Бесщеточный двигатель постоянного тока с торможением в обесточенном состоянии

Авторы патента:

ФУРРЕР Роман (CH)

ТЕГЕЗУ Дао (CH)

H02K1/27 - Электрические машины (измерительные приборы G01; электродинамические реле H01H 53/00; преобразование входной энергии постоянного или переменного тока в выходную энергию требуемого вида H02M 9/00; громкоговорители, микрофоны, адаптеры и подобные электромеханические преобразователи звука H04R)

Владельцы патента RU 2521958:

БЕЛИМО ХОЛДИНГ АГ (CH)

Изобретение относится к бесщеточному двигателю (1) постоянного тока и включает в себя статор (2), вращающийся вокруг статора (2) стакан (30) ротора, снабженный несколькими полюсами (N, S) постоянных магнитов, и соединенную со статором (2) пластину (4), обеспечивающую момент фиксации, снабженную несколькими полюсными башмаками (41), служащими для создания момента фиксации, приводящего вращающийся стакан (30) ротора в фиксированное положение. Полюсные башмаки (41) расположены в фиксированном положении между каждыми двумя соседними полюсами (N, S) вращающегося стакана (30) ротора, образуя магнитное замыкание. Пластина (4), обеспечивающая момент фиксации, расположена по существу вне вращающегося магнитного поля, создаваемого статором (2) при эксплуатации. Техническим результатом является обеспечивание торможения в обесточенном состоянии. 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

Область техники

Настоящее изобретение относится к бесщеточному двигателю постоянного тока с торможением в обесточенном состоянии. Настоящее изобретение относится, в частности, к бесщеточному трехфазному двигателю постоянного тока на постоянных магнитах с торможением в обесточенном состоянии, который включает в себя статор и вращающийся вокруг статора стакан ротора, снабженный несколькими полюсами постоянных магнитов.

Уровень техники

Чтобы привести электродвигатель, который не находится в эксплуатации и не питается электричеством, в желаемое фиксированное положение, например чтобы предотвратить движение клапана, приводимого в движение посредством привода, или вращение вентиля, обычно применяются тормозные пружины, которые постоянно давят на передаточный механизм привода и тем самым по возможности предотвращают вращение двигателя в обесточенном состоянии. Применение тормозных пружин хотя и оптимально в отношении затрат, но обладает тем недостатком, что они тормозят двигатель и при эксплуатации и тем самым приводят к потерям мощности. Из-за этого максимальное торможение, создаваемое тормозной пружиной, ограничивается. Вследствие механического контакта тормозной пружины с передаточным механизмом при эксплуатации возникают к тому же нежелательные и часто мешающие шумы. Кроме того, чрезвычайно трудно обеспечить торможение привода с помощью тормозных пружин в рамках заданных пределов допусков, в результате чего в зависимости от стратегии изготовления, появляются приводы, которые часто чрезмерно тормозятся при эксплуатации или торможение которых вне эксплуатации часто недостаточно.

В электродвигателе на постоянных магнитах существуют два магнитных поля. Одно создается постоянным магнитом и существует даже в обесточенном состоянии. Второе создается катушками, когда в них протекает ток. Взаимодействие двух этих магнитных полей обусловливает вращательное движение и создание момента вращения двигателя. Присутствие ферромагнитного материала (железа) изменяет направленность магнитного поля.

В документе DE 20 2004 018 822 U1 описывается не содержащий железного сердечника и бесщеточный электродвигатель с торможением в обесточенном состоянии, который включает в себя плоский тормозной диск из ферромагнитного материала. Постоянный магнит установлен на валу ротора и на расстоянии (воздушный зазор) охватывается катушкой, которая закреплена на внутренней стенке боковой поверхности корпуса и распространяется от дна корпуса до крышки корпуса. Тормозной диск установлен с внутренней стороны крышки корпуса и взаимодействует с магнитным полем вращающегося постоянного магнита так, что ротор при выключенном двигателе удерживается в заданном фиксированном положении. Однако так как тормозной диск находится внутри области катушки и вместе с тем также в магнитном поле катушки статора, он все же влияет на взаимосвязь обоих магнитных полей при эксплуатации и сокращает тем самым производительность двигателя.

Сущность изобретения

Задачей настоящего изобретения является предложить бесщеточный двигатель постоянного тока с торможением в обесточенном состоянии, у которого отсутствуют по меньшей мере некоторые недостатки известных электродвигателей. В частности, задачей настоящего изобретения является предложить бесщеточный двигатель постоянного тока с торможением в обесточенном состоянии, который включает в себя статор и вращающийся вокруг статора стакан ротора, снабженный несколькими полюсами постоянных магнитов.

В соответствии с настоящим изобретением эти цели достигаются, в частности, с помощью признаков независимого пункта формулы изобретения. Другие предпочтительные варианты осуществления основаны, кроме того, на зависимых пунктах формулы изобретения и описании.

Вышеназванные цели достигаются настоящим изобретением, в частности, благодаря тому, что предлагается (бесщеточный) синхронный двигатель, который включает в себя статор и вращающийся вокруг статора стакан ротора, снабженный несколькими полюсами постоянных магнитов, у которого предусмотрена соединенная со статором пластина, обеспечивающая момент фиксации, снабженная несколькими полюсными башмаками, служащими для создания момента фиксации, приводящего вращающийся стакан ротора в фиксированное положение, при этом полюсные башмаки пластины, обеспечивающей момент фиксации, расположены так, что в фиксированном положении между каждыми двумя соседними полюсами вращающегося стакана ротора они образуют магнитное (короткое) замыкание. Благодаря созданию момента фиксации посредством пластины, обеспечивающей момент фиксации, необходимость в тормозной пружине отпадает полностью или по меньшей мере может быть сильно уменьшена, так что при эксплуатации не происходит или происходит только небольшое уменьшение мощности, обусловленное торможением, и к тому же создается момент фиксации, который внутри узкого диапазона допуска соответствует заданному номинальному значению и в целом обеспечивает возможность более сильного торможения, чем с помощью тормозной пружины. Создание момента фиксации посредством пластины, обеспечивающей момент фиксации, полюсные башмаки которой создают магнитное (короткое) замыкание между соседними полюсами вращающегося стакана ротора, позволяет, кроме того, особенно предпочтительным образом располагать пластину, обеспечивающую момент фиксации, вне вращающегося магнитного поля, создаваемого статором при эксплуатации. Благодаря этому предотвращается влияние на электрические свойства бесщеточного двигателя постоянного тока и, в частности, предотвращается приводящее к уменьшению мощности влияние на бесщеточный двигатель постоянного тока, обусловленное наличием пластины, обеспечивающей момент фиксации.

Предпочтительно пластина, обеспечивающая момент фиксации, расположена по существу вне создаваемого статором при эксплуатации магнитного поля. В зависимости от исполнения, пластина, обеспечивающая момент фиксации, расположена в плоскости, проходящей перпендикулярно к оси вращения, над или под статором. В одном из вариантов осуществления бесщеточный двигатель постоянного тока включает в себя несколько одинаково выполненных пластин, обеспечивающих момент фиксации, при этом по меньшей мере одна из этих пластин, обеспечивающих момент фиксации, расположена в плоскости, проходящей перпендикулярно к оси вращения, над статором, и по меньшей мере одна из этих пластин, обеспечивающих момент фиксации, расположена в плоскости, проходящей перпендикулярно к оси вращения, под статором. Благодаря размещению пластины, обеспечивающей момент фиксации, выше и/или ниже статора, пластина, обеспечивающая момент фиксации, расположена так, что она не оказывает влияния на магнитное поле катушек статора. Благодаря этому магнитная цепь, которая отвечает за электрические свойства двигателя при эксплуатации, не нарушается вследствие наличия пластины, обеспечивающей момент фиксации. Пластина, обеспечивающая момент фиксации, находится, таким образом, вне магнитной цепи, возникающей при эксплуатации бесщеточного двигателя постоянного тока, которая замыкается от полюсных башмаков статора через воздушный зазор, постоянные магниты ротора и обратный поток через стакан ротора. Благодаря размещению пластины, обеспечивающей момент фиксации, выше и/или ниже статора, создание момента фиксации может, таким образом, не зависеть от электрических свойств двигателя и электрические свойства бесщеточного двигателя постоянного тока не подвергаются существенному влиянию, обусловленному наличием пластины, обеспечивающей момент фиксации. Таким образом, по сравнению с тормозными пружинами, могут создаваться во много раз большие моменты торможения, которые при эксплуатации двигателя практически не создают потерь мощности.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления пластина, обеспечивающая момент фиксации, расположена так, что она на своей обращенной к постоянным магнитам торцевой стороне перекрывается этими постоянными магнитами. Таким образом, пластина, обеспечивающая момент фиксации, полностью расположена в главном магнитном потоке постоянных магнитов.

Предпочтительно пластина, обеспечивающая момент фиксации, включает в себя некоторое количество полюсных башмаков, которое соответствует целочисленному делителю или кратному количества полюсов вращающегося стакана ротора.

В одном из вариантов осуществления полюсные башмаки выполнены Т-образно и их перекладины соответственно расположены на окружности, концентрической к вращающемуся стакану ротора. Перекладины Т-образных полюсных башмаков распространяются в фиксированном положении соответственно частично по области постоянных магнитов двух соседних полюсов вращающегося стакана ротора.

Предпочтительно пластина, обеспечивающая момент фиксации, расположена на осевой опоре статора.

Вращающийся стакан ротора включает в себя предпочтительно постоянные магниты из магнитно-твердых материалов, таких как, например, неодим-железо-бор (NdFeB), а пластина, обеспечивающая момент фиксации, состоит, например, из материала, обладающего магнитной проводимостью, в частности из железа. Но она может также состоять из других магнитно-мягких, магнитно-полутвердых или магнитно-твердых материалов.

В одном из вариантов осуществления бесщеточный двигатель постоянного тока снабжен несколькими одинаково выполненными, расположенными друг над другом, перекрывая друг друга, пластинами, обеспечивающими момент фиксации.

Краткое описание чертежей

Ниже один вариант осуществления настоящего изобретения описан на примере. Этот пример осуществления иллюстрируется следующими прилагаемыми фигурами:

фиг.1: показано осевое поперечное сечение примера осуществления бесщеточного двигателя постоянного тока, снабженного вращающимся стаканом ротора и расположенной над статором пластиной, обеспечивающей момент фиксации,

фиг.2: показано осевое поперечное сечение статора бесщеточного двигателя постоянного тока, показанного на фиг.1,

фиг.3: показано осевое поперечное сечение вращающегося стакана ротора бесщеточного двигателя постоянного тока, показанного на фиг.1,

фиг.4: показан вид сверху примера осуществления пластины, обеспечивающей момент фиксации,

фиг.5: показано проходящее перпендикулярно к оси вращения поперечное сечение пластины, обеспечивающей момент фиксации, и вращающегося стакана ротора со схематичным изображением линий магнитного поля в фиксированном положении.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

На фиг.1 ссылочная позиция 1 относится к бесщеточному двигателю постоянного тока, включающему в себя статор 2 и вращающийся ротор 3, снабженный несколькими образованными постоянными магнитами 31 полюсами N, S постоянного магнита. Бесщеточный двигатель 1 постоянного тока, в частности, является трехфазным, и например, выполнен в виде съемного привода, и применяется в отопительной, вентиляционной и климатической технике, например, для открытия и закрытия клапанов, при этом он применяется с большими передаточными механизмами, имеющими передаточное отношение, равное, например, 1:5000.

Статор 2 включает в себя опору 20 статора, которая выполнена по существу в форме полого цилиндра, с вращательной симметрией вокруг оси z вращения. У опоры 20 статора имеется нижняя концевая область, служащая для крепления к несущему устройству, а также противоположная ей верхняя концевая область. Как изображено на фиг.1 и 2, статор 2 включает в себя несколько установленных на опоре 20 статора и расположенных вращательно-симметрично вокруг опоры 20 статора, соответственно образованных из листов 22 статора и катушек 21 статора полюсных башмаков 23, служащих для создания движущегося вращающегося магнитного поля при эксплуатации бесщеточного двигателя 1 постоянного тока. У каждого из полюсных башмаков 23 имеется проходящая перпендикулярно к оси z вращения центральная ось, и эти оси пересекаются в одной общей точке пересечения на оси z вращения.

На опоре 20 статора установлена, кроме того, пластина 4, обеспечивающая момент фиксации, которая расположена и выровнена предпочтительно в верхней концевой области, над статором 2, в частности над полюсными башмаками 23 статора 2, то есть над листами 22 статора и катушками 21, в проходящей перпендикулярно к оси z вращения плоскости. В одном из вариантов осуществления пластина 4, обеспечивающая момент фиксации, дополнительно или альтернативно расположена и выровнена в нижней концевой области, ниже статора 2, в частности, ниже полюсных башмаков 23 статора 2, то есть ниже листов 22 статора и катушек 21, в проходящей перпендикулярно к оси z вращения плоскости. В одном из вариантов пластина 4, обеспечивающая момент фиксации, выполнена многослойной и включает в себя несколько выполненных однообразными, расположенных друг над другом, перекрывая друг друга, пластин, обеспечивающих момент фиксации, или, соответственно, слоев пластин, обеспечивающих момент фиксации. Пластина 4, обеспечивающая момент фиксации, и листы 22 статора состоят, например, из материала, обладающего магнитной проводимостью, в частности из железа (листового железа).

В опоре 20 статора имеется отверстие 25 и установленный в нем подшипник 24, служащий для помещения или, соответственно, установки оси 32 ротора, расположенной концентрически к оси z вращения вращающегося ротора 3. Опора 20 статора изготовлена, например, из медного сплава, а ось 32 ротора, например, из нержавеющей стали.

Вращающийся ротор 3 включает в себя окружающий статор 2 стакан 30 ротора, который закреплен на оси 32 ротора с помощью крепления 33. Стакан 30 ротора имеет, например, наружный диаметр, составляющий от двух до пяти сантиметров, и высоту, составляющую от двух до четырех сантиметров. На обращенной к оси 32 ротора внутренней стороне, то есть на внутренней стенке стакана 30 ротора, установлены несколько постоянных магнитов 31 в виде чередующихся в окружном направлении полюсов, например двенадцати чередующихся северных и южных полюсов N, S, как показано на фиг.5. Постоянные магниты 31 предпочтительно изготовлены из магнитно-твердых материалов, таких как, например, неодим-железо-бор (NdFeB), и образуют шину или кольцо, расположенное на внутренней стенке стакана 30 ротора и окружающее ось 32 ротора. Вместо кольца магниты могут быть также расположены дискретно в форме окружности. На фиг.5 белая, изображенная штриховой линией окружность схематично иллюстрирует границу между вращающимся стаканом 30 ротора, изготовленным, например, из листового железа, и расположенной над ним окружной, выполненной в виде шины многополюсной областью постоянных магнитов.

В собранном состоянии ротор 3, как изображено на фиг.1, установлен с возможностью вращения осью 32 ротора в опоре 20 статора, а стакан 30 ротора надет подобно колоколу над статором 2 и выполнен с возможностью свободного вращения вокруг оси z вращения и статора 3.

Как изображено на фиг.4 и 5 пластина 4, обеспечивающая момент фиксации, включает в себя внутреннее опорное кольцо 40 и несколько полюсных башмаков 41, которые вращательно-симметрично расположены на наружной стороне опорного кольца 40. Пластина 4, обеспечивающая момент фиксации, или, соответственно, ее опорное кольцо 40, как показано на фиг.1, закреплена в верхней (и/или нижней) концевой области опоры 20 статора так, что центр Z опорного кольца лежит на оси z вращения. В собранном состоянии ось 32 ротора направлена, таким образом, через отверстие опорного кольца 40.

Полюсные башмаки 41 выполнены Т-образно и имеют каждый продольную ось p, которые встречаются в центре опорного кольца 40. Перекладины 410 Т-образных полюсных башмаков 41, будучи отвернуты каждая от опорного кольца 40, расположены на наружной окружности, концентрической к опорному кольцу 40. Как видно на фиг.5, отвернутые от опорного кольца торцевые стороны 4s перекладин 410 Т-образных полюсных башмаков 41, начиная от центра Z опорного кольца 40, закруглены с радиусом r_P окружности. Радиус r_P окружности закругленных торцевых сторон 4s перекладин 410 меньше, чем внутренний радиус r_i ротора 3 от центра оси 32 ротора (ось вращения z) до постоянных магнитов 31, 31a, 31b, расположенных в окружном направлении на стакане 30 ротора, так что между полюсными башмаками 41 пластины 4, обеспечивающей момент фиксации, в частности между торцевыми сторонами 4s перекладин 410 полюсных башмаков 41, и постоянными магнитами 31, 31a, 31b существует воздушный зазор L2 и пластина 4, обеспечивающая момент фиксации, механически не препятствует вращению ротора 3.

Количество полюсных башмаков 41 пластины 4, обеспечивающей момент фиксации, предпочтительно равно целочисленному делителю или целому кратному количества полюсов вращающегося стакана 30 ротора.

В примере, показанном на фиг.5, ротор 3 на стакане 30 ротора включает в себя двенадцать чередующихся северных и южных полюсов N, S, а у пластины 4, обеспечивающей момент фиксации, имеется шесть полюсных башмаков 41.

Как изображено на фиг.5, полюсные башмаки 41 расположены так, что их продольные оси p в фиксированном положении соответственно располагаются между двумя соседними постоянными магнитами 31a, 31b, находящимися рядом друг с другом на стакане 30 ротора, так что их перекладины 410 образуют магнитное замыкание между каждыми двумя соседними северным и южным полюсами N, S, как видно по изображенному характеру линий 5 магнитного поля постоянных магнитов 31, 31a, 31b, обусловленных полюсными башмаками 41. При этом перекладина 410 полюсного башмака 41 проходит с обеих сторон от продольной оси p в плоскости пластины 4, обеспечивающей момент фиксации, соответственно по части области одного из соседних постоянных магнитов 31a, 31b, и бесконтактно перекрывает эту упомянутую часть области (торцевой стороной 4s перекладины 410). В примере, показанном на фиг.5, ширина перекладины 410 меньше, чем ширина постоянного магнита 31, 31a, 31b, так что в фиксированном положении в плоскости пластины 4, обеспечивающей момент фиксации, соответственно меньше половины постоянного магнита 31, 31a, 31b бесконтактно перекрывается перекладиной 410 полюсного башмака 41. При отсутствии вращающегося магнитного поля статора 2, то есть в обесточенном состоянии, когда бесщеточный двигатель 1 постоянного тока не эксплуатируется, достаточно создаваемого таким образом полюсным башмаком 41 магнитного замыкания между чередующимися северными и южными полюсами N, S, чтобы создать момент, тормозящий бесщеточный двигатель 1 постоянного тока, который приводит вращающийся стакан 30 ротора и вместе с тем ротор 3 в заданное фиксированное положение.

Как показано на фиг.1, пластина 4, обеспечивающая момент фиксации, направлена по существу перпендикулярно постоянным магнитам 31 и имеет обращенную к постоянным магнитам 31 торцевую сторону 4s, которая находится, как изображено на фиг.4, соответственно на обращенной к постоянным магнитам 31 стороне перекладины 410 полюсного башмака 41. Пластина 4, обеспечивающая момент фиксации, относительно продольной направленности оси z вращения расположена так, что на своей торцевой стороне 4s она полностью перекрывается постоянными магнитами 31. Это значит, что вся ограниченная верхней стороной 4o и нижней стороной 4u пластины 4, обеспечивающей момент фиксации, область торцевой стороны 4s, будучи отделена только воздушным зазором L2, находится напротив области постоянных магнитов, образованной постоянными магнитами 31. Благодаря тому, что постоянные магниты 31 распространяются по всей ограниченной верхней стороной 4o и нижней стороной 4u пластины 4, обеспечивающей момент фиксации, области торцевой стороны 4s и за ее пределы, пластина 4, обеспечивающая момент фиксации, полностью попадает в главный магнитный поток постоянных магнитов 31.

При эксплуатации (движущееся) магнитное поле катушек 21 статора соответственно направляется посредством полюсных башмаков 23 статора 2, образованных листами 22 статора. Магнитная цепь при эксплуатации замыкается от полюсного башмака 23 статора 2 через воздушный зазор L1, постоянные магниты 31 ротора 3 и благодаря обратному потоку через стакан 30 ротора. Благодаря размещению пластины 4, обеспечивающей момент фиксации, выше и/или ниже статора 2, пластина 4, обеспечивающая момент фиксации, располагается вне этой магнитной цепи. Тем самым предотвращается существенное влияние наличия пластины 4, обеспечивающей момент фиксации, на электрические свойства бесщеточного двигателя 1 постоянного тока. То есть так как пластина 4, обеспечивающая момент фиксации, расположена по существу вне области действия вращающегося магнитного поля, создаваемого статором 2 при эксплуатации, пластина 4, обеспечивающая момент фиксации, и, в частности, ее полюсные башмаки 41 во время эксплуатации не оказывают на бесщеточный двигатель постоянного тока влияния, приводящего к уменьшению мощности.

1. Бесщеточный двигатель (1) постоянного тока, включающий в себя статор (2) и вращающийся вокруг статора (2) стакан (30) ротора, снабженный несколькими полюсами (N, S) постоянных магнитов, отличающийся
соединенной со статором (2) пластиной (4), обеспечивающей момент фиксации, снабженной несколькими полюсными башмаками (41), служащими для создания момента фиксации, приводящего вращающийся стакан (30) ротора в фиксированное положение, при этом полюсные башмаки (41) расположены так, что в фиксированном положении между каждыми двумя соседними полюсами (N, S) вращающегося стакана (30) ротора они образуют магнитное замыкание.

2. Бесщеточный двигатель (1) постоянного тока по п.1, отличающийся тем, что пластина (4), обеспечивающая момент фиксации, расположена по существу вне магнитного поля, создаваемого статором (2) при эксплуатации.

3. Бесщеточный двигатель (1) постоянного тока по п.1, отличающийся тем, что пластина (4), обеспечивающая момент фиксации, расположена по меньшей мере приблизительно в плоскости, проходящей перпендикулярно к оси (z) вращения, над или под статором (2).

4. Бесщеточный двигатель (1) постоянного тока по п.1, отличающийся тем, что пластина (4), обеспечивающая момент фиксации, включает в себя некоторое количество полюсных башмаков (41), которое соответствует целочисленному делителю или кратному количества полюсов (N, S) вращающегося стакана (30) ротора.

5. Бесщеточный двигатель (1) постоянного тока по п.1, отличающийся тем, что полюсные башмаки (41) выполнены Т-образно и их перекладины (410) соответственно расположены на окружности, концентрической к вращающемуся стакану (30) ротора.

6. Бесщеточный двигатель (1) постоянного тока по п.1, отличающийся тем, что полюсные башмаки (41) выполнены Т-образно и их перекладины (410) распространяются в фиксированном положении соответственно по частичной области постоянных магнитов (31a, 31b) двух соседних полюсов (N, S) вращающегося стакана (30) ротора.

7. Бесщеточный двигатель (1) постоянного тока по п.1, отличающийся тем, что у статора (2) имеется осевая опора (20) статора, причем пластина (4), обеспечивающая момент фиксации, установлена на опоре (20) статора.

8. Бесщеточный двигатель (1) постоянного тока по п.1, отличающийся тем, что вращающийся стакан (30) ротора включает в себя постоянные магниты (31, 31a, 31b) из магнитно-твердых материалов, таких как неодим-железо-бор, а пластина (4), обеспечивающая момент фиксации, состоит из материала, обладающего магнитной проводимостью, в частности, из железа.

9. Бесщеточный двигатель (1) постоянного тока по п.1, отличающийся тем, что бесщеточный двигатель (1) постоянного тока снабжен несколькими одинаково выполненными, расположенными друг над другом, перекрывающими друг друга пластинами (4), обеспечивающими момент фиксации.

10. Бесщеточный двигатель (1) постоянного тока по п.1, отличающийся тем, что бесщеточный двигатель (1) постоянного тока снабжен несколькими одинаково выполненными пластинами (4), обеспечивающими момент фиксации, при этом по меньшей мере одна из этих пластин (4), обеспечивающих момент фиксации, расположена в плоскости, проходящей перпендикулярно к оси (z) вращения, над статором (2), и по меньшей мере одна из этих пластин (4), обеспечивающих момент фиксации, расположена в плоскости, проходящей перпендикулярно к оси (z) вращения, под статором (2).

11. Бесщеточный двигатель (1) постоянного тока по п.1, отличающийся тем, что пластина (4), обеспечивающая момент фиксации, полностью расположена в главном магнитном потоке постоянных магнитов (31a, 31b), образующих полюса (N, S) постоянных магнитов.

12. Бесщеточный двигатель (1) постоянного тока по любому из пп. 1-11, отличающийся тем, что пластина (4), обеспечивающая момент фиксации, расположена так, что на своей торцевой стороне (4s) она полностью перекрывается постоянными магнитами (31) полюсов (N, S) постоянных магнитов.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в погружных насосных системах для использования в скважине для привода насоса. Технический результат состоит в повышении осевой фиксации пластин статора.

Магнитноэлектрический генератор // 2521048

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

Ветроэлектрический генератор // 2519061

Изобретение относится к ветроэлектрическому генератору (1) с замкнутым внутренним охлаждающим контуром со статором (4), выполненным из листового металла, который имеет систему обмоток, которая на торцевых сторонах статора образует лобовые части (10) обмоток, причем статор (4) по меньшей мере в зоне своего листового пакета окружен охлаждающей оболочкой (3), причем постоянные магниты (18) ротора (5) размещены на выполненной как полый вал оболочке (6) явнополюсного ротора, причем оболочка (6) явнополюсного ротора через несущие элементы (28) на своих торцевых сторонах с валом (7) или хвостовиками вала соединена без возможности проворачивания, причем полый вал в своей внутренности имеет по меньшей мере одну трубу (29, 33), боковая поверхность которой проходит на эквидистантном расстоянии от оболочки (6) явнополюсного ротора, и причем на торцевых сторонах ротора (5) размещены вентиляторы (24, 25).

Магнитоэлектрическая машина с улучшенной равномерностью вращения // 2518489

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам с возбуждением от постоянных магнитов, и может быть использовано в электромашиностроении.

Статор ветроэлектроагрегата // 2517168

Изобретение относится к области электротехники и ветроэнергетики. Предлагаемый статор ветроэлектроагрегата содержит магнитопроводы, систему возбуждения, стяжные элементы и обмотку, при этом согласно изобретению статор выполнен в виде П-образной скобы и пакета пластин, на которых установлены сердечники с рабочей катушкой и катушкой возбуждения, а средняя часть указанного пакета жестко связана со средней частью указанной П-образной скобы.

Погружной электродвигатель // 2516472

Изобретение относится к области электротехники и машиностроения, в частности, к погружным электродвигателям для подъема пластовой жидкости. Предлагаемый погружной электродвигатель содержит статор с зубчатым магнитопроводом и размещенный внутри него ротор.

Ротор электрической машины // 2516440

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть использовано в высокооборотных электрических машинах различного назначения.

Однофазный двигатель переменного тока // 2516413

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам, и касается особенностей конструктивного выполнения однофазных двигателей переменного тока.

Электромагнитное устройство, выполненное с вожможностью обратимой работы в качестве генератора и электродвигателя // 2516373

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в повышении кпд устройства и обеспечении максимальной рабочей гибкости за счет регулировки и оптимизации положения статора и ротора.

Статор возбуждаемой постоянными магнитами вращающейся электрической машины // 2516367

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам, и касается особенностей конструктивного выполнения статоров вращающихся электрических машин, возбуждаемых постоянными магнитами.

Статор электрической машины // 2523018

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании электрических машин с интенсивным охлаждением статора. Предлагаемое устройство содержит корпус (1), внутри которого сформирована герметизированная полость с циркулирующим внутри нее нагнетаемым через переходники хладагентом, в которой установлен магнитопровод (2) и обмотки (3). В полости, ограниченной внутренними поверхностями головок секций лобовых частей обмоток (3) установлен формирователь потока (4), представляющий собой замкнутый сплошной тор, поперечное сечение которого имеет форму, максимально повторяющую форму поперечного сечения данной полости. В процессе работы электрической машины в образованных внутри корпуса статора полостях циркулирует хладагент. Формирователь потока (4) хладагента, заполняющий пространство внутри головок секций лобовых частей обмоток, направляет поток хладагента вдоль их боковых поверхностей, улучшая условия охлаждения. Технический результат, достигаемый при использовании данного изобретения, состоит в том, что благодаря введению формирователя потока (4) обеспечивается увеличение скорости движения потока хладагента вдоль боковых поверхностей секций лобовых частей обмоток статора и, следовательно, улучшаются условия теплообмена элементов статора и повышается надежность их работы и электрической машины в целом. 1 ил.

Ветроэлектрогенератор сегментного типа // 2523432

Изобретение относится к области электротехники и ветроэнергетики и может быть использовано в устройствах для выработки электроэнергии. Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом ветроэлектрогенераторе сегментного типа, содержащем вал, зубчатый ротор и модульный статор, согласно изобретению, каждый модуль статора выполнен двухпакетным, при этом в состав первого пакета входят ферромагнитные перемычки с двумя источниками возбуждения, установленными с обратной полярностью, а в состав второго пакета входят U-образные перемычки с катушками. Технический результат - улучшение эксплуатационных характеристик ветроэлектрогенератора сегментного типа за счет уменьшения его массы. Технико-экономическим преимуществом данного генератора является простота конструкции нижнего статора, что обеспечивает технологичность и высокие массогабаритные показатели ветроэлектрогенератора в целом. 2 ил.

Способ газового охлаждения электрической машины и электрическая машина // 2524160

Группа изобретений относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам, и касается особенностей выполнения их с газовым охлаждением, преимущественно турбогенераторов с замкнутым циклом вентиляции. Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемой группы изобретений, состоит в обеспечении эффективного охлаждения активных частей электрической машины. Предложены способ газового охлаждения электрической машины и электрическая машина с газовым охлаждением, осуществляемым согласно данному способу, содержащая корпус (1) с размещенными в нем статором (2) и ротором (3), установленным с зазором (4). Выходы охладителей (5) статора сообщаются с камерой сбора холодного газа (8), а входы - с вытяжными вентиляторами (7). Входы охладителей (6) ротора сообщаются с камерой сбора подогретого газа (9), а выходы - с каналами (14) ротора. Входы и выходы каналов ротора расположены на разных радиусах вращения, при этом выходы каналов отсутствуют в центральной части ротора напротив центральной зоны сердечника статора. Входы каналов (11) U-образной формы в основных зонах, радиальных каналов (12) в торцевой зонах и радиальных каналов (13) в центральной зоне сердечника статора сообщаются с камерой сбора холодного газа. Выходы каналов основной зоны через газосборные воздуховоды (15) и канал (16) между внутренним и наружным кольцами нажимной плиты, выходы каналов центральной зоны через зазор и выходы каналов торцевой зоны сообщаются с камерой сбора подогретого газа. 2 н. и 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

Индукторная машина // 2524166

Изобретение относится к области электротехники и электромеханики, касается особенностей конструктивного выполнения индукторных машин и может быть использовано, в частности и особенно, в специальном электромашиностроении, ориентированном на изготовление электрических машин для систем электроснабжения и электропривода автономных объектов. Технический результат, достигаемый при использовании данного изобретения, состоит в уменьшении потерь в корпусах индукторных машин и повышении их КПД, а также в уменьшении времени переходных процессов. Предлагаемая индукторная машина содержит установленный в магнитомягком корпусе (1) статор в виде двух шихтованных пакетов (2) и (3) из магнитомягкого материала с зубцами (4) на внутренней их поверхности, рабочую обмотку (5), витки которой расположены в пазах между зубцами (4), ограниченными по высоте спинками (6) этих пакетов, два пакета ротора (7) и (8), установленные внутри расточек пакетов статора (2) и (3), и обмотку возбуждения (9), установленную между пакетами ротора (7) и (8). При этом согласно изобретению на наружной поверхности каждого пакета статора (2) и (3) выполнены ориентированные вдоль оси машины наружные зубцы (10), число которых равно числу зубцов статора на внутренней его поверхности, наружные зубцы (10) расположены над участками спинок (6) каждого пакета статора, участки спинок (6) под наружными зубцами (10) расположены между внутренними зубцами пакетов статора (2) и (3), а с внутренней стороны корпуса (1) выполнены пазы для размещения наружных зубцов (10) пакетов статора (2) и (3). 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Электрическая машина с газовым охлаждением и способ ее охлаждения // 2524168

Группа изобретений относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам с газовым охлаждением, преимущественно к турбогенераторам с полным водородным охлаждением. Технический результат, достигаемый при использовании изобретений предлагаемой группы изобретений, состоит в обеспечении эффективного охлаждения обмотки и зубцовой зоны сердечника статора электрической машины. Предлагаемая электрическая машина, в частности турбогенератор, охлаждаемая в соответствии с предлагаемым способом охлаждения, содержит корпус (1) с размещенными в нем статором (2), ротором (3), установленным с зазором (4) и газоохладителями (5). Выходы вентиляторов (6) сообщаются с зазором, входами в радиальные каналы (8) торцевых зон, зонами (15) расположения лобовых частей обмотки статора, входами в вентиляционные каналы в обмотке ротора (13) и каналы (14), выполненные в больших зубцах ротора. Выходы каналов (13) сообщаются с зазором, а выходы каналов (14) сообщаются только со средней зоной зазора. В радиальных каналах зубцовой зоны сердечника статора установлены распорки, которые обеспечивают смещение охлаждающего газа из нечетных (10) радиальных каналов сердечника статора через группу отверстий (11) в соседние четные (9) радиальные каналы, а из четных радиальных каналов через группу отверстий (12) в соседние нечетные радиальные каналы. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Синхронный генератор // 2525847

Изобретение относится к области электротехники. Предлагаемый синхронный генератор рассчитан на характеристики по мощности до 1.5 кВт/кг, повышенный К.П.Д до 95%, выходное напряжение 220/380 в и выходную частоту f = 700 Гц . Разделение генерирующих обмоток вдоль вала в каждой секции в предлагаемом генераторе дает возможность наращивать число полюсов у статора и ротора. Предлагаемый синхронный генератор содержит явнополюсный статор с якорной обмоткой и ротор с чередующимися по направлению магнитного поля полюсами. При этом, согласно первому варианту осуществления, генератор состоит из N-секций, расположенных вдоль вала, в каждой из которых есть свой участок ротора и статора с якорной обмоткой, каждая обмотка секции охватывает все полюса статора своей секции, ротор каждой секции смещен относительно соседнего на 1/N периода чередования магнитных полюсов ротора. Согласно второму варианту осуществления, в предлагаемом синхронном генераторе активные участки якорной обмотки, уложенные в пазах между полюсами сделаны из железных пластин, концы которых соединены отдельными проводами с концами пластин соседнего паза зеркально - симметрично относительно полюса между ними. Технический результат - повышение выходной мощности синхронного генератора при сохранении его габаритов. 2 н. п. ф - лы, 3 ил.

Статор ветроэлектроагрегата // 2526237

Изобретение относится к ветроэнергетике, известны статоры ветроэлектрогенераторов сегментного типа. Технический результат, заключающийся в упрощении и удешевлении конструкции, а также возможности обеспечения крутки, достигается за счет того, что статор ветроэлектроагрегата, содержащий магнитопроводы, систему возбуждения, стяжные элементы и обмотку, согласно изобретению статор выполнен в виде Ш-образного магнитопровода, к боковым стенкам которого прикреплены источники возбуждения внешними уголками с помощью стяжных элементов, а обмотка установлена на среднем стержне Ш-образного магнитопровода. 2 ил.

Бесщеточная электрическая машина // 2526846

Изобретение относится к области электротехники к электрическим машинам с магнитами на статоре и может быть использовано в электрических приводах машин и механизмов, а также в генераторах электрической энергии. Бесщеточная машина содержит ротор, включающий вал и не менее одного зубчатого венца на нем с зубцами, расположенными вдоль окружности зазора. Статор включает зубчатый магнитопровод, обмотку, катушки которой уложены в пазы магнитопровода статора. Многополюсная магнитная система выполнена из магнитотвердого материала, расположена между ротором и магнитопроводом статора, зафиксирована на статоре и намагничена таким образом, что на поверхностях зубцов статора, обращенных к зазору, вдоль направления вращения ротора размещено одинаковое количество чередующихся разноименных полюсов. Статор выполнен в виде тела вращения с несколькими зубцами, расположенными вдоль оси вращения ротора. Каждая катушка обмотки уложена в один паз статора. Над каждым зубцом статора расположены только зубцы одного зубчатого фрагмента ротора. Число зубцов на каждом из зубчатых венцов равно половине полюсов, находящихся на одном зубце статора. Технический результат состоит в увеличении удельной мощности электрической машины и уменьшении массы активных материалов. 17 з.п. ф-лы, 13 ил.

Электромагнитный двигатель (варианты) // 2526852

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромагнитным двигателям, и может быть использовано для импульсных устройств с возвратно-поступательным движением рабочих органов. Предлагаемый электромагнитный двигатель содержит цилиндрический магнитопровод, состоящий из корпуса, сердечника и соединяющего их фланца, расположенную на сердечнике обмотку и плоский внешний прямоходовой якорь с кольцеобразным ферромагнитным шунтом. В указанном продольном канале сердечника расположена пружина, внутри которой с возможностью осевого перемещения размещен направляющий стержень, жестко связанный с плоским прямоходовым якорем. Согласно первому варианту осуществления данного изобретения, по длине наружного и внутреннего диаметра кольцеобразного ферромагнитного шунта выполнены кольцевые выступы с шагом, равным шагу сопряженных по диаметру ответных кольцевых выступов, образованных по наружному диаметру сердечника и по внутреннему диаметру корпуса, соответственно. Согласно второму варианту, в предлагаемом электромагнитном двигателе кольцевые выступы выполнены по длине внутреннего диаметра кольцеобразного ферромагнитного шунта и сопряжены по диаметру ответных кольцевых выступов, образованных по наружному диаметру сердечника. Согласно третьему варианту, в предлагаемом электромагнитном двигателе кольцевые выступы выполнены по длине наружного диаметра кольцеобразного ферромагнитного шунта и сопряжены по диаметру ответных кольцевых выступов, образованных по внутреннему диаметру корпуса. В электромагнитном двигателе по любому из вариантов указанные кольцевые выступы образуют зубцовую зону магнитной системы. Технический результат, достигаемый при использовании данных изобретений, состоит в повышении их надежности, что обеспечивается путем устранения соударений в конце рабочего хода между плоским прямоходовым якорем и корпусом магнитопровода, независимо от длительности подачи импульса напряжения на обмотку и времени движения якоря. 3 н.п. ф-лы, 3 ил.

Магнитоэлектрическая машина со вспомогательным двигателем // 2528378

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам. Техническим результатом заявленного изобретения является существенное улучшение пусковых, регулировочных характеристик, а также повышение его КПД. Технический результат достигается тем, что в конструкции предложенной машины предусмотрен вспомогательный двигатель со специальным возбуждением, который в ее работе часть нагрузки берет на себя. Это связано прежде всего с тем, что в обмотках ее статора и ротора при этом не будут наводиться противоЭДС (токов). Прямые и обратные активные провода обмоток соответствующих якорей основного генератора и специального возбудителя уложены в пазы соответствующих магнитопроводов в таком порядке, что наводимые в них в рабочем режиме пары положительных и отрицательных полуволн якорных токов основного генератора и специального возбудителя сдвинуты по фазе на 45°. При этом прямые и обратные активные провода обмотки якоря основного генератора уложены в противоположных пазах его магнитопровода последовательно и представляют из себя одну целую обмотку. В том же порядке уложены активные провода обмотки подвижного якоря специального возбудителя. Обмотки всех четырех явно выраженных электромагнитных полюсов статора вспомогательного двигателя соединены между собой последовательно, и каждые рядом стоящие из них намотаны в противоположных направлениях. В таком же порядке намотаны и соединены обмотки ротора. 4 ил.