Изобретение относится к области электротехники и электромеханики, а именно к электроприводам с реактивными электрическими машинами, и может быть использовано в различных отраслях промышленности и на электротранспорте в регулируемом электроприводе. Сущность заявленного изобретения заключается в следующем. Реактивная коммутируемая электрическая машина с поворотной симметрией содержит статор 1 с четным числом полюсов Zc и расположенными на них катушками 2 с многофазной обмоткой с четным числом фаз, безобмоточный ротор 3 с нечетным числом полюсов Zp. Согласно изобретению число полюсов статора вычисляется по формуле: Zc=6·n, где n=1, 2, 3 …, число полюсов ротора Zp вычисляется по формуле Zp=Zc±3. При этом соседние фазные обмотки статора имеют чередующуюся полярность, все фазные катушки в пределах одной фазы включены встречно, магнитное поле активной фазы замыкается через другие фазы и это позволяет получить многофазную электрическую машину с четным числом фаз, магнитная система которой имеет поворотную симметрию с углом поворота, равным 120°. Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, состоит в снижении стоимости преобразователя. 6 ил.
Изобретение относится к электромеханике, а точнее к электроприводам с реактивными электрическими машинами, и может быть использовано в различных отраслях промышленности и на электротранспорте в регулируемом электроприводе.
Известен реактивный коммутируемый электродвигатель, содержащий статор с многофазной обмоткой и четным числом полюсов, безобмоточный ротор с четным числом полюсов, меньшим, чем у статора, при этом число полюсов статора равно 12 и разделено на 3 группы по 4 полюса в каждом, образуя три фазы обмотки, число полюсов ротора равно 8, а обмотки каждой группы соединены последовательно (Hendershot J.R. Вентильные реактивные двигатели. - Machine Design, 1989, 61, N 19, с.106-111).
Недостаток этой конструкции заключается в том, что при коммутации в магнитопроводе выделяются значительные потери на гистерезис и вихревые токи, за счет того, что магнитный поток проходит достаточно длинный путь при замыкании через полюса ротора в каждой фазе, по 1/4 окружности спинки сердечника статора.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является реактивный коммутируемый электродвигатель, который содержит статор с четным числом полюсов Zc и с нечетным числом фаз, безобмоточный ротор с четным числом полюсов Zp и коммутирующее устройство, причем число полюсов статора Zc больше числа полюсов ротора Zp и соответствует формуле Zc=2(2n+1), где n=2, 3, 4, 5, число полюсов ротора Zp определяется формулой Zp=4n и соседние фазные обмотки имеют чередующуюся полярность (Патент РФ №2089991 C1).
Недостатками данного технического решения является то, что данная электрическая машина содержит многофазную обмотку только с нечетным числом фаз, для ее питания не подходят одноключевые схемы преобразователя, которые рассчитаны на питание машин с четным числом фаз.
Изобретением решается задача снижения стоимости преобразователя путем получения нового соотношения числа полюсов статора и ротора, обеспечивающего четное число фаз статора, а также обеспечения возможности применения ряда одноключевых схем питания, которые требуют четное число фаз статора.
Указанная цель достигается тем, что реактивная коммутируемая электрическая машина с поворотной симметрией, содержащая статор с четным числом полюсов Zc, согласно изобретению содержит число полюсов статора, вычисляемое по формуле: Zc=6·n, где n=1, 2, 3 …, многофазную обмотку с четным числом фаз и безобмоточный ротор с нечетным числом полюсов Zp, вычисляемым по формуле Zp=Zc±3, соседние фазные обмотки статора имеют чередующуюся полярность, все фазные катушки в пределах одной фазы включены встречно, магнитное поле активной фазы замыкается через другие фазы и это позволяет получить многофазную электрическую машину с четным числом фаз, магнитная система которой имеет поворотную симметрию с углом поворота, равным 120°.
В сравнении с прототипом предлагаемая реактивная коммутируемая электрическая машина отличается от прототипа такими существенными отличительными признаками, как соотношение числа полюсов ротора и статора, обеспечивающее возможность применение одноключевых схем и обеспечивающее поворотную симметрию, с углом поворота, равным 120°.
Изобретение поясняется графически.
На фиг.1-6 схематично показаны первые шесть из всех возможных вариантов конструкций реактивной коммутируемой электрической машины с числом зубцов статора и ротора, вычисляемых по формулам: Zc=6·n, Zp=Zc±3, при n=1, 2 и 3.
Реактивная коммутируемая электрическая машина содержит зубчатый статор 1 с числом полюсов (зубцов), вычисляемым по формуле Zc=6·n, и расположенными на них катушками 2, зубчатый ротор 3 с числом полюсов (зубцов), вычисляемым по формуле Zp=Zc±3. Все фазные катушки в пределах одной фазы включены встречно и питаются от коммутирующего устройства (не показано).
Предлагаемая реактивная коммутируемая электрическая машина может иметь обращенную конструкцию, т.е. безобмоточный ротор может быть внешней частью машины, а статор с обмоткой - внутренней частью машины.
Реактивная коммутируемая электрическая машина с безобмоточным ротором и статором с четным числом полюсов, отличающаяся тем, что содержит число полюсов статора, вычисляемое по формуле: Zc=6·n, где n=1, 2, 3 …, и безобмоточный ротор с нечетным числом полюсов Zp, вычисляемым по формуле Zp=Zc±3, при этом многофазная обмотка содержит четное число фаз, а реактивная коммутируемая электрическая машина имеет поворотную симметрию с углом поворота 120°.
Похожие патенты:
Изобретение относится к области электротехники, в частности к высокомоментным электрическим двигателям, электроприводам и высокочастотным генераторам, касается конструктивного исполнения бесконтактных синхронных электрических машин с аксиальным возбуждением и может быть использовано при широком диапазоне частот вращения вала машины (от единиц оборотов в минуту до нескольких десятков тысяч оборотов в минуту) в системах автоматики, автономных системах электрооборудования, в военной, космической технике, на авиационном и автомобильном транспорте, в качестве тяговых управляемых и неуправляемых электроприводов, ветрогенераторов, многофазных синхронных электрических двигателей и высокочастотных синхронных электрических генераторов переменного тока, многофазных генераторов преобразователей частоты (включая трехфазные системы), а также при выпрямлении выходного переменного напряжения и тока генераторов при помощи полупроводниковых выпрямительных устройств и с возможностью применения сглаживающих фильтров для уменьшения пульсаций выходных параметров в качестве источников питания постоянным (выпрямленным) током.
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано, например, в регулируемых электроприводах общепромышленных механизмов, а также в транспортных средствах, а именно в источниках питания бортовой сети автомобилей, тракторов, вездеходов и т.д.
Изобретение относится к области электротехники, в частности к низкооборотным высокомоментным электрическим двигателям, электроприводам и генераторам, касается конструктивного исполнения бесконтактных электрических машин с электромагнитной редукцией и может быть использовано в системах автоматики, в качестве мотор-колес, мотор-барабанов, стартеров-генераторов, электроусилителей руля, прямых приводов в бытовой технике, электроприводов большой и средней мощности судов, троллейбусов, трамваев, бетоносмесителей, грузоподъемных механизмов, ленточных транспортеров, насосов для перекачки жидкостей, механизмов с высокими моментами на валу и низкими частотами его вращения, в качестве прямых приводов без применения механических редукторов, а также в качестве ветрогенераторов, гидрогенераторов, высокочастотных электрических генераторов, синхронных генераторов преобразователей частоты и в качестве управляемых шаговых двигателей.
Изобретение относится к области электротехники, в частности к низкооборотным высокомоментным электрическим двигателям, электроприводам и генераторам, касается конструктивного исполнения синхронных электрических машин с контактными кольцами с возможностью глубокой электромагнитной редукции и может быть использовано в системах автоматики, в бытовой технике в качестве мотор-колес, мотор-барабанов, стартер-генераторов, электроусилителей руля, электроприводов большой и средней мощности судов, троллейбусов, трамваев метро, бетоносмесителей, грузоподъемных механизмов, ленточных транспортеров, насосов для перекачки жидкостей, механизмов с высокими моментами на валу и низкими частотами его вращения, а также в качестве ветрогенераторов, гидрогенераторов, высокочастотных электрических генераторов и синхронных генераторов преобразователей частоты.
Изобретение относится к области электротехники, в частности к реактивным электрическим машинам, и может быть использовано в системах автоматического управления положением и перемещением регулирующего органа.
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано, например, в регулируемых электроприводах общепромышленных механизмов, а также в транспортных средствах, а именно, в источниках питания бортовой сети автомобилей, тракторов, вездеходов и т.д.
Изобретение относится к области электротехники и в частности - к низкооборотным высокомоментным электрическим двигателям, электроприводам и генераторам, касается особенностей конструктивного исполнения бесконтактных магнитоэлектрических машин с электромагнитной редукцией и может быть использовано в системах автоматики, в качестве мотор-колес, мотор-барабанов, стартер-генераторов, электроусилителей руля, прямых приводов в бытовой технике, электроприводов бетоносмесителей, грузоподъемных механизмов, ленточных транспортеров, насосов для перекачки жидкостей, механизмов с высокими моментами на валу и низкими частотами его вращения, а также в качестве ветрогенераторов, гидрогенераторов, высокочастотных электрических генераторов и синхронных генераторов преобразователей частоты.
Изобретение относится к области электротехники, в частности к низкооборотным высокомоментным электрическим двигателям, электроприводам и генераторам, касается особенностей конструктивного исполнения бесконтактных электрических машин с электромагнитной редукцией, и может быть использовано в системах автоматики, в качестве мотор-колес, мотор-барабанов, стартер-генераторов, электроусилителей руля, электроприводов большой и средней мощности судов, транспортных средств, бетоносмесителей, грузоподъемных механизмов, ленточных транспортеров, насосов для перекачки жидкостей, механизмов с высокими моментами на валу и низкими частотами его вращения, а также в качестве ветрогенераторов, гидрогенераторов, высокочастотных электрических генераторов и синхронных генераторов преобразователей частоты.
Изобретение относится к области электротехники, в частности - к синхронным машинам индукторного типа, вращающимся при синхронизации изменения полярности якоря и вращения вала.
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано, например, в регулируемых электроприводах общепромышленных механизмов, а также в транспортных средствах, а именно в источниках питания бортовой сети автомобилей, тракторов, вездеходов и т.д.
Изобретение относится к области электротехники, в частности к электроприводам и средствам индикации, и может быть использовано в качестве элемента передачи единицы информации растровых изображений больших форматов.
Изобретение относится к области электротехники, в частности - к электрическим машинам, и может быть использовано в качестве низкооборотных высокомоментных двигателей и низкооборотных генераторов.
Изобретение относится к области электротехники и предназначено для использования в различных мехатронных системах. .
Изобретение относится к области электротехники, в частности к низкооборотным высокомоментным электрическим двигателям, электроприводам и генераторам, касается конструктивного исполнения бесконтактных магнитоэлектрических машин с электромагнитной редукцией с аксиальным возбуждением от постоянных магнитов и может быть использовано в системах автоматики, в военной технике, в космической технике, в бытовой технике, в качестве мотор-колес, мотор-барабанов, стартер-генераторов, электроусилителей руля, грузоподъемных механизмов, электроприводов бетоносмесителей, ленточных транспортеров, насосов для перекачки жидкостей, механизмов с высокими моментами на валу и низкими частотами вращения вала, в качестве прямых приводов без применения механических редукторов, а также в качестве ветрогенераторов, гидрогенераторов, высокочастотных электрических генераторов, синхронных преобразователей частоты и в качестве управляемых шаговых гибридных двигателей.
Изобретение относится к области электротехники, в частности к высокомоментным электрическим двигателям, электроприводам и высокочастотным генераторам, касается конструктивного исполнения бесконтактных синхронных магнитоэлектрических машин с аксиальным возбуждением и может быть использовано при широком диапазоне частот вращения вала машины (от единиц оборотов в минуту до нескольких десятков тысяч оборотов в минуту) в системах автоматики, в автономных системах электрооборудования, в военной, космической технике, на авиационном и автомобильном транспорте, в качестве тяговых управляемых и неуправляемых электроприводов, ветрогенераторов, многофазных синхронных электрических двигателей, многофазных высокочастотных синхронных электрических генераторов переменного тока и многофазных генераторов преобразователей частоты (включая трехфазные системы), а также при выпрямлении выходного переменного напряжения и тока генераторов при помощи полупроводниковых выпрямительных устройств и с возможностью применения сглаживающих фильтров для уменьшения пульсаций выходных параметров - в качестве источников питания постоянным (выпрямленным) током.
Изобретение относится к области электротехники, в частности к низкооборотным высокомоментным электрическим двигателям, электроприводам и генераторам, касается конструктивного исполнения бесконтактных электрических машин с электромагнитной редукцией и может быть использовано в системах автоматики, в электроприводах большой и средней мощности судов, троллейбусов, трамваев метро, бетоносмесителей, грузоподъемных механизмов, ленточных транспортеров, механизмов с высокими моментами на валу и низкими частотами его вращения, в качестве прямых приводов без применения механических редукторов, а также в качестве ветрогенераторов, гидрогенераторов, высокочастотных электрических генераторов, синхронных генераторов преобразователей частоты и в качестве управляемых шаговых двигателей.
Изобретение относится к области электротехники, в частности к низкооборотным высокомоментным электрическим двигателям, электроприводам и генераторам, касается конструктивного исполнения бесконтактных электрических машин с электромагнитной редукцией и может быть использовано в системах автоматики, в военной технике, в качестве мотор-колес, мотор-барабанов, стартеров-генераторов, электроусилителей руля, прямых приводов в бытовой технике, электроприводов большой и средней мощности судов, троллейбусов, трамваев, метро, бетоносмесителей, грузоподъемных механизмов, ленточных транспортеров, насосов для перекачки жидкостей, механизмов с высокими моментами на валу и низкими частотами его вращения, в качестве прямых приводов без применения механических редукторов, а также в качестве ветрогенераторов, гидрогенераторов, высокочастотных электрических генераторов, синхронных генераторов преобразователей частоты и в качестве управляемых шаговых двигателей.
Изобретение относится к области электротехники, в частности к низкооборотным высокомоментным электрическим двигателям, электроприводам и генераторам, касается конструктивного исполнения синхронных электрических машин с контактными кольцами с возможностью высокой электромагнитной редукции и может быть использовано в системах автоматики, в военной технике, в бытовой технике, в качестве мотор-колес, мотор-барабанов, стартер-генераторов, электроусилителей руля, электроприводов большой и средней мощности судов, троллейбусов, трамваев метро, бетоносмесителей, грузоподъемных механизмов, ленточных транспортеров, насосов для перекачки жидкостей, механизмов с высокими моментами на валу и низкими частотами его вращения, а также в качестве ветрогенераторов, гидрогенераторов, высокочастотных электрических генераторов и синхронных генераторов преобразователей частоты.
Изобретение относится к области электротехники, в частности к высокомоментным электрическим двигателям, электроприводам и высокочастотным генераторам, касается конструктивного исполнения бесконтактных синхронных магнитоэлектрических машин и может быть использовано при широком диапазоне частот вращения вала машины (от единиц оборотов в минуту до нескольких десятков тысяч оборотов в минуту) в системах автоматики, в автономных системах электрооборудования, в военной, космической, бытовой технике, на авиационном и автомобильном транспорте, в качестве тяговых управляемых и неуправляемых электроприводов, погружных нефтяных насосов, ветрогенераторов, гидрогенераторов, многофазных синхронных электрических двигателей, многофазных высокочастотных синхронных электрических генераторов переменного тока и многофазных генераторов преобразователей частоты (включая трехфазные системы), а также, при выпрямлении выходного переменного напряжения и тока генераторов при помощи полупроводниковых выпрямительных устройств и с возможностью применения сглаживающих фильтров для уменьшения пульсаций выходных параметров, - в качестве источников питания постоянным (выпрямленным) током, возбудителей синхронных генераторов передвижных мини-электростанций, подвозбудителей главных возбудителей синхронных генераторов на стационарных электростанциях Статор бесконтактной магнитоэлектрической машины с аксиальным возбуждением содержит шихтованный сердечник якоря с явно выраженными полюсами, запрессованный в магнитомягком корпусе, являющемся магнитопроводом индуктора, катушечную многофазную обмотку якоря, катушки которой размещены на соответствующих явно выраженных полюсах якоря по одной на каждом полюсе.
Изобретение относится к электрическим двигателям и предназначено для приведения в движение машин и механизмов, например привода железнодорожного стрелочного перевода.
Изобретение относится к области электротехники, в частности к низкооборотным высокомоментным электрическим двигателям, электроприводам и генераторам, касается конструктивного исполнения синхронных электрических машин с электромагнитной редукцией и может быть использовано в прямых приводах, в системах автоматики, в качестве тяговых электрических двигателей, в механизмах с высокими моментами на валу и низкими частотами вращения вала, а также в качестве высокочастотных электрических генераторов и синхронных преобразователей частоты
