RU2499343C1 - Synchronous electric motor - Google Patents
Synchronous electric motor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2499343C1 RU2499343C1 RU2012115096/07A RU2012115096A RU2499343C1 RU 2499343 C1 RU2499343 C1 RU 2499343C1 RU 2012115096/07 A RU2012115096/07 A RU 2012115096/07A RU 2012115096 A RU2012115096 A RU 2012115096A RU 2499343 C1 RU2499343 C1 RU 2499343C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stator
- teeth
- rotor
- electric motor
- magnetic
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, а именно к синхронным электродвигателям с реактивным ротором, и может быть применено в электромеханических системах.The invention relates to electrical engineering, namely to synchronous motors with a jet rotor, and can be applied in electromechanical systems.
Известен синхронный электродвигатель, имеющий шихтованный магнитопровод статора с многофазной обмоткой и реактивный ферромагнитный ротор. Обмотка статора получает питание от инвертора частоты, вырабатывающего систему напряжений согласно требуемой скорости вращения (Г.Б. Онищенко «Электрический привод: учебник для студ. высш. учеб. заведений». 2-е изд., стер. - М.: Издательский центр «Академия», 2008. - 288 с.) - [1].A synchronous electric motor is known having a lined stator magnetic circuit with a multiphase winding and a reactive ferromagnetic rotor. The stator winding is powered by a frequency inverter that generates a voltage system according to the required rotation speed (GB Onishchenko “Electric drive: a textbook for students of higher educational institutions.” 2nd ed., Erased. - M .: Publishing Center "Academy", 2008. - 288 p.) - [1].
Его недостатком является сложность схемы питания и большой момент инерции ротора.Its disadvantage is the complexity of the power circuit and the large moment of inertia of the rotor.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по конструкции и достигаемому эффекту является синхронный индукторный электродвигатель, имеющий шихтованный магнитопровод статора с многофазной обмоткой и реактивный ферромагнитный ротор с явно выраженными полюсами (Виноградов А.Б. Векторное управление электроприводами переменного тока / ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина». - Иванове, 2008. - 298 с.) - [2].The closest to the claimed technical solution for the design and the achieved effect is a synchronous inductor motor having a lined stator magnetic circuit with a multiphase winding and a reactive ferromagnetic rotor with pronounced poles (A.B. Vinogradov, Vector control of AC electric drives / Ivanovo State Power Engineering University named after V.I. Lenin. ”- Ivanov, 2008. - 298 p.) - [2].
Его недостатком являются низкие энергетические показатели, связанные с тем, что единственным источником магнитного поля является обмотка, в которой выделяется мощность электрических потерь.Its disadvantage is the low energy performance due to the fact that the only source of magnetic field is a winding in which the power of electrical losses is released.
Технический результат, на достижение которого направлено заявленное изобретение, заключается в повышении энергетических показателей синхронного электродвигателя и его динамических характеристик.The technical result to which the claimed invention is directed is to increase the energy performance of a synchronous electric motor and its dynamic characteristics.
Технический результат достигается тем, что в синхронный электродвигатель, содержащий статор с шихтованным зубчатым магнитопроводом и многофазной обмоткой, реактивный ферромагнитный ротор с явно выраженными зубцами, введен внутренний магнитопровод статора с постоянными магнитами, расположенными напротив зубцов статора и имеющими чередующуюся полярность, а ротор выполнен в виде полого цилиндра с чередующимися ферромагнитными зубцами и немагнитными элементами.The technical result is achieved in that a synchronous electric motor containing a stator with a lined gear magnetic circuit and a multiphase winding, a reactive ferromagnetic rotor with pronounced teeth, introduces an internal stator magnetic circuit with permanent magnets located opposite the stator teeth and having alternating polarity, and the rotor is made in the form hollow cylinder with alternating ferromagnetic teeth and non-magnetic elements.
Сущность технического решения поясняется чертежами, гдеThe essence of the technical solution is illustrated by drawings, where
Фиг.1 - поперечное сечение электродвигателя;Figure 1 is a cross section of an electric motor;
Фиг.2 - продольное сечение электродвигателя;Figure 2 is a longitudinal section of an electric motor;
Фиг.3 - графики магнитной индукции в рабочем зазоре.Figure 3 - graphs of magnetic induction in the working gap.
На фиг.1-2 обозначено:Figure 1-2 indicated:
1 - корпус;1 - housing;
2 - магнитопровод статора;2 - stator magnetic circuit;
3 - зубцы статора;3 - stator teeth;
4 - обмотка статора;4 - stator winding;
5 - ротор с зубцами;5 - a rotor with teeth;
6 - постоянные магниты;6 - permanent magnets;
7 - внутренний магнитопровод статора;7 - the internal magnetic circuit of the stator;
8 - вал;8 - shaft;
9 - немагнитный диск;9 - non-magnetic disk;
10 - немагнитная втулка.10 - non-magnetic sleeve.
Магнитопровод статора 2 с зубцами 3 выполнен из шихтованной электротехнической стали. Он закреплен на корпусе 1 и имеет трехфазную обмотку 4.The magnetic circuit of the stator 2 with teeth 3 is made of burnt electrical steel. It is mounted on the housing 1 and has a three-phase winding 4.
Ротор 5 выполнен в виде полого цилиндра и имеет ферромагнитные зубцы. С помощью немагнитного диска 9 ротор закреплен на валу 8. Внутренний магнитопровод 7 выполнен в виде полого цилиндра из шихтованной электротехнической стали. Он закреплен на корпусе 1 с помощью немагнитной втулки 10 и имеет на наружной поверхности постоянные магниты 6, намагниченные радиально и имеющие чередующуюся полярность.The rotor 5 is made in the form of a hollow cylinder and has ferromagnetic teeth. Using a
Фазы обмотки статора A, B и C соединены в звезду без нейтрального провода и питаются от источника постоянного напряжения через импульсный полупроводниковый инвертор, выполненный по мостовой схеме с шестью силовыми ключами.The phases of the stator windings A, B and C are connected to a star without a neutral wire and are powered from a constant voltage source through a pulsed semiconductor inverter made according to a bridge circuit with six power switches.
Синхронный электродвигатель работает следующим образом.Synchronous motor operates as follows.
На фиг.1 показано положение ротора, когда к зажиму фазы A подведено напряжение U, а зажимы фаз B и C подключены к нулевому потенциалу. Через фазу A течет ток, в два раза превышающий токи фаз B и C. При этом фаза A оказывается включенной согласно с постоянным магнитом напротив нее, т.е. их магнитные потоки складываются. В то же время токи фаз B и C, создают магнитные потоки, направленные против потоков соответствующих постоянных магнитов. Они ослабляют друг друга. Поэтому ротор занимает положение, при котором его зубцы замыкают большие магнитные потоки фазы A.Figure 1 shows the position of the rotor when voltage U is applied to the phase A terminal and phase B and C terminals are connected to zero potential. A current flows through phase A, twice the currents of phases B and C. In this case, phase A turns on according to the permanent magnet opposite it, i.e. their magnetic fluxes add up. At the same time, the currents of phases B and C create magnetic fluxes directed against the fluxes of the corresponding permanent magnets. They weaken each other. Therefore, the rotor occupies a position in which its teeth close the large magnetic fluxes of phase A.
Через треть периода напряжение U подводится к зажиму фазы B, а зажимы фаз A и C подключены к нулевому потенциалу. Через фазу B течет ток, в два раза превышающий токи фаз A и C. При этом фаза B оказывается включенной согласно с постоянным магнитом напротив нее, т.е. их магнитные потоки складываются. В то же время токи фаз A и C создают магнитные потоки, направленные против потоков соответствующих постоянных магнитов. Они ослабляют друг друга. Поэтому ротор поворачивается в положение, при котором его зубцы замыкают большие магнитные потоки фазы B, и т.д.After a third of the period, the voltage U is applied to the terminal of phase B, and the terminals of phases A and C are connected to zero potential. A current flows through phase B, twice the currents of phases A and C. In this case, phase B turns on according to the permanent magnet opposite it, i.e. their magnetic fluxes add up. At the same time, the currents of phases A and C create magnetic fluxes directed against the fluxes of the corresponding permanent magnets. They weaken each other. Therefore, the rotor rotates to a position in which its teeth close the large magnetic fluxes of phase B, etc.
Для рассмотрения эффективности применения постоянных магнитов примем, что постоянный магнит создает магнитодвижущую силу Fм=700 А, фаза A имеет МДС FА=1000 А, а фазы B и C - МДС FВ=FС=500 А.To consider the effectiveness of the use of permanent magnets, we assume that the permanent magnet creates a magnetomotive force F m = 700 A, phase A has MDS F A = 1000 A, and phases B and C have MDS F B = F C = 500 A.
В зазорах на оси фазы A действует МДСIn the gaps on the axis of the phase A, the MDS
FАΣ=FА+Fм=1700 А.F AΣ = F A + F m = 1700 A.
В зазорах на осях фаз B, C действуют МДСIn the gaps on the axes of phases B, C, MDS
FВΣ=FВ+Fм=200 А;F BΣ = F B + F m = 200 A;
FСΣ=FС+Fм=200 A.F CΣ = F C + F m = 200 A.
Электромагнитный момент определяется формулойThe electromagnetic moment is determined by the formula
где ΛА, ΛВ, ΛС - магнитные проводимости по соответствующим осям.where Λ A , Λ B , Λ C are the magnetic conductivities along the corresponding axes.
Квадраты МДС имеют значения:MDS squares have the meanings:
В предположении, что зубцы фаз В и С действуют в обратном направлении, получаем:Assuming that the teeth of phases B and C act in the opposite direction, we get:
Для индукторного двигателя без постоянных магнитов, с той же обмоткой на статоре и мощностью потерь в ней имеем:For an induction motor without permanent magnets, with the same winding on the stator and the power loss in it, we have:
Отношение моментов составляет 1,873, т.е. введение постоянных магнитов увеличило момент на 87,3%.The ratio of moments is 1,873, i.e. the introduction of permanent magnets increased the moment by 87.3%.
На фиг.3 показаны графики МДС, созданной постоянными магнитами (фиг.3, а), обмоткой статора (фиг.3, б) и результирующей МДС (фиг.3, в).In Fig.3 shows graphs of MDS created by permanent magnets (Fig.3, a), the stator winding (Fig.3, b) and the resulting MDS (Fig.3, c).
Ротор представляет собой тонкостенный полый цилиндр с ферромагнитными зубцами и имеет малый момент инерции. Поэтому электродвигатель допускает большие угловые ускорения.The rotor is a thin-walled hollow cylinder with ferromagnetic teeth and has a small moment of inertia. Therefore, the electric motor allows large angular accelerations.
Благодаря введению внутреннего магнитопровода статора с постоянными магнитами, расположенными напротив зубцов статора и имеющими чередующуюся полярность, получен синхронный электродвигатель с повышенными энергетическими показателями и динамическими характеристиками.Thanks to the introduction of an internal stator magnetic circuit with permanent magnets located opposite the stator teeth and having alternating polarity, a synchronous motor with improved energy performance and dynamic characteristics is obtained.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012115096/07A RU2499343C1 (en) | 2012-04-16 | 2012-04-16 | Synchronous electric motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012115096/07A RU2499343C1 (en) | 2012-04-16 | 2012-04-16 | Synchronous electric motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012115096A RU2012115096A (en) | 2013-10-27 |
RU2499343C1 true RU2499343C1 (en) | 2013-11-20 |
Family
ID=49446193
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012115096/07A RU2499343C1 (en) | 2012-04-16 | 2012-04-16 | Synchronous electric motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2499343C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2660094C1 (en) * | 2015-05-15 | 2018-07-04 | Кидо ИКЕДА | Dynamotor with built-in speed converter |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3729642A (en) * | 1970-02-20 | 1973-04-24 | E Esters | Plural stator dynamoelectric machine |
EP0463168A1 (en) * | 1989-09-01 | 1992-01-02 | Motor Wheel Overseas Limited | Motor-wheel for a vehicle |
RU2129965C1 (en) * | 1998-07-13 | 1999-05-10 | Шкондин Василий Васильевич | Driving device |
RU2248657C1 (en) * | 2003-09-04 | 2005-03-20 | Ультра Мотор Компани Лимитед | Electric motor |
RU2375807C1 (en) * | 2008-11-10 | 2009-12-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" | Alternating current electronic motor with constant magnets |
RU95195U1 (en) * | 2008-08-11 | 2010-06-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Производственное объединение "Уральский оптико-механический завод" имени Э.С. Яламова" (ФГУП "ПО "УОМЗ") | NON-CONTACT MAGNETIC ROTOR MOTOR |
-
2012
- 2012-04-16 RU RU2012115096/07A patent/RU2499343C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3729642A (en) * | 1970-02-20 | 1973-04-24 | E Esters | Plural stator dynamoelectric machine |
EP0463168A1 (en) * | 1989-09-01 | 1992-01-02 | Motor Wheel Overseas Limited | Motor-wheel for a vehicle |
RU2129965C1 (en) * | 1998-07-13 | 1999-05-10 | Шкондин Василий Васильевич | Driving device |
RU2248657C1 (en) * | 2003-09-04 | 2005-03-20 | Ультра Мотор Компани Лимитед | Electric motor |
RU95195U1 (en) * | 2008-08-11 | 2010-06-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Производственное объединение "Уральский оптико-механический завод" имени Э.С. Яламова" (ФГУП "ПО "УОМЗ") | NON-CONTACT MAGNETIC ROTOR MOTOR |
RU2375807C1 (en) * | 2008-11-10 | 2009-12-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" | Alternating current electronic motor with constant magnets |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2660094C1 (en) * | 2015-05-15 | 2018-07-04 | Кидо ИКЕДА | Dynamotor with built-in speed converter |
US10468941B2 (en) | 2015-05-15 | 2019-11-05 | Kydo IKEDA | Dynamo/motor with built-in speed converter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012115096A (en) | 2013-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20220190656A1 (en) | Control system for an electric motor/generator | |
US20200007016A1 (en) | Brushless electric motor/generator | |
EP2528207A1 (en) | Brushless electric machine | |
RU2499343C1 (en) | Synchronous electric motor | |
RU2407135C2 (en) | Contactless reducer electromagnetic machine | |
RU2311715C1 (en) | Synchronous electrical machine | |
RU2579443C2 (en) | Uzyakov(s coaxial magnetic reducing multiplier | |
CN111064337A (en) | Direct current motor | |
RU2507667C2 (en) | Magnetic generator | |
RU2412519C1 (en) | Reluctance machine | |
RU2538774C1 (en) | Motor wheel for drive of vehicles | |
RU2366063C1 (en) | Magnetoelectric machine | |
RU2414793C1 (en) | Non-contact modular magnetoelectric machine | |
RU2478250C1 (en) | Reduction magnetoelectric machine with pole gear-type inductor | |
RU2477917C1 (en) | Electric reducer machine with polar gear inducer | |
RU2444110C2 (en) | Electromagnetic machine with two-stage excitation | |
RU2716489C2 (en) | Electromechanical converter | |
RU2422971C1 (en) | Inductor machine | |
RU2414791C1 (en) | Modular electrical machine | |
WO2009051515A1 (en) | Synchronous electrical machine | |
RU2609524C1 (en) | Multiphase motor-generator with magnetic rotor | |
RU2513986C1 (en) | Single-phase generator with annular armature winding | |
RU2414794C1 (en) | Non-contact modular synchronous magnetoelectric machine | |
RU2802788C1 (en) | Two-phase synchronous switched reluctance electric machine | |
RU2437203C1 (en) | Non-contact reduction magnetoelectric machine with axial excitation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140417 |