Магнитоэлектрическая машина



Магнитоэлектрическая машина
Магнитоэлектрическая машина
Магнитоэлектрическая машина

 


Владельцы патента RU 2516270:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к области электротехники, а именно к двигателям и генераторам с постоянными магнитами, в частности к магнитоэлектрическим генераторам электроэнергии. Предлагаемая магнитоэлектрическая машина содержит неподвижный статор и подвижный ротор, выполненные из немагнитного материала, в корпусе статора выполнены «П»-образные шихтованные магнитопроводы с обмотками, ротор содержит рабочие элементы, выполненные в виде постоянных магнитов и расположенные в отверстиях в форме прорезей размерами l и l1, причем количество прорезей m равно количеству постоянных магнитов. При этом корпус статора магнитоэлектрической машины выполнен в виде полого цилиндра, на внутренней поверхности которого размещены не менее 3 групп «П»-образных шихтованных магнитопроводов с обмотками. Каждая группа содержит не менее 3 «П»-образных шихтованных магнитопроводов с обмотками, соединенных последовательно между собой и смещенных относительно друг друга на расстояние L. Ротор расположен внутри статора и состоит из полого цилиндра, в прорезях которого размещены постоянные магниты, смещенные относительно друг друга на угол α=120°, полюса постоянных магнитов выступают за пределы полого цилиндра на величину Δ: Δ=d-l′, где Δ - величина выступа полюсов магнитов за пределы полого цилиндра; d - диаметр окружности, определяемый внутренним диаметром статора и размерами магнитопровода; l′ - величина воздушного зазора между магнитопроводом и магнитом. Технический результат - повышение КПД магнитоэлектрической машины при одновременном уменьшении тягового усилия в осевом направлении и упрощение конструкции, а также обеспечение максимального значения коэффициента мощности при дисковом исполнении такой машины. 3 ил.

 

Изобретение относится к энергомашиностроению, а именно к двигателям и генераторам содержащим в конструкции постоянные магниты, а именно к магнитоэлектрическим генераторам электроэнергии с наличием в них постоянных магнитов.

Известна дисковая электрическая машина [Пластин Л.М. Синхронные машины автономных источников питания. - М.: Энергия, 1980, стр.76-78], представляющая собой торцевой двухпакетный генератор, имеющая в своем составе корпус статора, состоящий из двух дисков, соприкасающихся по боковой поверхности. В корпусе статора заключена трехфазная обмотка и закрепленный на опорах (подшипниках) вал с ротором в форме диска. На роторе установлены рабочие элементы из магнитовосприимчивого материала (постоянные магниты). Машина снабжена традиционной системой охлаждения.

Наиболее близким устройством того же назначения по совокупности признаков является электрическая дисковая машина [патент №116714].

Магнитоэлктрическая дисковая машина состоит из статора и ротора, выполненных в виде дисков и размещенных на валу. Статор состоит как минимум из 4 дисков, а ротор 2 как минимум из 2 дисков и выполнен из немагнитного материала. На статоре жестко по диаметру d установлены n - «П»-образных шихтованных магнитопровода 6 с обмотками, соединенными параллельно между собой и равномерно распределенных по окружности диска статора. «П»-образные шихтованные магнитопроводы с обмотками n1 статора размещены по радиусу d. На каждом из роторных дисков 2 выполнены отверстия m в форме прямоугольных прорезей 1, 11 в которых размещены рабочие органы (магниты) расположенные по окружности ротора на диаметре d, равноудаленные друг от друга и от оси вала, причем количество прорезей m равно количеству n полюсов «П»-образных шихтованных магнитопроводов статора (m=n), а размер прорезей l, l1 зависит от размера рабочих органов (магнитов). Геометрические размеры полюса - магнитопроводов 6 и полюсов постоянных магнитов совпадают.

В известной конструкции в виду малого значения воздушного зазора между магнитопроводом и постоянными магнитами неизбежно возникают значительные тяговые усилия в осевом направлении дисковой машины, это приводит к увеличению трения при вращении и возможности деформации ротора, что значительно снижает КПД магнитоэлектрической дисковой машины в целом.

Данный недостаток устраняется только при точном позиционировании ротора между дисками статора на одинаковом расстоянии от них, причем смещение диска ротора с постоянными магнитами от центра приведет к выводу из равновесия магнитной системы.

Задачей заявляемого изобретения является упрощение конструкции, способной уменьшить тяговое усилие в осевом направлении, повысить КПД магнитоэлектрической дисковой машины в целом и обеспечить максимальное значение коэффициента мощности магнитоэлектрической дисковой машины.

Данный технический результат достигается тем, что магнитоэлектрическая машина имеющая в своем составе неподвижный статор и подвижный ротор, выполненные из немагнитного материала, в корпусе неподвижного статора выполнены «П»-образные шихтованные магнитопроводы с обмотками, подвижный ротор содержит рабочие элементы, выполненные в виде постоянных магнитов и расположенных в отверстиях, в форме прорезей размерами l и l1, причем количество прорезей m равно количеству постоянных магнитов. Дополнительно в корпусе неподвижного статора магнитоэлектрической машины выполненного в виде полого цилиндра на внутренней поверхности которого размещены не менее 3 групп П-образных шихтованных магнитопроводов с обмотками. Каждая из которых содержит не менее 3 П-образных шихтованных магнитопроводов с обмотками, соединенных последовательно между собой и смещенных относительно друг друга на расстояние L. Ротор расположен внутри статора и состоит из полого цилиндра постоянные магниты которого смещены относительно друг друга на угол α=120°, кроме того полюса постоянных магнитов, размещенных в прорезях, выступают за пределы полого цилиндра на величину Δ:

Δ=d-l′, где

Δ - величина выступа полюсов магнитов за пределы полого цилиндра;

d - диаметр окружности, определяемый внутренним диаметром статора и размерами магнитопровода;

l′ - величина воздушного зазора между магнитопроводом и магнитом.

На Фиг.1 изображен внешний вид магнитоэлектрической машины.

На Фиг.2 представлена Вид А магнитоэлектрической машины.

На Фиг.3 представлена конструкция ротора магнитоэлектрической машины.

Предложена магнитоэлектрическая машина, имеющая в своем составе статор и ротор размещенный на валу, выполненные из немагнитного материала, в корпусе неподвижного статора выполнены «П»-образные шихтованные магнитопроводы с обмотками, подвижный ротор содержит рабочие элементы, выполненные в виде постоянных магнитов и расположенных в отверстиях, в форме прорезей размерами l и l1, причем количество и размер прорезей l и l1, зависит от количества и размера магнитов. Корпус неподвижного статора состоит из полого цилиндра 1, выполненного из прочного изоляционного немагнитного материала, на внутренней поверхности которого размещены не менее 3 группы из 3-х П-образных шихтованных магнитопроводов 2 с обмотками 3, соединенных последовательно между собой, причем каждая группа смещена относительно другой на расстояние L. Ротор расположен внутри статора и состоит из полого цилиндра 4, выполненного из не магнитного материала, имеющего прорези, смещенные относительно друг друга на угол α=120°. В прорезях расположены постоянные магниты 5, причем полюса магнитов выступают за пределы полого цилиндра на величину Δ. Для обеспечения беспрепятственного вращения ротора

Δ=d-l′ где

Δ - величина выступа полюсов магнитов за пределы полого цилиндра;

d - диаметр окружности, определяемый внутренним диаметром статора и размерами магнитопровода;

l′ - величина воздушного зазора между магнитопроводом и магнитом.

Магнитоэлектрическая машина работает следующим образом.

При вращении вала (на фиг. не показан) вращается ротор 3 с установленными в прорезях постоянными магнитами 5, выполненными из магнитных сплавов, например, редкоземельных элементов на основе сплавов Nd, Fe, B, Cm, Co.

Постоянные магниты смещены на угол α=120°, что приводит к уменьшению тягового момента сопротивления при прохождении постоянного магнита 5 под полюсом магнитопровода 2. При вращении ротора 4 в зоне полюсов «П»-образных магнитопроводов статора электромагнитное поле имеет резкопеременный характер, что приводит к появлению импульсов переменного тока в каждой обмотке ротора 4. Шихтованные «П»-образные магнитопроводы позволяют существенно уменьшить потери на вихревые токи на торцах магнитопроводов, тем самым повышая КПД магнитоэлектрической дисковой машины в целом.

Предложенная конструкция позволяет уменьшить тяговое усилие в осевом направлении, тем самым повысить КПД магнитоэлектрической дисковой машины в целом, что в должной степени позволяет обеспечить максимальное значение коэффициента мощности магнитоэлектрической машины.

Магнитоэлектрическая машина, имеющая в своем составе неподвижный статор и подвижный ротор, выполненные из немагнитного материала, в корпусе неподвижного статора выполнены «П»-образные шихтованные магнитопроводы с обмотками, подвижный ротор содержит рабочие элементы, выполненные в виде постоянных магнитов и расположенные в отверстиях в форме прорезей размерами l и l1, причем количество прорезей m равно количеству полюсов n «П»-образных шихтованных магнитопроводов (m=n), а количество и размер прорезей l и l1 зависит от количества и размера магнитов, отличающаяся тем, что корпус неподвижного статора выполнен в виде полого цилиндра, на внутренней поверхности которого размещены не менее 3 групп «П»-образных шихтованных магнитопроводов с обмотками, каждая группа которых содержит не менее 3 «П»-образных шихтованных магнитопроводов с обмотками, соединенных последовательно между собой, причем каждая группа смещена относительно другой на расстояние L, ротор расположен внутри статора и состоит из полого цилиндра, постоянные магниты которого смещены относительно друг друга на угол α=120°, кроме того, полюса постоянных магнитов, размещенных в прорезях, выступают за пределы полого цилиндра на величину Δ:
Δ=d-l′,
где Δ - величина выступа полюсов магнитов за пределы полого цилиндра;
d - диаметр окружности, определяемый внутренним диаметром статора и размерами магнитопровода;
l′ - величина воздушного зазора между магнитопроводом и магнитом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и касается выполнения электрических машин, в частности однофазных генераторов переменного тока. Технический результат, достигаемый при использовании данного изобретения, состоит в существенном повышении КПД и улучшении электромеханических характеристик однофазных генераторов.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании магнитоэлектрических генераторов тока для ветряных электростанций и микроГЭС.

Изобретение относится к электротехнике, к производству электрической энергии. Технический результат заключается в повышении кпд путем использования энергии электромагнитов постоянного тока.

Изобретение относится к области электротехники и касается изготовления роторов электрических машин. Предложен способ изготовления ротора (14) для электрической машины (13), включающий следующие стадии его осуществления: а) изготовление магнитного элемента (8) посредством склеивания друг с другом постоянных магнитов (1, 1', 1", 1'") с помощью первого клея, при этом каждый постоянный магнит (1, 1', 1", 1'") имеет одну сторону (2) с магнитным северным полюсом (N) и одну сторону (3) с магнитным южным полюсом (S), при этом постоянные магниты (1, 1', 1", 1'") при склеивании расположены так, что стороны магнитных северных полюсов (N) или стороны магнитных южных полюсов (S) образуют общую нижнюю сторону (3, 3', 3", 3'") магнитного элемента (8), при этом первый клей в затвердевшем состоянии имеет твердую консистенцию; b) склеивание нижней стороны магнитного элемента (8) с ярмом (12) с помощью второго клея, при этом второй клей в затвердевшем состоянии является мягким и эластичным, что исключает разрыв второго клея при повышении температуры расширения магнитного элемента (8) и ярма (12).

Изобретение относится к области электротехники, в частности - к электрическим машинам с поперечным магнитным потоком. Предлагаемая электрическая машина с поперечным магнитным потоком содержит, по меньшей мере, три фазы, каждая из которых образована сердечником статора и обмотками.

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

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, а именно к однофазным асинхронным электродвигателям с пусковой обмоткой, и может быть использовано в электроинструменте и бытовой технике, например в холодильных компрессорах, имеющих существенную нагрузку на валу в момент пуска и нередко работающих в условиях пониженного напряжения питающей сети.

Изобретение относится к электротехнике, к статору вращающейся электрической машины (1) с постоянным возбуждением. В середине первой группы (10a) катушек размещен средний зубец (8a), который имеет первую ширину MB среднего зубца.

Изобретение относится к электрическим машинам. Электрическая машина имеет по меньшей мере один радиальный охлаждающий паз (16) и аксиально проходящие охлаждающие каналы.

Способ изготовления для постоянного магнита включает этапы: а) изготовление постоянного магнита (1), (b) разламывание постоянного магнита (1) для получения двух или более отдельных частей (13) и с) восстановление постоянного магнита (1) путем соединения поверхностей разлома смежных отдельных частей (13) вместе.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано, в частности, в гибридных автомобилях и электромобилях, электромеханических, в том числе автоматических системах управления и т.д.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к низкооборотным электрическим генераторам, и может быть использовано, в частности, в ветроэнергетических установках.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам, и касается особенностей конструктивного выполнения бесконтактных синхронных генераторов индукторного типа, работающих, преимущественно, на выпрямительную нагрузку и применяемых, например, в генераторных установках автотракторной техники.

Изобретение относится к электромагнитному устройству, выполненному с возможностью обратимой работы в качестве генератора и электродвигателя. Технический результат - обеспечение возможности регулирования и оптимизации относительно положения статора и ротора в целях получения максимального кпд и максимальной рабочей гибкости системы.

Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей конструктивного выполнения вентильных электрических машин. Изобретение может быть использовано как электрический двигатель и как генератор.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании однофазных асинхронных электродвигателей с пусковой обмоткой для электроинструмента и бытовой техники, имеющих существенную нагрузку на валу в момент пуска и работающих в условиях низкого напряжения питающей сети.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам, и касается выполнения синхронного микродвигателя (СД) с электромагнитным униполярным возбуждением. Технический результат - повышение надежности работы синхронного микродвигателя за счет создания на роторе постоянных полюсов электромагнитным путем без использования постоянных магнитов. Синхронный микродвигатель (СД) с электромагнитным униполярным возбуждением содержит статор, на котором расположены обычный сердечник с трехфазной сетевой обмоткой, создающей вращающееся магнитное поле статора, и обмотка возбуждения с постоянным током, создающая поток возбуждения, а также цилиндрический массивный ротор из железомедного сплава, разделенный немагнитной проводящей прослойкой на две магнитоизолированные части - два сердечника ротора. При этом согласно данному изобретению, с целью повышения надежности работы СД, осуществляется бесконтактное электромагнитное униполярное возбуждение, при котором два сердечника ротора образуют два постоянных магнитных полюса с неизменно разной полярностью, северный N и южный S, взаимодействие которых с вращающимся магнитным полем статора создает синхронизирующий момент, а наличие на роторе массивных сердечников обеспечивает ему асинхронный пуск без пусковой обмотки. 2 ил.
Наверх