материала с воздушными выемками или без выемок между магнитами;
- она выполнена с сонаправленными или антинаправленными постоянными магнитами при этом поверхность ОЕВ выполнена виде выбранном из группы: (а) периодически лепесткообразно выпуклый; (b) равномерной высоты с периодически воздушными выемками или без них; кобинация (а) и (Ь);
- SSAMB или SSOEB неподвижна, в частности прикреплена к неподвижной опоре;
- в ней вертикально-средние линии боковых сторон обмоток электромагнита к направлению его относительного движения с ОЕВ составляет угол , который ограничен в пределах п < γ < 0 ;
- она включает, по меньшей мере, один АМВ у которой, вертикально-средние линии боковых сторон обмотки электромагнита по отношению к линии ее основания расположена под углом а , который ограничен в пределах 0 < < π , при этом вертикально-средние линии боковых сторон обмотки электромагнита к направлению его относительного движения с ОЕВ составляет угол , который выбран из: =— и = γ ;
- в ней вертикально-средние линии составляющих индукционно-неоднородной среды ОЕВ к направлению его относительного движения с АМВ составляет угол
Οίμ , который ограничен в пределах 0 < <Χμ < 7ΐ ;
- в ней линии составляющих индукционно-неоднородной среды ОЕВ криволинейны;
- одинаковые неоднородности, в частности выступы, двух ОЕВ, расположенные с двух сторон АМВ смещены на полпериода;
- она выполнена с обеспечением возможности равенства нулю суммы составляющих сил индукционного взаимодействия, воздействующая перпендикулярно направлению движения движущейся части SIB, например ступицы вращательной ЕМ; - в ней каждый электромагнит выполнен отдельно и в блок они собраны на едином или состоящем из нескольких частей каркасе АМВ, и механически прикреплены они, по меньшей мере, в одном виде, выбранного из следующей группы: механической зацепки электромагнитов с каркасом; упаковки с помощью упаковочного материала, например, смолы;
- в ней механическая зацепка электромагнитов с каркасом для открытого типа электромагнита выполнена с его верхней торцовой стороны, для закрытого типа электромагнита выполнена с его нижней торцовой стороны;
- она выполнена с обеспечением возможности оптимизации криволинейного поверхностного индукционного взаимодействия и один из SSIB (первый) поблизости границы другого SSIB (второго) прикреплены на!промежуточной платформе или на опоре;
- она выполнена линейной и в ней промежуточная платформа соединена к основной опоре, выполненной в виде опорной платформы;
- она выполнена вращательной и в ней промежуточная платформа, через одну или более ступиц, включая полый цилиндр, соединена к основной опоре, выполненной в виде центрального опорного вала;
- ее SIB выполнен с вертикальной разверткой, при этом одна из SSIB (первая) вблизи границы другой SSIB (вторая) прикреплена к побочной опоре, в виде одной или двух боковых сторон корпуса ЕМ;
- ее SIB выполнена с горизонтальной разверткой, при этом одна из SSIB (первая) вблизи границы другой SSIB (вторая) прикреплена к побочной опоре, в виде верхней торцовой стороны корпуса ЕМ;
- она выполнена в виде множества ЕМ, расположенных вдоль осевого направления; - она включает, по меньшей мере, две SSOEB, выполненые с обеспечением возможности двигаться, в частности вращаться одним из следующих способов: независимо друг от друга; сонаправлено; в противоположных направлениях;
- ее корпус включает два отделимых друг от друга отдела - отдел для SIB и отдел для основной опоры;
- в ней отделы корпуса для SIB включают: отделимые друг от друга верхнюю торцовую часть См\ 1 , две боковые стороны См2\ и См22 ;
- она выполнена линейной и отдел ее корпуса для основной опоры включает подложку для опорной платформы См 21.;
- она выполнена вращательной и отдел ее корпуса для основной опоры включает две отделимые друг от друга См 31 и СМ32 боковые стороны корпуса для SIB, с центральным отверстием в одной или в двух боковых сторонах корпуса для SIB для размещения центрального опорного вала;
- ее индукционная часть, имеет, по меньшей мере, один из видов системы охлаждения: вентиляционно-воздушная, замкнуто-проточная жидкостная, замкнуто- испарительная жидкостная;
Обратимся теперь к чертежам, на которых одинаковые элементы, в основном, только один раз указаны со ссылочными позициями. Настоящее изобретение может быть осуществлено во многих вариантах, и только некоторые варианты конструкции, содействующие лучшему пониманию предложенных технических решений, будут описаны посредством примеров, представляемых схематических чертежах.
В настоящее время в мировой практике используется один вид обмотки электромагнита - одновекторная обмотка OW . На фиг. 1-3 показаны пространственные изображении общеизвестных типов OW : сосредоточенная OW.0 , полусосредоточенная OW. \ и рассредоточенная OW.2 с входящей и уходящей частями проводки обмотки wl w2. При этом на фиг. 1-3 границы участков частей обмоток, принимающие и не принимающие в создания данной обмотки разделены плоскостями Ppj- , где j=l, 2, 3. Во всех этих видах OW в создании данной обмотки дают вклады только указанные прямые участки обмотки:
- в сосредоточенной обмотке OW.0 в создании данной обмотки участвуют все четыре части обмотки pi, р2, ρτΐ и рт2 ;
- в полу сред оточенной обмотке OW Л в создании данной обмотки участвуют три части обмотки - pi, р2 и рт\ ; часть р01 обмотки может участвовать в создании других обмоток;
- в расредоточенной обмотке OW.2 в создании данной обмотки участвуют две части обмотки - pi, р2; части р01 и р02; обмотки может участвовать в создании других обмоток.
Две стороны поверхности между двумя боковыми р\ , р2 частями обмотки образуют две боковые стороны одновекторной обмотки OW . Две стороны одновекторной обмотки OW со стороны ее поперечных частей рт\ и рт2 образуют две торцовые стороны одновекторной обмотки OW .
Все известные одновекторные обмотки, выполнены так, что вертикальная средняя линия расположена под углом τ0 =— к основаниям (к линиям поперечных частей ее) ρτ\ и рт2. Как известно, в создании электродвижущей силы в ЕМ участвуют две боковые части обмотки - р\ и р2 , которые называются активными частями обмотки. Поперечные части рт1 и рт2 , которых называют неактивными частями обмотки, не участвуют в создании электродвижущей силы в ЕМ. В дальнейшем в отношении любых обмоток будем придерживаться отчетную систему координат введенную на фиг.1-3 по отношению пространственной ориентации геометрии обмоток электромагнитов: xz -плоскость электромагнитов, которая является их вертикальной плоскостью, будем называть xz(A) -плоскостью или h -плоскостью; zy -плоскость электромагнитов, которая является их верхней плоскостью, будем называть zy(A) -плоскостью или СО -плоскостью; ху-плоскость электромагнитов, которая является их боковой плоскостью, будем называть ху(А)- плоскостью или X -плоскостью. При этом предполагается, что основной плоскостью индукционного воздействия обмотки электромагнита с окружающей средой является % -плоскость. Расстояние между двумя боковыми р\ и р2 частями обмотки является шириной обмотки, расстояние между двумя поперечными рт! и рт2 частями обмотки является высотой обмотки.
На фиг. 4 показана OW в разрезе в Ь -плоскости OWh .
Известны, созданные на основе О W фракции блоков SIB, показанные на фиг. 5-
7: базовая bFOh , замкнутая IFOfi и ζ-интегрированная zFO .
Рассмотрим возможности размещения/развертки блоков SIB в ЕМ. При этом, вертикальную плоскость ЕМ совместим с упомянутой Ь -плоскостью (χζ-плоскостью обмоток электромагнитов). На фиг. 8а-8с показаны известные схемы размещения OW в ЕМ: SIB в ЕМ вида SObRhh , включающей базовой фракции bFOh вертикальной развертки верхнего торцового прикрепления АМВ к корпусу ЕМ; SIB в ЕМ вида SOIRhh , включающей замкнутой фракции IFOH вертикальной развертки бокового прикрепления АМВ к корпусу ЕМ; группа из отдельных SIB в ЕМ вида SOIRAh , каждая из которых включающая замкнутую фракцию IFOH горизонтальной развертки верхнего торцового прикрепления АМВ к корпусу ЕМ (система, содержащая множество ЕМ, расположенных вдоль их единого осевого направления).
Известны виды разверток SIB, состоящей из двух базовых фракции или z - интегрированной фракции (они показаны в упомянутых в обзоре источниках).
На фиг. 5-8с также введены обозначения: боковое OBs , первое боковое OBsl и второе боковое OBsl безисточниковые блоки; индукционно-неоднородная среда , первая индукционно-неоднородная среда μΐ , вторая индукционно-неоднородная среда j 2 , соответственно, бокового OBs , первого бокового OBsl и второго бокового OBs2 безисточниковых блоков; мост/шина pb , первый мост/шина рЫ , второй мост/шина рЪ2 магнитного поля, соответственно, бокового OBs , первого бокового OBsl и второго бокового OBs2 безисточниковых блоков; мосты/шины магнитных полей abl 1 и аЫ2 , соответственно, z - интегрированной фракции zFOh и АМВ в ЕМ вида SObRhh ; промежуточные платформы Ъсо , Ьсо , bcol , Ъсо2 и для различных OBs для SIB, размещенных соответственно в ЕМ видов SObRhh , SOIRhh и SOIR h ; промежуточная платформа Ъса для прикрепления АМВ к основной опоре (опорной платформе линейной ЕМ или центральному опорному валу вращательного ЕМ) или побочной опоре (например, к корпусу ЕМ); промежуточные платформы Ъсо , bcol и Ьсо2 для прикрепления, соответственно, бокового OBs , первого бокового OBsl и второго бокового OBs2 безисточниковых блоков к основной опоре или побочной опоре.
С целью создания с высокой выходной мощностью малогабаритной ЕМ в настоящем изобретении предложены многовекторные обмотки для электромагнитов. Многовекторные обмотки обеспечивает возможности: криволинейного поверхностного индукционного сцепления; большой плотности напряженности поля в единице объеме, по сравнению с известной одновекторной обмоткой для электромагнитов; уменьшения объема материала обмотки. На фиг. 9- 46 в схематическом виде показаны некоторые примеры выполнения типов и подтипов предлагаемых многовекторных обмоток - их формирования, символические обозначения, пространственные ориентации в отчетной системе координат. При этом на фигурах многовекторные обмотки электромагнитов,
Ж
выполнены так, что вертикальная средняя линия расположена под углом —
Ж
(нпример, указанны ατ0 = Οί^ = 0ίτ α = ОСТ С = 0(Т е =— ). В общем случае любой из этих углов может быть ограничен в пределах «больше 0 меньше ж ».
На фиг. 9, 11 и 12 показаны пространственные изображении типов многовекторной однобедерной (Г -образной) обмотки электромагнита с входящей и уходящей частями проводки обмотки wl w2: сосредоточенная TW.0, полусосредоточенная YWA и рассредоточенная TW.2. При этом границы участков частей обмоток, принимающие и не принимающие для создания данной обмотки разделены плоскостями Ppj- , где j=l, 2, 3. Во всех этих видах обмотки, также как показано для одновекторной обмотки, в создании данной обмотки участвуют только указанные прямые участки обмотки.
На фиг. 10а и 10b витки многовекторной однобедерной обмотки представлены, для простаты, в слитом виде, соответственно, без перехода TWa.O на фиг. 10а и антисимметричная с переходом TWa.O на фиг. 10b.
Две стороны поверхности между двумя боковыми р\ р2 частями обмотки образуют две боковые стороны О W . Две стороны поверхности между двумя торцовыми р7 и ?8 частями обмотки образуют две торцовые стороны OW . При этом угол между боковой и торцовой внешними сторонами составляет большее чем Ж , а угол между боковой и торцовой внутренними сторонами составляет меньшее чем . Нижняя рт\ и боковая ртЗ поперечные части Г -образной обмотки не участвуют в создании электродвижущей силы ЁМ.
На фиг. 13-22Ь показаны примеры выполнения некоторых типов двухбедерной (Л -образной) обмотки электромагнита.
На фиг. 13, 16 и 17 показаны пространственные изображении типов многовекторного, с прямой верхней стороной параллельно двухбедерной обмотки электромагнита с входящей и уходящей частями проводки обмотки wl 2: сосредоточенная Л Wa.O , полусосредоточенная AWaA и рассредоточенная AWa.2. При этом границы участков частей обмоток, принимающие и не принимающие в создания данной обмотки разделены плоскостями Ppj- , где j=l, 2, 3. Во всех этих видах обмотки, также как показано для одновекторной обмотки, в создании данной обмотки участвуют только указанные прямые участки обмотки. На фиг. 14 и 15 витки многовекторной двухбедерной обмотки представлены, для простаты, в слитом виде, соответственно, без перехода на фиг. 14 и антисимитричная с переходом А .О на фиг. 15.
На фиг. 18 и 21 показаны пространственные изображения еще двух видов: с прямой верхней стороной расходящихся AWc.O и кривой второго порядка AWe.O сосредоточенных многовекторных двухбедерных обмоток электромагнитов. На фиг. 19 и 20 витки многовекторной двухбедерной обмотки AWc.O представлены, для простаты, в слитом виде, соответственно, без перехода на фиг. 19 и антисимметрично с переходом на фиг. 20. На фиг. 22 и 23 витки многовекторной двухбедерной обмотки AWe.O представлены, для простаты, в слитом виде, соответственно, без перехода на фиг. 22а и антисимметрично с переходом AWe.O на фиг. 22Ь.
Во всех типах двухбедерной (Л -образной) обмотки электромагнита: две стороны поверхности между двумя боковыми частями р\ и р2 обмотки образуют две боковые стороны левой части О W ; две стороны поверхности между двумя боковыми р5 и рб частями обмотки образуют две боковые стороны правой части OW . Две стороны поверхности между двумя торцовыми рЗ и р4 частями обмотки образуют две торцовые стороны О W . При этом угол между боковой и торцовой внешними сторонами составляет большее чем , а угол между боковой и торцовой внутренними сторонами составляет меньшее чем π , На фиг. 21, также показаны обозначения параметров Л - образных обмоток: высота /1 ; ширина 12 ; расстояние /3 между нижними поперечными частями обмотки у ее основания.
Нижние поперечные части рт1 и рт2 Л -образной обмотки не участвуют в создании электродвижущей силы ЕМ. Две стороны поверхности между двумя нижними поперечными частями ρτΐ и рт2 Л -образной обмотки образуют ее внутреннюю и нижнею сторону.
На фиг. 23-33 показаны символические виды обмоток электромагнитов в h - плоскости. На фиг. 23 показана одновектроная - OWfi . На фиг. 24-30 показана многовекторные: однобедерная - TW h ; с прямой верхней стороной параллельно двухбедерная - AWah ,' с полукольцевой верхней стороной параллельно двухбедерная - AWbh ; с прямой верхней стороной расходящихся двухбедерная - AWch ; с сектронокольцевой верхней стороной расходящихся двухбедерная - AWdh ; двухбедерной формы типа кривой второго порядка - AWeh ; с прямой верхней стороной параллельно двухбедерная антисимметричная - AWa . На фиг. 31-33 показаны виды разрезов обмоток электромагнитов: одновектроная - OWHQ ; многовекторная однобедерная - TWah ; многовекторная двухбедерная - AWah .
На фиг. 34-40 показаны символические виды обмоток электромагнитов в (ύ - плоскости. На фиг. 34 показана одновектроная - OWco . На фиг. 35 и 36 показаны: многовекторная однобедерная - TWd) ; многовекторная двухбедерная - AWco . На фиг. 37-40 показаны виды разрезов обмоток: общее для любого вида обмотки - jW&Q , где у' = 0,Г,Л ; одновектроная - OWcoO многовекторная однобедерная -
YWco ; многовекторная двухбедерная - AWcoO .
На фиг. 41-46 показаны символические виды обмоток электромагнитов в X - плоскости). На фиг. 41 показана одновектроная - OWX . На фиг. 42 и 43 показаны: многовекторная однобедерная - T WaX ] многовекторная двухбедерная - AWX . На фиг. 44-46 показаны виды разрезов обмоток электромагнитов: одновекторная - OWX ; многовекторная однобедерная - TWX(> ; многовекторная двухбедерная - Λ^λΟ .
Для создания высокой напряженности магнитного поля при малом габарите и высокой устойчивости экстремальным внешним условиям постоянного магните в настоящем изобретении предложен использовать замкнуто-многослоенного PG -вида магниты, и антисимметричную группу магнитов, которые позволяют создавать с высокой напряженностью и устойчивостью, с заданной направленностью напряженности магнитного поля в пространстве. На фиг. 47-58 показаны некоторые примеры выполнения типов предлагаемого замкнуто-многослоенного Рс -вида магнита, и антисимметричную группу магнитов - их формирования, символические обозначения, пространственные ориентации в отчетной системе координат.
На фиг. 47а, 47Ь и 48 показаны два типа замкнуто-многослоенного Рс -вида магнита, при частном случае, когда магнит имеет всего три слоя и они прямые. Конечно они могут содержать два слоя или более трех слойев, также могут быть криволинейными. В любом случае: ширина зазора между слоями мала Ηεμ— > 0 , толщина слоя меньше чем его длина Μμ 1μ . На фиг. 47а и 47Ь показаны два типа замкнуто-многослоеного PQ -вида магнита в продольно-вертикальной плоскости, соответственно замкнутый по краям PGazx тип и замкнутый через перемычек PGbzx тип. На фиг, 47Ь показаны, когда: слои замкнуты через четыре перемычки csl , cs2, cs3 и cs4 ; двоякосимметричный относительно двух плоскостей - координатной zy-плоскости и геометрической средней плоскости, параллельной координатной ху-плоскости. В общем случае эти условий не обязательны - количество перемычек и пространственные конфигурации могут быть произвольными. На фиг. 48 показан PQ -вида магнит в разрезе по поперечно-вертикальной плоскости.
На фиг. 49-52 , в упомянутых двух взаймопрепендикулярных плоскостях zx и zy показаны символические обозначения Т^ -типа магнита: символические обозначения на фиг. 49 и 50 соответстуют положениям магнита показанных на фиг. 47 и 48; символические обозначения на фиг. 51 и 52 соответстуют положениям магнита, когда координатная плоскости zx параллельна продольно- горизонтальной плоскость магнита.
На фиг. 53-58, в упомянутой -плоскости (χζ-плоскости обмоток электромагнитов) показаны символические обозначения некоторых из геометрии формирования Рс -вида магнита и антисимметричной группы магнитов. . На фиг.
53 и 54, показаны символические обозночения магнитов, показанных на фигурах фиг. 49 и 51, соответственно, направленные (к нам) однопольюсной стороной IPh® и двухполюсной стороной lPh& . На фиг. 55а и 55Ь, показаны многовекторные однобедерные магниты, соответственно, направленные однопольюсной стороной ГРсаН ® и двухполюсной стороной ΓΡ0αΗ . На фиг. 55с и 55d показаны соответственно многовекторный однобёдерный магнит, направленный двухполюсной стороной ΤΡΰαΣΗΘ и состоящий из двух не слоенных магнитов
TPcazh ® , которые состоят из двух частей, разделенные любой из плоскостей
Ο 02 , ОхО и Oj04 . На фиг. 56а показан, направленный однонолыосной стороной многовекторный двухбедерный магнит APG h Θ . Конечно у многовекторных двухбедерных магнитов также могут быть подобные разнообразные, как мы показали для многовекторных однобедерных магнитов. На фиг. 57а и 58, показаны многовекторные двухведерные магниты, каждый из которых является антисимметричной группой магнитов: ΑΡ0αΗΘ - состоящий из двух TPGah @ - типа магнитов; ΑΡςα^Η - состоящий из четырех не слоенных магнитов.
На фиг. 59-81, в упомянутой Ь, -плоскости (χζ-плоскости обмоток электромагнитов) в символических обозначениях показаны некоторые из возможностей формирования видов блочной структуры (принципы взайморасположения различного вида индукцирующихся блоков) в SIB. В блочной структуре SIB условно можно выделит, по меньшей мере, одну из фракции блоков: базовая фракция SIB; замкнутая фракция SIB; Ζ ζ - интегрированная фракция SIB; X х - интегрированная фракция SIB. При этом по характеру размещения блоков в пространстве многоблочные SIB разделяется на: однорядной структурой, двухряднной структурой, многоряднной структурой.
За боковые, торцовой и нижней сторонами базовой, замкнутой фракции SIB и электромагнитного блока примем соответствующие стороны обмотки электромагнита.
Отметим, что, на фигурах: пунктирные линии с точками являются осями симметрии; коротко-пунктирные линии показывают, что цепь изображении оборвана, и она может иметь продолжение, подобное показанным изображениям. Базовая фракция образована электромагнитным блоком, созданного на основе цепей одного из типов обмоток упомянутых на фиг.23-30, и стыкованный с ним безисточниковым блоком. На фиг. 59-64 показаны базовые фракции SIB bFTah , bFash , bFa2h, bFa3h , bFbh и bFalh , которые образованы соответственно электромагнитными блоками АВТа , АВи , АВа2 , АВаЗ , АВЬ и АВа2 при стыковке к ним соответсвующих им безисточниковых блоков: внутренний ОВТа ; боковой OBs ; внутренние ОВ 2 , ОВаЗ , ОВЬ и ОВа2. Все электромагнитные блоки, за исключением закрытого электромагнитного блока АВи , и одновекторного электромагнитного блока АВО являются открытыми. У закрытого электромагнитного блока АВи расстояние между бедрами выполнены малыми и без возможности размещения там безисточникового блока ОЕВ.
Замкнутые фракции формируются дополнительной стыковкой элементов безисточниковых блоков к базовым фракциям, при этом остается открытой только одна сторона электромагнитного блока.. Некоторые из замкнутых фракции SIB показаны на фиг.65-69: IFau , IF sh , IFa2 , IFa3fi И IFb . В замкнутых фракциях определенное исключение составляет IFauh , что образована стыковкой закрытого электромагнитного блока АВи с полукруговым безисточниковым блоком ОВи .
Безисточникововые блоки ОЕВ, как уже отмечено, разделяются на боковые безисточникововые блоки OBs и на не боковые безисточникововые блоки: внутренний ОВТа ; внутренние ОВа2 , ОВаЗ , ОВЬ , и ОВа2 ; полукруговой ОВи .
z - интегрированная фракция SIB формируются стыковкой двух электромагнитных блоков базовых фракции боковыми сторонами их АМВ, при этом z - интегрированная фракция SIB может дополнительно включать один или более безисточниковые блоки. Некоторые из примеров формирования z - интегрированной фракции SIB показаны на фиг.70-74:
х - интегрированная фракция SIB формируются стыковкой двух электромагнитных блоков базовых фракции их активными (в создании электродвижущей силы в ЕМ) торцовыми сторонами. При этом х - интегрированная фракция SIB может дополнительно включать один или более безисточниковые блоки. Некоторые из примеров формирования х - интегрированной фракции SIB показаны на фиг. 75, 76а и 80, соответственно, xFT h , xFaih и xFasfi в составе многоблочных структур SIB.
Однорядные структуры SIB включает, по меньшей мере, двух электромагнитных блоков, и любую из них можно формировать на основе выбора из множества упомянутых базовых, замкнутых и z - интегрированных фракции SIB, стыковав их между собой с боковых сторон.
Двухрядные структуры SIB, как показаны примеры на фиг. 75-81, можно формировать из двух однорядных структур SIB. По меньшей мере, трехрядные структуры SIB целесообразно, для технологичности сборки и ремонта, формировать с ОЕВ, выполненный боковом виде OBs , как показаны, в виде примера, на фиг. 79- 81, или в виде с ОЕВ, выполненный боковом виде OBs во всех рядах, за исключением одного из крайних рядов, как показано, в виде примера, на фиг. 78.
На указанных фигурах приведены не все возможные варианты формирования структуры SIB, но нами даны принципы их построения испециалистам нетрудно продолжит построение и дальше, на основе и по аналоги приведенных примеров. Например: на фиг. 78 и 81 верхние ряды блоков можно повернут вертикально; на фиг. 80 один из рядов или оба ряды блоков можно повернут вертикально. При стыковках структурных фракции боковые стороны двух смежных ОЕВ на фиг. 76а, 77а, 78-81 присоединены (выполнены слитно), но в любой из таких структур они могут быт пристыкованы отдельно (близко расположены) и также могут подвижными относительно друг друга.
На фиг. 82, в Ь -плоскости в схематическом виде показан принцип объединения (прикрепления) между собой двух замкнутых фракции IFI и IF2 в SIB через общие магнитопроводыные мосты рЪо\ и pbdl . При этом электромагнитные блоки АМВ\ и АМВ2 имеют отдельные промежуточные платформы, соответственно pbo\ и pbo2 , для прикрепления их к общей опоре.
Электромагнитные блоки, в данном случае АМВ\ и АМВ2 , совместно, образует SSAMB, остальная часть SIB образует SSOEB.
Рассмотрим возможности размещения и развертки блоков SIB в ЕМ. При этом, как уже упомянуто, вертикальную плоскость ЕМ совместим с упомянутой h - плоскостью (χζ-плоскостью обмоток электромагнитов).
На фиг. 83-88, на основе представлении на фиг. 82, показаны некоторые из видов развертки блоков SIB: на фиг. 83-85 показана вертикальная развертка (h - развертка) блоков SIB с боковым прикреплением одной из SSIB; на фиг. 86 и 87 показана горизонтальная развертка (Л, -развертка) блоков SIB с верхним торцовым прикреплением одной из SSIB; на фиг. 88 показана смешанная развертка блоков SIB со смешанным ее прикреплением.
На фиг. 83-88 пересекающимися точка-пунктирными линиями области SIB разделены на четыре (фиг. 83-87) или на восемь квадрантов (фиг. 88), каждый из которых содержит базовую фракцию или замкнутую фракцию. При этом любая область SIB симметрична относительно центральной вертикальной точка- пунктирной линии, и поэтому, обозначений составляющих SIB введены только одной из симметричной части SIB. На фиг. 83 SIB содержит базовую фракцию bFh\ 1 и замкнутую фракцию IFK2\. На основе фиг. 83 показаны некоторые правила, которые придерживается для всех фиг. 83-87:
- нумерация квадрантов проводится с правой стороны по столбику, например, 1.1, 1.2 , 2.1 , 2.2 и далее;
- показанные виды прикрепления блоков SIB применимы для любого вида линейной и вращательной ЕМ - промежуточную платформу bcol SSOEB можно прикрепить к основной опоре (к центральному опорному валу вращательной ЕМ или к опорной платформе линейной ЕМ);
- при боковом прикреплении SSIB одна из SSIB прикрепляется, по меньшей мере, к одной из боковых сторон ^21 и См 22 корпуса, при этом верхняя торцовая сторона СМ\ 1 корпуса может быть свободной.
На фиг. 84 показана линейная ЕМ EMLh2 \fi , в которой к боковым сторонам корпуса прикреплена SSOEB. При этом SSAMB через промежуточную платформу Ъса\ прикреплена к опорной платформе (основанию) Ъса2 линейной ЕМ.
На фиг. 85-88 показаны вращательные ЕМ, соответственно видов EMRhl \h , EMR/ll lh , EMR 2\h и ЕМЯЪ , в которых одна из подсистем блоков SSIB поблизости границы другой SSIB прикреплены на промежуточную платформу, что через одну ступицу huvl 1 , например, как на EMR X , EMRX2 , или более ступиц, например, как на EMRhl Yh EMRb Yh через двух ступиц huv2\ и huv22 , соединено с центральным валом axle . Количество ступиц не имеет принципиального значения, и зависеть от требований механической жесткости составляющих ЕМ.
На фиг. 85 SSAMB прикреплена к верхним боковым сторонам корпуса. При этом SSOEB прикреплена к центральному опорному валу axle . На фиг. 86 SSAMB прикреплена к верхней торцовой стороне корпуса. При этом SSOEB прикреплена к центральному опорному валу axle .
На фиг. 87 SSOEB прикреплена к верхней торцовой стороне корпуса. При этом SSAMB прикреплена к центральному опорному валу axle .
На фиг. 88: из восьми фракции блоков SSAMB четыре прикреплены к верхней торцовой стороне корпуса, а остальные четыре прикреплены к боковым сторонам корпуса; SSOEB прикреплена к центральному опорному валу axle .
На фиг. 89-95, 107-117 в СО -плоскости в символических обозначениях показаны принципы формирования внутренних структур АМВ и ОЕВ в SIB.
На фиг. 89 представлен сектор SIB, оборванный с четырех сторон прерывистыми линиями, в рамках которого будут рассмотрены внутренние структуры блоков. При этом введены обозначения: электромагнитный блок АМВ; общий вид разреза для любого вида обмоток электромагнитов jWco , где j = 0,T,A боковой безисточниковый блок OBs ; индукционно-неоднородная среда μ ; мост/шина магнитного поля рЪ . Как отмечены по поводу фиг. 59-81, конечные конструкции видов формирования блочной структуры (принципы взаиморасположения различного вида взаимодействующих блоков) в SIB могут быть разнообразными. Конечно, в конкретном случае разрез обмотки должен принимать один из аналогов, показанных на фиг. 38-40. Для демонстрации этого, на фиг. 90 и 91 показаны, соответственно: одновекторная обмотока АВО в разрез OWco ; многовекторная обмотока АВа в разрезе KWcQ§ . При этом сектор ScoWI системы SIB имеет дополнительный блок - внутренний безисточниковый блок типа ОВа .
На фиг. 92-106 показаны некоторые из особенностей обмоток электромагнитов в составе системы SIB. На фиг. 92 показан сектор SIB ScoW3 с троичными обмоточными ансамблями электромагнитов. При этом блок троичных ансамблей электромагнитов имеют период из двух групп электрических фаз U V W и IU IV IW , у которых отличие электрических фаз друг от друга составляет β . Отметим, что блок может состоять из разделенных между собой нескольких частей и две групп электрических фаз U V W и /U IV IW могут быть расположены на разных частях блока. В упомянутых в обзоре источниках, например, в US 8624446, и US 20130076159 А1 обсужденные варианты обмоток можно перенести в предлагаемую нами SSAMB.
На фиг. 93 показан единый блок АМВ для трехфазного тока. На фиг. 94 и 95, соответственно показаны случай антипараллельные и параллельные токи одногнездных частей двух смежных обмоток.
На фиг. 96-106, показаны некоторые примеры выполнения многовекторных двухбедерных обмоток. На фиг. 96-99, показаны возможностей обеспечения выполнения параллельных (фиг. 96 и 97) и антипараллельных (фиг. 98 и 99) токов в одногнездных частях двух смежных обмоток при одной паре входа и выхода обмотки для двух и трех ансамблей обмоток. На фиг. 100 показан пример выполнения полусосредоточенной обмотки. На фиг. 101-104, показаны примеры выполнения стыковки двух частей многовекторных двухбедерных антисимметричных обмоток. На фиг. 105 и 106 показаны ориентации векторов магнитного поля в разных частях обмотки, соответственно, для симметричной и антисимметричной обмоток.
На фиг. 107-111 показаны возможности выполнения сердечников электромагнитов. На фиг. 107 показаны сердечники ps электромагнитов четырехугольными наконечниками/зубцами. На фиг. 108 показаны наконечники сердечников электромагнитов со съемными башмаками es . Башмаки могут быть и не съемными. На фиг. 109 показаны башмаки электромагнитов с размещенный на них постоянными магнитами Рп\ 1. При этом постоянные магниты на каждом башмаке могут быть несколько. На фиг. 110 показан сердечник пР2\ состоящей из двух частей, между которыми размещен магнит Рп2 \ . На фиг. 111 показан сердечник РпЪ 1 выполненный в виде двух магнитов.
На фиг. 112-117 показаны виды выполнения ОЕВ, у которых магнитные мосты/шины pb и неоднородности индукционного взаимодействия взаимодействия включает магните-мягкие материалы. На фиг. 112 показана неоднородность индукционного взаимодействия j Ol , выполненная в виде периодично расположенных зубцов to и впадин si в магните-мягком материале. На фиг. 113 показана неоднородность индукционного взаимодействия μΐΑ, у которой в отличие от фиг. 112, в впадинах si дополнительно размещены однонаправленные постоянные магниты ΙΡμΐίΙ . На фиг. 114 показана неоднородность индукционного взаимодействия juu2 , выполненная в виде периодично расположенных разнонаправленных постоянных магнитов 2Ρμ .
Как известно, поверхности ОЕВ, обращенные к АМВ, может иметь постоянную кривизну или периодично переменной кривизны. При этом постоянные магниты могут быть выполнены на поверхности, или в кармане, или частично в кармане моста-шины из магните-мягкого материала.
На фиг. 115а показана неоднородность индукционного взаимодействия / /10 с постоянными магнитами вида Ρμ\0 , выполнения частично в кармане магните- мягкого материала. При этом, также как на фиг. 115Ь - 117, поверхности s0 ОЕВ, обращенные к АМВ, имеет периодично переменной кривизны (лепесткообразный). Отметим, что, по меньшей мере, одна из частей 101 и 102 постоянного магнита Ρμ\ 0 может отсутствовать, в частности вместо него может быть воздушный слой.
На фиг. 115Ь-117 показаны виды выполнения ОЕВ, у которого постоянные магниты расположены в карманах моста-шины из магните-мягкого материала. На фиг. 115b показана неоднородность индукционного взаимодействия μί21 , которая включает периодично расположенные разнонаправленные постоянные магниты Ρμ2\ . При этом поверхности s2 ОЕВ, обращенная к АМВ, выполнена плоской и, по меньшей мере, с одной стороны каждого магнита Р/л2\ имеются выемка sil и воздушный мешок 201. На фиг. 116 и 117, соответственно, показаны виды выполнения неоднородностей индукционного взаимодействия, у которых магнитный полюс образован, соответственно: композицией нескольких магнитов Pju3 \ и Pju32 ; криволинейным постоянным магнитом Ρμ32. При этом поверхности 53 безисточникового блока ОЕВ, обращенные к электромагнитному блоку АМВ выполнены периодично переменной кривизны (лепесткаобразной).
Перейдем к возможности выполнения многовекторных арматур обмоток, включая сердечников и башмаков) блоков для многовекторной однобедерной (Г- образной) обмотки электромагнита и разлиных типов многовекторной двухбедерной (Λ -образной) обмотки электромагнита указанных на фиг. 24-30. Все они, за исключением закрытого типа электромагнита, который может быть включен в состав закрытого типа электромагнитного блока АВи , в частности указанного на фиг. 60 и 65, могут быть выполнены по единому принципу. Типы двухбедерной (Λ - образной) арматур отличаются друг от друга их общей формой, в соответствии с формой упомянутых форм типов обмоток электромагнита. Арматура однобедерной ( Г -образной) обмотки электромагнита может быть выполнена как половина двухбедерной (Λ -образной) арматуры.
Возможностей построения типов многовекторной двухбедерной (Λ -образной) арматуры и на его основе многовекторных блоков электромагнита и фракции SIB, покажем на примере анализа выполнения электромагнитных блоков: открытого типа электромагнитного блока АВаЗ и в его составе открытого типа электромагнита АМаЪ на фиг. 118-126; закрытого типа электромагнитного блока АВи и в его составе закрытого типа электромагнита АВи на фиг. 127-133.
На фиг. 118-120 открытого типа электромагнитный блок АВаЗ и в его составе открытого типа электромагнит АМаЪ показаны в проекции на h -плоскость ЕМ. На фиг. 118 электромагнитный блок АВаЪ представлен без обмотки и в разобранном виде, где показаны: магнитный мост/шина аЬ2 электромагнита и для его для посадки наконечник/зубец р Ь2 ; ядро/сердечник обмотки по ; боковой башмак es электромагнита и для его для посадки наконечник/зубец ps ; внутренний башмак ео ; дополнительные боковые направляющие ограничители са\ и нижний направляющий ограничитель са2 обмоки электромагнита. На фиг. 119 представлено то же самое, что и на фиг. 118, но включает обмотку AWa электромагнита. На фиг. 120 представлен электромагнитный блок АВаЪН в собранном виде. На фиг. 120 все составляющие, за исключением внешней магнитной мост/шины электромагнита аЬ2 и наконечник/зубеца для посадки раЪ2 , относятся электромагниту АМаЗЬ .
На фиг. 121-126 сектор блока АВаЗ и его составе электромагнит АМаЗ показаны в проекции на λ -плоскость ЕМ. Фиг. 121 и 122 соответствуют фиг. 118 и 119, но представлены в X, -плоскости. На фиг. 123 представлен то же самое, что и на фиг. 120, но представлен в % -плоскость и магнитный мост/шина электромагнита аЪ2 отдельно показана от электромагнита АМаЗХ . На фиг. 124-126 показан сектор блока АВаЗХ : на фиг. 124 показан - без башмака es и обмотки AWa ; на фиг. 125 показан - без башмака es ; на фиг. 126 показан - АВаЗХ в полном составе. Следует отметить, что дополнительные боковые направляющие ограничители са\ и cal обмотки электромагнита могут быть выполнены сплошным, а также выполнены из магнитоизоляционного материала.
Перейдем к вопросам возможностям выполнения закрытого типа электромагнита. На фиг. 127-130 закрытого типа электромагнитный блок АВи2Н и в его составе закрытого типа электромагнит АВи показаны в проекции на h - плоскость ЕМ. На фиг. 127 электромагнитный блок АВи представлен без обмотки и в разобранном виде, где показаны: внутренней магнитный мост/шина электромагнита abu ; ядро/сердечник обмотки пи ; боковой плоский башмак электромагнита es и для его для посадки наконечник/зубец ps ; верхний плоский башмак электромагнита еЗ и для его посадки наконечник/зубец рЗ . На фиг. 128 представлен то же самое, что и на фиг. 127, но, по меньшей мере, один из бокового башмака ео\ электромагнита и верхнего башмака еоЗ электромагнита выполнены в изогнутом виде. На фиг. 129 и 130 соответствуют фиг. 127 и 128, но включают обмотку Wu и представлены в собранном виде как два электромагнитные блоки АВи , и ABulh , соответственно, с внешними плоскими башмаками и с внешними изогнутыми башмаками, которые содержать магнитный мост/шину электромагнита abu и, соответственно закрытого типа электромагниты типа АМи и AMulh .
На фиг. 131-133 в проекции на X -плоскость ЕМ показаны секторы закрытого типа электромагнитных блоков ABulX и ABulX : на фиг. 131 показан - без башмаков ps и без обмотки AWu на фиг. 132 и 133 показаны, соответственно, секторы закрытого типа электромагнитных блоков с плоскими башмаками ABulX и с изогнутыми башмаками ABulX в полном составе.
На фиг. 121-133 показаны секторы АМВ, у которых вертикально-средние линии боковых сторон обмотки и башмака электромагнита перпендикулярны к направлению относительного их движения с ОЕВ. В общем случае вертикально- средние линии боковых сторон обмотки и башмака электромагнита может составит
71 к направлению его относительного движения с ОЕВ угол γ отличное от — .
Некоторые примеры выполнения таких вариантов АМВ приведены на фиг. 134-136, где углы 7дм 5 Уо\ > У \а соответствуют упомянутому углу γ расположению к относительному движению для: AMu22h , который является аналогом косого расположения по отношению перпендикулярному упомянутого сектора закрытого типа электромагнитного блока AMul ; АВ022Х , который является аналогом косого расположения по отношению перпендикулярного расположения упомянутого сектора одновекторного типа электромагнитного блока AMOlX ; АМа32% , который является аналогом косого расположения по отношению перпендикулярного расположения упомянутого сектора открытого типа электромагнитного блока АМаЗХ .
На фиг. 137-139 показаны секторы ОЕВ /Д 1, / 22 , у которых вертикально- средние линии составляющих индукционно-неоднородной среды к направлению его относительного движения с АМВ, составляют, соответственно, углы , , (Χμ22 > а также сектор ОЕВ, у которого составляющие индукционно-неоднородной среды криволинейны. В частном случае может быть, что с^{ , =— , = ~ ·
На фиг. 140-146, на основе приведенных фиг.59-88, представлен ряд принципов размещения блоков в ЕМ в зависимости от видов блоков. При этом введены обозначения: bca , Ьса\ , Ьса2 являются промежуточными платформами для соединения электромагнитных блоков к их опорам; Ъсо , bcol , Ъсо2 , ЪсоЪ и Ъсо , являются промежуточными платформами для соединения безисточниковых блоков к их опорам. На фиг. 140-142 представлены однорядные цепи замкнутых фракции, соответственно, IFOh , IFau , IFa3h с указанием их промежуточных платформ Ьса , Ъсо , Ъсо\ и Ъсо1 для соединения их к опорам прикрепления в ЕМ. Однорядный цеп может состоят, по меньшей мере, из двух, объединенных с боковых сторон базовых и/или замкнутых фракции SIB. При этом в любом из них смежные ОЕВ\ и ОЕВ2 могут быть выполнены совместно, как показано на фиг. 140, или отдельно, как показано на фиг. 141.
На фиг. 143-145 представлены возможности прикрепления блоков в ЕМ для двухрядных структур SIB, показанных на фиг. 75-77Ь. Любая из таких структур в ЕМ может быть размещена вертикальной разверткой и целесообразно, чтобы области присоединения блоков друг к другу (на фиг. 143 и 145 промежуточные платформы Ьса , а на фиг. 144 промежуточная платформа Ьсо ) могут быть прикреплены к основной опоре ЕМ. При этом на фиг. 145 промежуточные платформы Ъсо\ и Ъсо1 могут быт прикреплены к одной побочной опоре, а промежуточные платформы ЬсоЪ и Ъсо к другой побочной опоре, что позволяет им двигаться независимо, например, крутится в разных направлениях.
На фиг. 146, на основе упомянутой структуры SIB на фиг. 78, представлены возможности прикрепления блоков в ЕМ для структур SIB, показанных на фиг. 78- 81. Такие структуры, в случае ограничения их двумя рядами, в ЕМ могут быть размещены в любом из видов вертикальной развертки или горизонтальной развертки. В случае выполнения любой из них многорядной, в ЕМ она может быть размещена вертикальной разверткой. При этом основании Ъсо\ и Ъсо1 могут быт прикреплено к одной побочной опоре, или к двум разным побочным опорам. На фиг. 147 и 148 в проекции на X -плоскость ( боковой плоскости) ЕМ показаны, соответственно, вращательная ЕМ ввиде EMRHX и линейная ЕМ в виде EMLX .
38
ИСПРАВЛЕННЫЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 91 ) ЕМКИХ выполнена вертикально-двухблочной и может служит примером для построения вертикально-многоблочных ЕМ. EMRh включает: верхнее отделение блоков, содержит одновекторный электромагнитный блок АВО и расположенных с его двух боковых сторон, боковые безисточниковые блоки OBs ; нижнее отделение блоков, содержит двухбедерный многовекторный закрытого типа электромагнитный блок АВи и стыкованной с ним полукруговый безисточниковый блок ОВи . Промежуточная платформа Ъсо служит для прикрепления, через ступицы, безисточниковых блоков OBs и ОВи к опорному центральному валу или к корпусу ЕМ. Промежуточная платформы Ъса служит для прикрепления, электромагнитных блоков АВО и АВи к опоре, не занятой промежуточной платформой Ъсо .
Линейная ЕМ в виде EMLX выполнена вертикально-одноблочной и она включает упомянутые: двухбедерный многовекторный открытого типа электромагнитный блок АВи и расположенных с его двух боковых сторон, боковые безисточниковые блоки типа OBs , а также внутренний безисточниковые блок ОВа (не видно), которые прикреплены к промежуточной платформе Ъсо . Промежуточная платформа Ъса может быть прикреплен к опорной платформе (основанию) ЕМ.
На фиг. 149 в проекции на h - плоскость и на фиг.150 в проекции на % -- плоскость показан один из вариантов выполнения корпуса для вращательных ЕМ. На фиг. 149 и 150 показаны только одна половина с вращательной симметрией изображения: верхняя торцовая сторона корпуса, выполненная в виде двух полуколец, показана только одна половина См\ \ ; верхние боковые стороны корпуса, выполненные в виде четырех круговых дискообразных полуколец, показаны только два из них См2\ и См22 ; нижние два боковые стороны
39
ИСПРАВЛЕННЫЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 91 ) корпуса, одна из которых выполнена в виде кругового дискообразного полукольца (с отверстием для центрального вала), показана только одна его половина См32 и другая из которых выполнена в круговом дискообразном виде, показана только одна его половина СМ3 \ . Каждая из указанных составных частей корпуса могут быть выполнена отдельно и разборным друг от друга.
На фиг. 151 и 152 показаны выполнение механической зацепки ho к промежуточной платформе Ьса , соответственно: для сектора открытого типа электромагнитного блока АВаЗ и в его составе открытого типа электромагнита АМ З , показанного в проекции на X -плоскости на фиг. 126 АВаЗХ ; для сектора закрытого типа электромагнитного блока ABulfi и в его составе закрытого типа электромагнита АВи , показанного в проекции на X -плоскости на фиг. 133 с изогнутыми башмаками ABulX .
На фиг. 153 и 154 показаны два подвида 3L— AWeO и 3L— AWaO из вида продольно-многогорбой сосредоточенной много векторной обмотки jL— AW , при количестве горбов 7 = 3. В общем случае количество горбов у = 2,3..., а обмотки могут быть полусосредоточенными или рас сосредоточенными. Стрелки указывают направлений токов в обмотках. На фиг. 155 и 156 в проекции на h -плоскость показаны продольно-многогорбые безисточниковые блоки L3— bca\ , L3— bca2 и электромагниты: электромагнит L3— АМ5 \ с единым продольно-многогорбым сердечником Nus ; электромагнит L3— АМ52 , полученный на основе продольного объединения упомянутых двух ABul и одного АВаЗ видов электромагнитов.
Любая ЕМ работает на основе движении подвижных относительно друг друга SSIB, и производит электричество или механическое движение.
40
ИСПРАВЛЕННЫЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 91 )

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ индукционного взаимодействия в электрической машине (ЕМ), которая включает внешний корпус, систему опор для различных частей ЕМ и систему индукционно-взаимодействующих блоков (SIB), где SIB состоит, по меньшей мере, из двух подвижных подсистем индукционно-взаимодействующих блоков (SSIB), каждая из которых включает один или более индукционные блоки с внутренней структурой, при этом, по меньшей мере, одна SSIB является электромагнитной подсистемой индукционно-взаимодействующих блоков (SSAMB), содержащей, по меньшей мере, один электромагнитный индукционный блок (АМВ), отличающийся тем, что SSIB осуществляет между собой индукционное взаимодействие на основе, по меньшей мере, одной из особенностей, выбранной из группы (а)-(с):
(a) SIB осуществляет многовекторное индукционное взаимодействие, на основе использования, по меньшей мере, одного электромагнита, выбранного из группы, включающей следующие: объединение, по меньшей мере, двух одновекторных обмоток, которые выполнены с сердечником или без сердечника; симметричной или антисимметричной многовекторной обмотки, которая выполнена с сердечником или без сердечника;
(Ь) осуществляет индукционное взаимодействие, на основе использования, по меньшей мере, одного из видов постоянных магнитов, выбранных из группы, включающей следующие виды: замкнуто-слоеный постоянный магнит PG -типа; симметричный или антисимметричный многовекторный постоянный магнит;
(с) осуществляет индукционное взаимодействие на основе использования вертикально многорядной SIB, которая содержит по вертикали более одного АМВ.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в нем осуществляются индукционное взаимодействие, при котором сумма сил, воздействующая перпендикулярно к направлению движения подвижной части SIB, в частности, ступицы вращательной ЕМ, равна нулю.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в нем осуществляют оптимизацию криволинейного поверхностного индукционного взаимодействия.
4-6. (Пропущены) 7. Электрическая машина (ЕМ), которая включает внешний корпус, систему опор для различных частей ЕМ и систему индукционно-взаимодействующих блоков (SIB), где SIB состоит, по меньшей мере, из двух подвижных подсистем индукционно- взаимодействующих блоков (SSIB), каждая из которых включает один или более индукционные блоки с внутренней структурой, при этом, по меньшей мере, одна SSIB является электромагнитной подсистемой индукционно-взаимодействующих блоков (SSAMB), содержащей, при этом, по меньшей мере, один электромагнитный индукционный блок (АМВ), отличающаяся тем, что она имеет, по меньшей мере, одну особенность, выбранной из группы (а)-(с):
(а) ее SIB выполнена многовекторной и с обеспечением возможности многовекторного индукционного взаимодействия между SSIB и «включает, по меньшей мере, один электромагнит, выбранный из группы, включающей следующие: объединение нескольких одновекторных обмоток, которое выполнено с сердечником или без сердечника; симметричной или антисимметричной многовекторной обмотки, которая выполнена с сердечником или без сердечника; (b) включает, по меньшей мере, один из видов постоянных магнитов выбранный из группы: замкнуто-слоеный постоянный магнит Рс -типа; симметричный или антисимметричный многовекторный постоянный магнит;
(c) ее SIB выполнена вертикально многорядной и по вертикали включает более одной АМВ.
8. Машина по п. 7, отличающаяся тем, что она выполнена в одном из ее видов:
- линейная ЕМ с SIB поступательного вида или с SIB возвратно-поступательного вида;
- криволинейная ЕМ с SIB поступательного вида или с SIB возвратно- поступательного вида;
- вращательная ЕМ с SIB выбранной из группы: горизонтальной развертки;
вертикальной развертки; смешанной развертки.
9. Машина по п. 8, отличающаяся тем, что она выполнена криволинейной с SIB поступательного вида или SIB возвратно-поступательного вида, в которых движущаяся часть SIB выполнена с шарниром между ее составляющими и с возможностью перемещения в изогнутой форме, где изогнутая форма соответствует криволинейной поверхности неподвижной части SIB.
10. Машина по любому из п.п. 8 и 9, отличающаяся тем, что она включает, по меньшей мере, один АМВ, у которого вертикально-средние линии боковых сторон электромагнитных обмоток расположены под углом по отношению к линии ее основания, где данный угол ограничен в пределах 0 < ОС < Ж .
11. Машина по любому из п.п. 8-10, отличающаяся видом многовекторной обмотки и многовекторного магнита выбраным из группы, включающей следующие виды форм: однобедренный многовекторный Г -образный; симметричный двухбедерный (Л -образный); антисимметричный двухбедерный (Л -образный).
12. Машина по п. 11, отличающаяся тем, что в ней типы Л -образной обмотки и многовекторного магнита выбраны из группы, включающей следующие виды: параллельно двухбедерный с прямой верхней стороной; параллельно двухбедерный с полукольцевой верхней стороной; расходящийся двухбедерный с прямой верхней
5 стороной; расходящийся двухбедерный с сектронокольцевой верхней стороной; сектор кривой второго порядка.
13. Машина по п. 12, отличающаяся тем, что в ней для любого вида Λ -образной
12
обмотки и многовекторного магнита выполняется соотношение 0,02 -^— ^: 2 , где введены обозначения параметров Λ -образной формы кривой обмотки и ίθ многовекторного магнита: высота /1 ; ширина /2 ; расстояние между нижними поперечными частями обмотки у ее основания /3.
14. Машина по любому из п.п. 11-13, отличающаяся тем, что ее многовекторный электромагнит включает соответствующую многовекторную арматуру электромагнита, которая принадлежит группе видов арматур: Г -образная;
15 открытая симметричная Λ -образная; закрытая симметричная Λ -образная; открытая антисимметричная Λ -образная; закрытая антисимметричная Λ - образная.
15. Машина по п. 14, отличающаяся тем, что в ней типы Λ -образной арматуры выбраны из группы, включающей следующие виды: параллельно-двухбедерная с
10 прямой верхней стороной; параллельно двухбедерная с полукольцевой верхней стороной; расходящаяся двухбедерная с прямой верхней стороной; расходящаяся двухбедерная с секторнокольцевой верхней стороной; формы кривой второго порядка.
16. Машина по п. 15, отличающаяся тем, что в ней Λ -образный закрытого типа >5 электромагнит выполнен с плоскими или с изогнутыми башмаками.
17. Машина по п. 15, отличающаяся тем, что в ней Л -образный открытого типа электромагнит,' в составе электромагнитного блока открытого типа, включает внешную межмагнитную мост-шину, выполненую с торцевых сторон электромагнитов.
18. Машина по п. 16, отличающаяся тем, что в ней Λ -образный закрытого типа электромагнит, в составе электромагнитного блока закрытого типа, включает внутренную межмагнитную мост-шину.
19. Машина по любому из п.п. 8-18, отличающаяся тем, что блочная структура SIB включает, по меньшей мере, одну из фракций блоков: базовая; замкнутая; z- интегрированная; х-интегрированная.
20. Машина по п. 19, отличающаяся тем, что размещение блоков в SIB выполнена в виде выбранной из группы: однорядная структура, вертикально-двухряднная структура, вертикально-многоряднная структура.
21. Машина по любому из п.п. 19 и 20, отличающаяся тем, что в ней развертка блоков SIB выполнена в виде выбранной из группы: вертикальной, горизонтальной и смешанной.
22. Машина по любому из п.п. 20 и 21, отличающаяся тем, что в ней SIB выполнена однорядной, при этом, блочная структура SIB выполнена в виде выбранных из группы блочных фракции: базовых, замкнутых и ζ-интегрированных, которые расположены в виде развертки блоков: горизонтальных, вертикальных,
смешанных.
23. Машина по любому из п.п. 20 и 21, отличающаяся тем, что в ней SIB выполнена вертикально- двухрядной, содержащая безисточниковый блок (ОЕВ), при этом блочная структура SIB выполнена в виде блочных фракций: базовых, замкнутых, z- интегрированных, х -интегрированных, которые расположены внутри ЕМ в виде: вертикальной развертки блоков для рядов содержащих небоковые ОЕВ; в любом из видов разверток блоков для рядов один из которых состоит из боковых ОЕВ.
24. Машина по любому из п.п. 20 и 21, отличающаяся тем, что в ней SIB выполнена вертикально- многорядной (в три или более рядов), при этом блочная структура SIB выполнена из фракций выбранных из следующих видов: базовых, замкнутых, z- интегрированных, х -интегрированных, которые расположены в горизонтальной развертке блоков в ЕМ для рядов не содержащих небоковые ОЕВ или содержащих небоковые ОЕВ только на одном из крайних рядов.
25. Машина по любому из п.п. 20-24, отличающаяся тем, что в ней, при вертикальной развертке блоков SIB, по меньшей мере, одна из ее SSIB выполнена с боковым прикреплением к корпусу, при горизонтальной развертке блоков SIB, одна из ее SSIB выполнена с верхним торцовым прикреплением, при смещенной развертке блоков SIB, одна из ее SSIB выполнена частично с верхним торцовым и частично с боковым прикреплением.
26. Машина по любому из п.п. 20-25, отличающаяся тем, что в ней блоки SIB расположены вертикальной разверткой, для рядов содержащих боковые или не боковые ОЕВ , при этом области присоединения блоков друг к другу прикреплены к основной опоре ЕМ.
27. Машина по любому из п.п. 20-26, отличающаяся тем, что в ней выполненные отдельно друг от друга SSIB прикреплены к одной или к нескольким разным побочным опорам.
28. Машина по любому из п.п. 8-27, отличающаяся тем, что обмоточный материал электромагнита выполнен в виде выбранной из следующий группы видов: проволочный; пластинчатовидный; печатный.
29. Машина по п. 28, отличающаяся тем, что обмотка электромагнита выполнена в виде выбранной из группы, состоящей из следующих видов: сосредоточенный, полусосредоточенный и рассредоточенный:
30. Машина по п. 29, отличающаяся тем, что электромагниты каждого блока выполнены в виде единого ансамбля или в виде ряда ансамблей, которые, выбраны из группы: одиночные, двоичные, троичные.
31. Машина по п. 30, отличающаяся тем, что обмоточный материал электромагнита выполнен из проволоки/пластинки большого сечения, чтобы минимизировать резистивные потери.
32. Машина πό любому из п.п. 28-31, отличающаяся тем, что в двухпоточном боковом гнезде обмотки направления токов в обоих потоках выполнено в виде выбранном из группы: параллельный, антипаралельный.
33. Машина по любому из п.п. 29-32, отличающаяся тем, что каждый из ансамблей электромагнитов прикреплен к единому своему основанию (мосту/шине) из магнито- мягкого материала.
34. Машина по любому из п.п. 8-33, отличающаяся тем, что в ней электромагнит выбран из группы, состоящей из следующих видов: без сердечника с плоской обмоткой (например, спиральновидная); без сердечника с объемной обмоткой (например, самоподерживающая, с четырехугольной каркасной рамой); с сердечником из магнито-мягкого материала, выполненный с башмаком или без башмака; с сердечником из магнито-мягкого материала, выполненный с одним или более магнитами на башмаке или на зубце; с сердечником из магнито-мягкого материала, выполненный из магнита в ядре сердечника; с сердечником, выполненным из постоянного магнита.
35. Машина по п. 34, отличающаяся тем, что башмак сердечника выполнен из магнито-мягкого материала.
36. Машина по любому из п.п. 33-35, отличающаяся тем, что магнито-мягкий материал выполнен выбранным из группы, состоящей из следующих видов: штампованных и уложенных большого количества листов металлических пластин; скрученной металлической пластины; порошковый магнито-мягкий материал (спеченный ферромагнит); композитный материал.
37. Машина по, любому из п.п. 35 и 36, отличающаяся тем, что башмак сердечника выполнен в виде частично или полностью съемным с наконечника сердечника.
38. Машина по п. 7, отличающаяся тем, что она выполнена в виде EMSSOEB с безисточниковой подсистемой, при этом, по меньшей мере, одна из SSIB выполнена в виде безисточниковой подсистемы (SSOEB), и включает индукционно-неоднородную среду выбранной из группы, содержащую следующие виды: периодические выступы и выемки (многозубчатая), выполненной из магнито-мягкого материала; с сонаправленными или антинаправленными постоянными магнитами периодического расположения на поверхности, частично в кармане или полностью в кармане магнито-мягкого материала с воздушными выемками или без выемок между магнитами.
39. Машина по п. 38, отличающаяся тем, что она выполнена с сонаправленными или антинаправленными постоянными магнитами при этом поверхность ОЕВ выполнена виде выбранном из группы: (а) периодически лепесткообразно выпуклый; (Ь) равномерной высоты с периодически воздушными выемками или без них; кобинация (а) и (Ь).
40. Машина по любому из п.п. 38-39, отличающаяся тем, что SSAMB или SSOEB неподвижна, в частности прикреплена к неподвижной опоре.
41. Машина по любому из п.п. 40, отличающаяся тем, что в ней вертикально-средние линии боковых сторон обмоток электромагнита к направлению его относительного движения с ОЕВ составляет угол γ , который ограничен в пределах π < γ < 0.
42. Машина по любому из п.п. 8-41, отличающаяся тем, что она включает, по меньшей мере, один АМВ у которой, вертикально-средние линии боковых сторон обмотки электромагнита по отношению к линии ее основания расположена под углом , который ограничен в пределах 0 < (X < π , при этом вертикально-средние линии боковых сторон обмотки электромагнита к направлению его относительного движения с ОЕВ составляет угол γ , который выбран из: =— и = γ .
43. Машина по любому из п.п. 38-42, отличающаяся тем, что в ней вертикально- средние линии составляющих индукционно-неоднородной среды ОЕВ к направлению его относительного движения с АМВ составляет угол (Χμ , который ограничен в пределах 0 < Οίμ < Л .
44. Машина по любому из п.п. 38-43, отличающаяся тем, что в ней линии составляющих индукционно-неоднородной среды ОЕВ криволинейны.
45. Машина по любому из п.п. 38-44, отличающаяся тем, что одинаковые неоднородности, в частности выступы, двух ОЕВ, расположенные с двух сторон АМВ смещены на полпериода.
46. Машина по любому из п.п. 38-45, отличающаяся тем, что она выполнена с обеспечением возможности равенства нулю суммы составляющих сил индукционного взаимодействия, воздействующая перпендикулярно направлению движения движущейся части SIB, например ступицы вращательной ЕМ.
47. Машина по любому из п.п. 8-46, отличающаяся тем, что в ней каждый электромагнит выполнен отдельно и в блок они собраны на едином или состоящем из нескольких частей каркасе АМВ, и механически прикреплены они, по меньшей мере, в одном виде, выбранного из следующей группы: механической зацепки электромагнитов с каркасом; упаковки с помощью упаковочного материала, например, смолы.
48. Машина по п. 47, отличающаяся тем, что в ней механическая зацепка электромагнитов с каркасом для открытого типа электромагнита выполнена с его верхней торцовой стороны, для закрытого типа электромагнита выполнена с его нижней торцовой стороны.
49. Машина по любому из п.п. 8-48, отличающаяся тем, что она выполнена с обеспечением возможности оптимизации криволинейного поверхностного индукционного взаимодействия и один из SSIB (первый) поблизости границы другого SSIB (второго) прикреплены на!промежуточной платформе или на опоре.
50. Машина по п. 49, отличающаяся тем, что она выполнена линейной и в ней промежуточная платформа соединена к основной опоре, выполненной в виде опорной платформы.
51. Машина по п. 49, отличающаяся тем, что она выполнена вращательной и в ней промежуточная платформа, через одну или более ступиц, включая полый цилиндр, соединена к основной опоре, выполненной в виде центрального опорного вала.
52. Машина по п. 49, отличающаяся тем, что ее SIB выполнен с вертикальной разверткой, при этом одна из SSIB (первая) вблизи границы другой SSIB (вторая) прикреплена к побочной опоре, в виде одной или двух боковых сторон корпуса ЕМ.
53. Машина по п. 49, отличающаяся тем, что ее SIB выполнена с горизонтальной разверткой, при этом одна из SSIB (первая) вблизи границы другой SSIB (вторая) прикреплена к побочной опоре, в виде верхней торцовой стороны корпуса ЕМ.
54. Машина по любому из п.п. 8-48, отличающаяся тем, что она выполнена в виде множества ЕМ, расположенных вдоль осевого направления.
55. Машина по любому из п.п. 8-54, отличающаяся тем, что она включает, по меньшей мере, две SSOEB, выполненые с обеспечением возможности двигаться, в частности вращаться одним из следующих способов: независимо друг от друга;
сонаправлено; в противоположных направлениях.
56. Машина по любому из п.п. 8-55, отличающаяся тем, что ее корпус включает два отделимых друг от друга отдела - отдел для SIB и отдел для основной опоры.
57. Машина по п. 56, отличающаяся тем, что в ней отделы корпуса для SIB
включают: отделимые друг от друга верхнюю торцовую часть СМ\ 1 , две боковые стороны См2\ и См22.
58. Машина по п. 56, отличающаяся тем, что она выполнена линейной и отдел ее корпуса для основной опоры включает подложку для опорной платформы См 21.
59. Машина по п. 56, отличающаяся тем, что она выполнена вращательной и отдел ее корпуса для основной опоры включает две отделимые друг от друга СМ31 и См32 боковые стороны корпуса для SIB, с центральным отверстием в одной или в двух боковых сторонах корпуса для SIB для размещения центрального опорного вала.
60. Машина по любому из п.п. 8-59, отличающаяся тем, что ее индукционная часть, имеет, по меньшей мере, один из видов системы охлаждения: вентиляционно- воздушная, замкнуто-проточная жидкостная, замкнуто-испарительная жидкостная.
61-68. (Пропущены)
PCT/KZ2015/000004 2014-03-14 2015-03-12 Многовекторное индукционное сцепление и электрическая машина WO2015137790A2 (ru)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CA2942561A CA2942561A1 (en) 2014-03-14 2015-03-12 Multiple-vector induction coupling and electrical machines
US15/121,389 US20160380489A1 (en) 2014-03-14 2015-03-12 Multiple-vector inductive coupling and electric machine
EP15762095.6A EP3118974A4 (en) 2014-03-14 2015-03-12 Multiple-vector inductive coupling and electric machine
AU2015230087A AU2015230087A1 (en) 2014-03-14 2015-03-12 Multiple-vector inductive coupling and electric machine

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KZ2014/0325.1 2014-03-14
KZ20140325 2014-03-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2015137790A2 true WO2015137790A2 (ru) 2015-09-17
WO2015137790A3 WO2015137790A3 (ru) 2015-11-12

Family

ID=54072556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KZ2015/000004 WO2015137790A2 (ru) 2014-03-14 2015-03-12 Многовекторное индукционное сцепление и электрическая машина

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20160380489A1 (ru)
EP (1) EP3118974A4 (ru)
AU (1) AU2015230087A1 (ru)
CA (1) CA2942561A1 (ru)
WO (1) WO2015137790A2 (ru)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015155670A1 (en) * 2014-04-09 2015-10-15 Girotto Brevetti Srl Traction and suspension system
US20180145550A1 (en) * 2015-06-05 2018-05-24 Aldan Asanovich SAPARQALIYEV Electric machine and electric drive
WO2021072438A1 (en) * 2019-10-10 2021-04-15 Semik Jared M Dual pole high temperature superconductive parallel path switched reluctance motor

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6891306B1 (en) * 2002-04-30 2005-05-10 Wavecrest Laboratories, Llc. Rotary electric motor having both radial and axial air gap flux paths between stator and rotor segments
JP4370958B2 (ja) * 2004-03-26 2009-11-25 トヨタ自動車株式会社 回転電機
US7755244B2 (en) * 2007-05-11 2010-07-13 Uqm Technologies, Inc. Stator for permanent magnet electric motor using soft magnetic composites
RU2366829C1 (ru) * 2008-04-07 2009-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет Двухроторный ветрогенератор
FR2958466B1 (fr) * 2010-03-31 2017-09-08 Valeo Equip Electr Moteur Machine electrique tournante synchrone a aimants permanents et concentration de flux
UA69141U (ru) * 2011-09-01 2012-04-25 Григорий Петрович Кузьменко Электрический двигатель постоянного тока
US8310126B1 (en) * 2011-10-27 2012-11-13 Motor Patent Licensors, LLC Radial flux permanent magnet AC motor/generator

Also Published As

Publication number Publication date
AU2015230087A1 (en) 2016-10-13
EP3118974A4 (en) 2018-01-17
US20160380489A1 (en) 2016-12-29
WO2015137790A3 (ru) 2015-11-12
CA2942561A1 (en) 2015-09-17
EP3118974A2 (en) 2017-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9620998B2 (en) Motor cooling and eddy current suppression structure
KR100785276B1 (ko) 외전형 영구자석 여자 횡자속 전동기
RU2568300C2 (ru) Ротор для электрической машины с модуляцией полюсов
TW201203799A (en) Transverse and/or commutated flux systems configured to provide reduced flux leakage, hysteresis loss reduction, and phase matching
US20160126794A1 (en) Electric Motor With Laminated Sheet Windings
US20140191612A1 (en) Electric machine with multiple air gaps and a 3d magnetic flux
WO2015137790A2 (ru) Многовекторное индукционное сцепление и электрическая машина
US9496757B2 (en) Electric machine with intermediate pieces having multiple air gaps and a 3D magnetic flux
JPH01264558A (ja) リニア・モーター
JP2016537963A (ja) 平型ボイスコイルモータ
KR101623079B1 (ko) 작은 증분을 발생시킬 수 있는 스테핑 모터
US9780608B2 (en) High efficiency permanent magnet machine
BR112015016133B1 (pt) Motor elétrico e estator
US8917004B2 (en) Homopolar motor-generator
US9762094B2 (en) Low speed electromagnetic turbine
CN104201859A (zh) 一种不对称双边型混合励磁直线同步电动机
RU2599056C1 (ru) Высокоскоростной многофазный синхронный генератор
JP2016226138A (ja) 超伝導モーター及び超伝導発電機
CN1100378C (zh) 无负荷发电机
US20180145550A1 (en) Electric machine and electric drive
CN109842264A (zh) 一种双边平板型永磁直线电机
EP4175141A1 (en) Energy-saving brushless motor-kinetic generator with energy-saving function
Kajiyama et al. Development of ironless type surface motor
SE519208C2 (sv) Synkronmaskin med utpräglade rotorpoler innefattande permanentmagnetaggregat
JPS63277460A (ja) ステツプモ−タ

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: 15762095

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15121389

Country of ref document: US

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2942561

Country of ref document: CA

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2015762095

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2015762095

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2015230087

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20150312

Kind code of ref document: A