RU2520610C2 - Аксиальная индукторная электрическая машина с электромагнитным возбуждением - Google Patents
Аксиальная индукторная электрическая машина с электромагнитным возбуждением Download PDFInfo
- Publication number
- RU2520610C2 RU2520610C2 RU2012125308/07A RU2012125308A RU2520610C2 RU 2520610 C2 RU2520610 C2 RU 2520610C2 RU 2012125308/07 A RU2012125308/07 A RU 2012125308/07A RU 2012125308 A RU2012125308 A RU 2012125308A RU 2520610 C2 RU2520610 C2 RU 2520610C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- windings
- rotor
- stator
- electric machine
- magnetic
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Induction Machinery (AREA)
- Synchronous Machinery (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники, а именно, к электрическим машинам и касается выполнения аксиальных индукторных электрических машин. Предлагаемая аксиальная индукторная электрическая машина с электромагнитным возбуждением содержит корпус статора, магнитные пакеты статора, обмотки возбуждения, обмотки переменной ЭДС, ротор и магнитные пакеты ротора. Согласно изобретению, цилиндрическая турбина, вращающаяся в потоке газа или иной среды в качестве вала ротора, имеет три зубчатых магнитных пакета, расположенных аксиально обмоткам статора на внешнем диаметре вала турбины и смещены на ⅓ зубцового деления и, не имея открытого магнитного воздушного зазора с обмотками статора, образуют трехфазную систему обратимой электрической машины. В двигательном режиме на обмотки переменной ЭДС подается последовательно один вид управляющего напряжения в виде последовательных прямоугольных электрических импульсов, длительность которых определяет частоту вращения вала ротора. Технический результат - в двигательном режиме используется один вид управляющего напряжения, в генераторном - обеспечивается возможность генерировать электроэнергию, используя потоки различных сред, и реализовать функцию стартер-генератора с высоким моментом на валу в широком диапазоне заданных скоростей, с большим механическим ресурсом и высокой степенью защиты. 4 ил.
Description
Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к аксиальным индукторным электрическим машинам. Области, в которых машина может быть использована: газотрубные энергетические установки, ветровые и гидроэнергетические установки, стартер-генераторные устройства.
Известен генератор переменного тока, использующий энергию потока [1] (патент RU 2060383).
Данный генератор включает закрепленный на приводном валу ротор, статор неподвижности и коллектор. Ротор снабжен электромагнитами и малогабаритными источниками тока для питания электромагнитов. Ряды источников питания тока соединены между собой параллельно, а их выводы и соответствующие им выводы электромагнитов соединены между собой через контакты механического ключа.
Его основным недостатком является наличие электронных деталей во вращающейся конструкции ротора, чувствительных к внешним воздействиям, а также необходимость их обслуживания. Перечисленные недостатки снижают надежность и срок службы компонентов генератора.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявляемой аксиальной индукторной электрической машине с электрическим возбуждением является бесконтактная редукторная электрическая машина с комбинированным возбуждением [2] (патент RU 2390086). Она состоит из статора с шихтованными пакетами из электротехнической стали, обмотки возбуждения, обмотки якоря, зубчатого ротора с шихтованными пакетами из электротехнической стали, которые в аксиальном направлении совпадают с пакетами статора.
Основным недостатком прототипа является сложная схема управления в двигательном режиме, требующая формирования на обмотках машины постоянного выпрямленного и переменного напряжений.
Задачей настоящего изобретения является создание электрической машины, использующей в двигательном режиме один вид управляющего напряжения, способной генерировать электроэнергию, используя потоки различных сред, реализующей функцию стартер-генератора с высоким моментом на валу в широком диапазоне заданных скоростей, имеющей большой механический ресурс и высокую степень защиты.
Техническим результатом данного изобретения является аксиальная трехфазная индукторная электрическая машина с электромагнитным возбуждением.
Сущность настоящего изобретения заключается в том, что заявляемая аксиальная индукторная электрическая машина с электромагнитным возбуждением, состоящая из корпуса статора, магнитных пакетов статора, выполненных из электротехнической стали, обмотки возбуждения, обмотки переменной ЭДС, ротора, магнитных пакетов ротора, выполненных из шихтованной стали, согласно изобретению, дополнительно содержит цилиндрическую турбину, вращающуюся в потоке газа или иной среды в качестве вала ротора. Три зубчатых пакета ротора, выполненные из шихтованной электротехнической стали, расположены на внешнем диаметре вала турбины. Зубцы каждого пакета смещены на ⅓ зубцового деления относительно другого пакета. В неподвижной части установки - статоре, в три ряда, с шагом, равным зубцовому шагу ротора, радиально расположены цилиндрические катушки обмоток возбуждения и переменной ЭДС. Три пары пакета на роторе и статоре аксиальной индукторной электрической машины с электромагнитным возбуждением образуют трехфазную систему.
На Фиг.1 приведен продольный и поперечный разрез аксиальной индукторной электрической машины с электромагнитным возбуждением:
1 - зубцы магнитных пакетов статора;
2 - зубцы магнитных пакетов ротора;
3 - обмотка возбуждения;
4 - цилиндрические катушки обмоток возбуждения и переменной ЭДС;
5 - ротор;
6 - обмотка переменной ЭДС;
7 - цилиндрическая турбина;
8 - вал ротора;
9 - магнитные пакеты ротора;
10 - магнитные пакеты статора;
11 - корпус статора.
На Фиг.2 представлен общий вид ротора аксиальной индукторной электрической машины с электромагнитным возбуждением, где:
7 - цилиндрическая турбина;
8 - вал ротора;
9 - магнитные пакеты ротора.
Принцип работы аксиальной индукторной электрической машины с электромагнитным возбуждением в генераторном режиме основан на реактивном взаимодействии зубцов магнитных пакетов статора 1 и зубцов магнитных пакетов ротора 2, при этом магнитный поток возбуждения, индуцирующий ЭДС, не изменяет своего направления, а меняется по величине от min до max. Постоянный ток, протекая по обмотке возбуждения 3, размещенной в цилиндрических катушках 4, формирует разноименно направленный магнитный поток возбуждения, который при вращении ротора 5 индуцирует переменную магнитную ЭДС в обмотке переменной ЭДС 6. Отличительной особенностью конструкции машины является использование цилиндрической турбины 7, выполненной из металла с коэффициентом магнитной проницаемости меньше 1, в качестве вала ротора 8 и наличие трех пар магнитных пакетов на роторе 9 и на статоре 10. Смещение зубцов магнитных пакетов ротора 2 на ⅓ зубцового деления относительно друг друга полагает смещенное во времени согласованное положение магнитных пакетов 9 и 10 соседней пары на 120 угловых градусов. Таким образом, формируется трехфазная переменная ЭДС.
На Фиг.3 изображены диаграммы взаимного положения зубцов трех пар пакетов в момент времени t1.
Предлагаемое расположение пар пакетов 9 и 10 обеспечивает постоянство магнитного потока, предупреждая индукцию ЭДС высокой частоты в обмотках возбуждения 3.
Применение системы с электромагнитным возбуждением позволяет при изменении частоты вращения вала ротора поддерживать постоянную величину ЭДС регулированием тока обмотки возбуждения 3.
На Фиг.4 показана последовательность подачи на обмотки статора прямоугольных импульсов в двигательном режиме.
Принцип работы аксиальной индукторной электрической машины с электромагнитным возбуждением в двигательном режиме полагает последовательную подачу на обмотки переменной ЭДС 6 прямоугольных импульсов тока длительностью 2π/3 электрического радиуса, смещенных на 4π/3 электрического радиуса, при этом происходит последовательное потокосцепление зубцов магнитных пакетов статора 1 с зубцами магнитных пакетов ротора 2, создающее непрерывное вращение ротора 5. Длительность импульсов определяет частоту вращения ротора 5 на валу цилиндрической турбины 7.
Заявленная аксиальная индукторная электрическая машина с электромагнитным возбуждением может быть использована в газотрубных энергетических установках, ветровых и гидроэнергетических установках, стартер-генераторных устройствах. Конструктивная особенность корпуса статора 11, изготовленного из металла с коэффициентом магнитной проницаемости, равным 1, полагает отсутствие открытого воздушного зазора между магнитными пакетами статора 10 и ротора 9, что в свою очередь обеспечивает высокую степень защиты при работе в потоках различных сред.
Источники информации
1. Патент RU 2060383.
2. Патент RU 2390086.
Claims (1)
- Аксиальная индукторная электрическая машина с электромагнитным возбуждением, состоящая из корпуса статора, магнитных пакетов статора, обмотки возбуждения, обмотки переменной ЭДС, ротора, магнитных пакетов ротора, отличающаяся тем, что цилиндрическая турбина, вращающаяся в потоке газа или иной среды, в качестве вала ротора имеет три зубчатых магнитных пакета, которые аксиально обмоткам статора, расположены на внешнем диаметре вала турбины, смещены на ⅓ зубцового деления и, не имея открытого магнитного воздушного зазора с обмотками статора, образуют трехфазную систему обратимой электрической машины.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012125308/07A RU2520610C2 (ru) | 2012-06-18 | 2012-06-18 | Аксиальная индукторная электрическая машина с электромагнитным возбуждением |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012125308/07A RU2520610C2 (ru) | 2012-06-18 | 2012-06-18 | Аксиальная индукторная электрическая машина с электромагнитным возбуждением |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012125308A RU2012125308A (ru) | 2013-12-27 |
RU2520610C2 true RU2520610C2 (ru) | 2014-06-27 |
Family
ID=49785753
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012125308/07A RU2520610C2 (ru) | 2012-06-18 | 2012-06-18 | Аксиальная индукторная электрическая машина с электромагнитным возбуждением |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2520610C2 (ru) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0484525A1 (en) * | 1990-05-24 | 1992-05-13 | HIRATSUKA, Kazukimi | Power servomotor |
US5117142A (en) * | 1989-11-20 | 1992-05-26 | 501 Ibk Ab | Permanent magnetized synchronous machine designed according to the transverse flux principle |
RU2060383C1 (ru) * | 1992-02-21 | 1996-05-20 | Ивано-Франковский Институт Нефти И Газа | Генератор переменного тока для питания автономной скважинной аппаратуры в процессе колонкового бурения скважины малого диаметра |
FR2774223A1 (fr) * | 1998-01-26 | 1999-07-30 | Bosch Gmbh Robert | Moteur synchrone, en particulier une generatrice pour vehicule a moteur, comportant des poles a griffes avec manchons de fixation pour aimants permanents |
RU2277284C2 (ru) * | 2004-07-22 | 2006-05-27 | Александр Васильевич Демьяненко | Бесконтактная индукторная вентильная электрическая машина с электромагнитным возбуждением |
RU2356154C1 (ru) * | 2008-04-17 | 2009-05-20 | Андрей Борисович Захаренко | Электрическая машина с двухпакетным индуктором (варианты) |
RU2390086C1 (ru) * | 2009-04-09 | 2010-05-20 | Владимир Михайлович Чернухин | Бесконтактная редукторная электрическая машина с комбинированным возбуждением |
RU2392724C1 (ru) * | 2009-06-19 | 2010-06-20 | Владимир Михайлович Чернухин | Однофазный электрический генератор |
RU2437201C1 (ru) * | 2010-11-24 | 2011-12-20 | Владимир Михайлович Чернухин | Бесконтактная электрическая машина с аксиальным возбуждением |
-
2012
- 2012-06-18 RU RU2012125308/07A patent/RU2520610C2/ru active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5117142A (en) * | 1989-11-20 | 1992-05-26 | 501 Ibk Ab | Permanent magnetized synchronous machine designed according to the transverse flux principle |
EP0484525A1 (en) * | 1990-05-24 | 1992-05-13 | HIRATSUKA, Kazukimi | Power servomotor |
RU2060383C1 (ru) * | 1992-02-21 | 1996-05-20 | Ивано-Франковский Институт Нефти И Газа | Генератор переменного тока для питания автономной скважинной аппаратуры в процессе колонкового бурения скважины малого диаметра |
FR2774223A1 (fr) * | 1998-01-26 | 1999-07-30 | Bosch Gmbh Robert | Moteur synchrone, en particulier une generatrice pour vehicule a moteur, comportant des poles a griffes avec manchons de fixation pour aimants permanents |
RU2277284C2 (ru) * | 2004-07-22 | 2006-05-27 | Александр Васильевич Демьяненко | Бесконтактная индукторная вентильная электрическая машина с электромагнитным возбуждением |
RU2356154C1 (ru) * | 2008-04-17 | 2009-05-20 | Андрей Борисович Захаренко | Электрическая машина с двухпакетным индуктором (варианты) |
RU2390086C1 (ru) * | 2009-04-09 | 2010-05-20 | Владимир Михайлович Чернухин | Бесконтактная редукторная электрическая машина с комбинированным возбуждением |
RU2392724C1 (ru) * | 2009-06-19 | 2010-06-20 | Владимир Михайлович Чернухин | Однофазный электрический генератор |
RU2437201C1 (ru) * | 2010-11-24 | 2011-12-20 | Владимир Михайлович Чернухин | Бесконтактная электрическая машина с аксиальным возбуждением |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012125308A (ru) | 2013-12-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7385330B2 (en) | Permanent-magnet switched-flux machine | |
EP2081276A1 (en) | Electro-magnetical device with reversible generator-motor operation | |
US7262533B2 (en) | Energy transfer apparatus | |
JP5449892B2 (ja) | 永久磁石励磁式ラジアル磁気軸受並びにそのラジアル磁気軸受を備えた磁気軸受装置 | |
KR101173107B1 (ko) | 발전기 | |
JP2013502199A (ja) | マルチロータを備える一定空隙型パルスモータクラスタ | |
US20130187586A1 (en) | Multi-Pole Switched Reluctance D.C. Motor with a Constant Air Gap and Recovery of Inductive Field Energy | |
RU2390086C1 (ru) | Бесконтактная редукторная электрическая машина с комбинированным возбуждением | |
RU2437202C1 (ru) | Магнитоэлектрическая бесконтактная машина с аксиальным возбуждением | |
EP2782215A1 (en) | Retractable modular stator for an electric motor/generator | |
WO2019125347A1 (en) | Contra-rotating synchronous electro-mechanical converter | |
JP2009261204A (ja) | ロール形発電機 | |
RU2520610C2 (ru) | Аксиальная индукторная электрическая машина с электромагнитным возбуждением | |
US20100026103A1 (en) | Driving or power generating multiple phase electric machine | |
JP2017093274A (ja) | 可変磁束界磁型同期発電機を有する風力発電装置 | |
RU2371827C1 (ru) | Двигатель | |
RU2412519C1 (ru) | Реактивная машина | |
RU2302692C1 (ru) | Электромеханический преобразователь | |
RU2478250C1 (ru) | Редукторная магнитоэлектрическая машина с полюсным зубчатым индуктором | |
RU2437200C1 (ru) | Бесконтактная редукторная машина с аксиальным возбуждением | |
KR20140010055A (ko) | 평형 또는 불평형 비대칭 3상 릴럭턴스 모터 | |
Shevchenko | Multipole synchronous machines with fractional q< 1 tooth windings and excitation with permanent magnets | |
RU2417505C1 (ru) | Электродвигатель горнорудной мельницы системы прямого привода | |
JP5795170B2 (ja) | 発電システム | |
RU98645U1 (ru) | Автономный магнитоэлектрический генератор (варианты) |