Электродвигатель



Электродвигатель
Электродвигатель

 


Владельцы патента RU 2490772:

Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (RU)
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр "Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") (RU)

Изобретение относится к области электротехники, в частности к исполнительным электромагнитным механизмам систем автоматики. Предлагаемый электродвигатель содержит ротор с радиально намагниченными полюсными постоянными магнитами, число пар полюсов которого больше двух, и статор, включающий магнитопровод в виде полого цилиндра и размещенную на его внутренней поверхности симметричную трехфазную двухплоскостную однослойную обмотку с минимально необходимыми для сборки статора зазорами между боковыми поверхностями рабочих участков катушек. Рабочие участки катушек обмотки расположены вдоль оси электродвигателя, при этом число катушек в цепи фазы выбрано равным числу пар полюсных постоянных магнитов ротора. Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, состоит в увеличении удельного электромагнитного момента электродвигателя путем повышения эффективности работы его статорной обмотки. 2 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники, в частности к исполнительным электромагнитным механизмам систем автоматики.

Известен "Электродвигатель с обмоткой в воздушном зазоре" (США, патент №7928619, Н02K 1/16, Н02K 1/18, опубл. 19.04.2011), выбранный в качестве прототипа, содержащий ротор с радиально намагниченными полюсными постоянными магнитами, число пар полюсов которого больше двух, и статор, включающий магнитопровод в виде полого цилиндра и размещенную на его внутренней поверхности симметричную трехфазную однослойную статорную обмотку, рабочие участки катушек которой расположены вдоль оси электродвигателя. При этом число катушек в цепи фазы равно 5, а число пар полюсов ротора - 9. При таком соотношении угловой размер катушек по средним линиям не позволяет увеличить ширину окна катушки, а, значит, и коэффициент заполнения проводниками слоя обмотки. Такая обмотка неэффективно использует рабочий воздушный зазор, в котором она размещена, и, следовательно, электродвигатель имеет малый удельный электромагнитный момент (на единицу массы или объема).

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в создании электродвигателя с максимально возможным удельным электромагнитным моментом.

Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, состоит в повышении эффективности работы статорной обмотки.

Это достигается тем, что в электродвигателе, содержащем ротор с радиально намагниченными полюсными постоянными магнитами, число пар полюсов которого больше двух, и статор, включающий магнитопровод в виде полого цилиндра и размещенную на его внутренней поверхности симметричную трехфазную однослойную обмотку, рабочие участки катушек которой расположены вдоль оси электродвигателя, обмотка выполняется двухплоскостной с минимально необходимыми для сборки статора зазорами между боковыми поверхностями рабочих участков катушек, при этом число катушек в цепи фазы выбрано равным числу пар полюсных постоянных магнитов ротора.

Выполнение обмотки двухплоскостной (лобовые части катушек расположены в двух плоскостях) при размещении рабочих участков катушек с минимально необходимыми для сборки статора зазорами позволяет поместить в рабочем воздушном зазоре с заданными размерами максимально возможное число проводников вдоль оси электродвигателя, в результате чего эффективность использования воздушного зазора растет, а, значит, повышается эффективность работы расположенной в нем обмотки и, как следствие, повышается удельный электромагнитный момент электродвигателя. Выбор числа катушек в цепи фазы равным числу пар полюсных постоянных магнитов ротора необходим для обеспечения работоспособности заявляемого электродвигателя. Использование заявляемого технического решения в электродвигателях с числом пар полюсов меньше трех неэффективно из-за значительного роста вклада в сопротивление обмотки сопротивления лобовых частей катушек.

На фиг.1 изображен электродвигатель в состоянии, когда электрическая цепь фазы А обесточена, а цепи фаз В и С находятся под напряжением; на фиг.2 - то же, сечение А-А.

Электродвигатель состоит из ротора с постоянными магнитами и статора.

Статор электродвигателя включает в себя магнитопровод 1 в виде полого цилиндра и размещенную на его внутренней поверхности симметричную трехфазную однослойную двухплоскостную обмотку 2, рабочие участки катушек которой расположены вдоль оси электродвигателя. Обмотка 2 выполнена с минимально необходимыми для сборки статора зазорами между боковыми поверхностями рабочих участков катушек (фиг.2), при этом число катушек в цепи фазы равно 6 и число пар полюсных постоянных магнитов 3 ротора также равно 6. Катушки в цепи фазы соединены между собой таким образом, чтобы направление тока в них совпадало.

Ротор электродвигателя состоит из радиально намагниченных полюсных постоянных магнитов 3 чередующейся полярности, расположенных на внешней поверхности магнитопровода 4.

Работа трехфазного электродвигателя рассмотрена на примере двухполупериодного управления напряжением цепей фаз. Во время нахождения магнитных осей катушек цепей двух фаз обмотки 2 между полюсами радиально намагниченных полюсных постоянных магнитов 3 ротора (положение может быть определено, например, с помощью датчика Холла) на цепи этих фаз подается постоянное напряжение определенного знака, что обеспечивает вращение ротора в нужную сторону. При вращении ротора магнитные оси катушек цепи каждой фазы пересекают области над центральными линиями полюсных магнитов 3 ротора, определяемых углом, равным 1/3 величины полупериода вращения поля ротора. В момент начала пересечения происходит отключение цепи фазы от напряжения питания. Последующая смена полярности напряжения происходит в момент окончания пересечения указанной области. В результате переключений напряжений в цепях фаз на валу электродвигателя создается заданный электромагнитный момент.

Был изготовлен опытный образец заявляемого электродвигателя, испытания которого подтвердили высокую эффективность работы статорной обмотки и получение максимально возможного удельного электромагнитного момента.

Электродвигатель, содержащий ротор с радиально намагниченными полюсными постоянными магнитами, число пар полюсов которого больше двух, и статор, включающий магнитопровод в виде полого цилиндра и размещенную на его внутренней поверхности симметричную трехфазную однослойную обмотку, рабочие участки катушек которой расположены вдоль оси электродвигателя, отличающийся тем, что обмотка выполнена двухплоскостной с минимально необходимыми для сборки статора зазорами между боковыми поверхностями рабочих участков катушек, при этом число катушек в цепи фазы выбрано равным числу пар полюсных постоянных магнитов ротора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике, к электродинамическим машинам. .

Изобретение относится к области электротехники, а именно электрическим машинам, может быть использовано для промышленных механизмов, требующих регулирование скорости.

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, касается особенностей конструктивного выполнения асинхронных электрических машин и может быть использовано в электроприводах и электрогенераторах любого назначения.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам. .

Изобретение относится к области электротехники, а именно - к электрическим машинам переменного тока, предназначенным для использования в электроприводах с питанием от источников как регулируемого, так и нерегулируемого переменного тока, а также в генераторных установках в качестве источника переменного тока.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к асинхронным машинам со статором и короткозамкнутым ротором с беличьей клеткой. .

Изобретение относится к области электротехники, а именно к двигателям с усовершенствованной обмоткой возбуждения на статоре. .

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может использоваться в трехфазных двухскоростных асинхронных двигателях с короткозамкнутым ротором.

Изобретение относится к электротехнике, к электромашиностроению и может использоваться в трехфазных двухскоростных асинхронных двигателях с короткозамкнутым ротором.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть использовано, например, в электрогенераторах с высокой частотой вращения. .

Генератор // 2488211
Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть использовано в генераторах для автономных источников электропитания, например в электрооборудовании автомобилей.

Изобретение относится к области электротехники и машиностроения, в частности к модульным вентильным электродвигателям для погружных нефтедобывающих установок. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к низкооборотным высокомоментным электрическим двигателям, электроприводам и генераторам, касается конструктивного исполнения бесконтактных магнитоэлектрических машин с электромагнитной редукцией и может быть использовано в прямых приводах, в системах автоматики, в механизмах с высокими моментами на валу и низкими частотами вращения вала, а также в качестве высокочастотных электрических генераторов и синхронных преобразователей частоты.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромагнитным приводам исполнительных механизмов, и может быть использовано для поворота исполнительного механизма на заданный угол с фиксацией в крайних положениях.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к высокооборотным электрическим машинам для турбогенераторных электрических установок небольшой мощности.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, в частности к электрическим машинам. .

Изобретение относится к области электротехники и, в частности, к электрическим машинам. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано совместно с промышленно-выпускаемыми преобразователями частоты. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам, и касается особенностей конструктивного выполнения электродвигателей. .

Изобретение относится к области электротехники и касается синхронных индукторных сегментных генераторов, содержащих радиальные спицеобразные роторные элементы, то есть к таким, в качестве роторных элементов которых выступает спицованное колесо, например к генераторам для велосипедов, мотоциклов, автомобилей и т.д.
Наверх