×
13.01.2017
217.015.853f

Результат интеллектуальной деятельности: СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКРОДВИГАТЕЛЬ С АНИЗОТРОПНОЙ МАГНИТНОЙ ПРОВОДИМОСТЬЮ РОТОРА

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам, и может быть использовано в устройствах электропривода с повышенными требованиями к пульсациям момента. Технический результат заключается в уменьшении пульсаций электромагнитного момента и электромагнитных потерь в двигателе. Синхронная электрическая машина с анизотропной магнитной проводимостью ротора содержит статор с магнитопроводом и статорными обмотками, подшипниковые щиты и цилиндрический ротор, набранный из листов ферромагнитного материала с шихтовкой вдоль оси вала машины. При этом полюса ротора выполнены явными, и каждый из них поперечно разделен на две половины, при этом скос на каждой из них направлен встречно от торцов полюса в середину под углом, равным зубцовому делению статора. 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам, у которых с целью снижения пульсаций электромагнитного момента конструкция ротора выполнена со скосом полюсов. Оно может быть использовано в устройствах электропривода с повышенными требованиями к пульсациям момента.

Известна конструкция асинхронного электродвигателя со скосом полюсов ротора на одно зубцовое деление статора [Гурин Я.С., Кузнецов Б.И. Проектирование серий электрических машин. - М.: Энергия, 1978. - 480 с., ил.], предназначенным для уменьшения пульсаций электромагнитного момента, вызываемых зубцово-пазовой геометрией ротора и, как следствие, воздействием высших гармоник проводимостей воздушного зазора. Такая конструкция обладает следующим недостатком: наряду с уменьшением пульсаций, из-за наличия скоса зубцов на роторе, при его вращении возникает осевое усилие, которое увеличивает нагрузку на подшипниковые щиты, что приводит к возникновению вибраций, ускорению износа подшипников и повышению механических потерь.

Известна конструкция синхронной реактивной электрической машины с постоянными магнитами на роторе [Способы уменьшения пульсаций электромагнитного момента в электрических машинах с постоянными магнитами тангенциальной намагниченности / В.В. Гребеников, М.В. Прыймак // Вiсник НТУ «ΧΠΙ». 2014. №38], полюса которой выполнены со скосом. Такая машина содержит статор с трехфазной электрической обмоткой и ротор, выполненный с использованием постоянных магнитов. Такая конструкция имеет следующие недостатки: несмотря на то, что наличие скоса полюсов ротора снижает пульсации электромагнитного момента, оно также приводит к возникновению осевых усилий и скручивающих моментов, которые приводят к возникновению вибраций и ускорению износа подшипников; помимо этого материалы, из которых изготавливается ротор, имеют высокую стоимость, а также ротор сложен в исполнении.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является выбранное в качестве прототипа устройство синхронной электрической машины [Патент РФ №2541513, кл. Н02К 19/20, 2013] с анизотропной магнитной проводимостью, содержащей статор с электрической обмоткой и ротор, выполненный цилиндрическим, набранным из листов ферромагнитного материала с шихтовкой вдоль оси вала машины. Техническим результатом такой конструкции является повышение эффективности работы синхронной электрической машины с анизотропной магнитной проводимостью ротора и улучшение ее энергетических показателей. Недостатком такой конструкции является наличие пульсаций электромагнитного момента, вызываемых зубцово-пазовой геометрией статора, приводящих к нежелательным вибрациям и шуму, в свою очередь, вибрации приводят к ускорению изнашивания подшипников.

Задачей предлагаемого технического решения является уменьшение электромагнитных потерь в синхронной электрической машине и улучшение вибро-шумовых характеристик синхронной электрической машины.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является уменьшение пульсации электромагнитного момента, а также исключение осевых усилий и скручивающих моментов, вызывающих неравномерное распределение нагрузки на подшипники и вибрации, а также за счет разделения ротора на две части уменьшение электромагнитных потерь в полюсах ротора.

Указанный технический результат достигается тем, что в синхронной электрической машине с анизотропной магнитной проводимостью ротора, содержащей статор с магнитопроводом и статорные электрические обмотки, подшипниковые щиты и цилиндрический ротор, набранный из листов ферромагнитного материала с шихтовкой вдоль оси вала машины, по изобретению каждый полюс ротора поперечно разделен на две половины, при этом скос на каждой из них направлен встречно от торцов полюса в середину под углом, равным зубцовому делению статора.

Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана синхронная электрическая машина с анизотропной магнитной проводимостью ротора, где:

1 - статор

2 - магнитопровод

3 - статорные обмотки

4 - подшипниковые щиты

5 - ротор

6 - полюса ротора

7 - листы электротехнической стали

На фиг. 2 показан ротор синхронной электрической машины с анизотропной магнитной проводимостью ротора.

Принцип действия предложенного технического решения работает следующим образом.

Синхронная электрическая машина с анизотропной магнитной проводимостью ротора содержит статор 1, состоящий из магнитопровода 2 и статорных обмоток 3, подшипниковые щиты 4 и ротор 5, полюса которого 6 набраны из листов электротехнической стали 7 с шихтовкой вдоль оси вала машины (Фиг. 1). Причем полюса ротора выполнены явными, каждый из них поперечно разделен на две половины, при этом скос на каждой из них направлен встречно от торцов полюса в середину под углом, равным зубцовому делению статора.

Статор 1 машины выполнен таким же образом, как и в обычной электрической машине переменного тока. Предположим, что статорная обмотка выполнена трехфазной, каждая из катушек обмоток сдвинута относительно двух других в поперечном разрезе машины на угол 120 градусов. При подаче на статорные обмотки 3 переменного синусоидального питающего напряжения, одинакового по амплитуде, но сдвинутого на 120 электрических градусов, по обмоткам потекут токи, которые будут создавать вращающееся магнитное поле. Электромагнитный момент в реактивном электрическом двигателе обусловлен разницей магнитных проводимостей по продольной и поперечной осям. Явно выраженные полюса электрической машины стремятся принять такое положение, чтобы магнитная проводимость для силовых линий поля была максимальной. Вследствие чего появляются силы, образующие вращающий момент, при этом ротор вращается в том же направлении, что и поле, и с той же скоростью.

Для уменьшения пульсаций электромагнитного момента, возникающих из-за зубцово-пазового исполнения статора, полюса ротора двигателя предлагается выполнять со скосом, таким образом, чтобы каждый из полюсов был поперечно разделен на две половины, при этом скос на каждой из них был бы направлен встречно от торцов полюса в середину под углом, равным зубцовому делению статора. При такой конфигурации ротора в каждой из половин полюса возникает осевое усилие, при этом векторно эти усилия направлены встречно по одной прямой, вследствие чего обеспечивается взаимная компенсация осевых усилий и скручивающих моментов.

Таким образом, вышеописанная конфигурация ротора позволяет уменьшить пульсации электромагнитного момента, вызванные зубцово-пазовым исполнением ротора, за счет взаимной компенсации осевых усилий и скручивающих моментов, отрицательно влияющих на виброшумовые характеристики машины и ускоряющих износ подшипников, а также разделение ротора на две части позволяет уменьшить вихревые токи, наводящиеся в стали ротора, и, следовательно, уменьшить электромагнитные потери в синхронной электрической машине.

Синхронная электрическая машина с анизотропной магнитной проводимостью ротора, содержащая статор с магнитопроводом и статорные электрические обмотки, подшипниковые щиты и цилиндрический ротор, набранный из листов ферромагнитного материала с шихтовкой вдоль оси вала машины, отличающаяся тем, что каждый полюс ротора поперечно разделен на две половины, при этом скос на каждой из них направлен встречно от торцов полюса в середину под углом, равным зубцовому делению статора.
СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКРОДВИГАТЕЛЬ С АНИЗОТРОПНОЙ МАГНИТНОЙ ПРОВОДИМОСТЬЮ РОТОРА
СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКРОДВИГАТЕЛЬ С АНИЗОТРОПНОЙ МАГНИТНОЙ ПРОВОДИМОСТЬЮ РОТОРА
СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКРОДВИГАТЕЛЬ С АНИЗОТРОПНОЙ МАГНИТНОЙ ПРОВОДИМОСТЬЮ РОТОРА
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 121-130 of 179 items.
03.10.2018
№218.016.8dce

Трехуровневый преобразователь частоты

Изобретение относится к области электротехники и силовой электроники, в частности к статическим преобразователям частоты с двойным преобразованием электрической энергии. Целью изобретения является применение безтрансформаторной силовой схемы трехуровневого преобразователя частоты, а также...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002668416
Дата охранного документа: 01.10.2018
23.10.2018
№218.016.94f5

Движительно-рулевая колонка

Изобретение относится к области судостроения, а именно к конструкциям движительно-рулевых колонок. Движительно-рулевая колонка содержит полноповоротную водообтекаемую гондолу цилиндрической конструкции, установленную на днище судна посредством вертикально установленного полого ствола, два...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002670364
Дата охранного документа: 22.10.2018
23.10.2018
№218.016.953b

Двигательно-движительный модуль кольцевой конструкции

Изобретение относится к области подводного кораблестроения, в частности к пропульсивным электроэнергетическим установкам с гребными электродвигателями, и может быть использовано в судостроении. Двигательно-движительный модуль кольцевой конструкции содержит обтекатель, являющийся элементом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002670341
Дата охранного документа: 22.10.2018
13.01.2019
№219.016.aecc

Способ постановки бурового судна с турелью на якорно-швартовную систему в ледовых условиях

Изобретение относится к области геологоразведки, а именно к разведочному бурению на море. Предложен способ постановки бурового судна с турелью на якорно-швартовную систему в ледовых условиях, в котором производят установку якорей на морское дно судами-завозчиками якорей в симметричные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002676927
Дата охранного документа: 11.01.2019
25.01.2019
№219.016.b429

Устройство сбора разлитой нефти подо льдом

Изобретение относится к охране окружающей среды, предназначено для ликвидации аварийных разливов нефти подо льдом в замерзающих морях в зоне аварийных подводно-добычных комплексов или подводных нефтепроводов при их эксплуатации и решает задачу по обеспечению эффективного сбора разлитой нефти в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002678140
Дата охранного документа: 23.01.2019
14.02.2019
№219.016.ba13

Транспортно-пусковой контейнер для подводного аппарата и способ управления подводным аппаратом

Изобретение относится к области морской техники, а именно к устройствам, служащим для хранения и пуска подводных аппаратов с плавсредств, и может быть использовано для дистанционного управления подводными аппаратами, в частности для управления подводным аппаратом, при котором на плавсредстве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002679756
Дата охранного документа: 12.02.2019
20.03.2019
№219.016.e342

Пропульсивная электрическая установка подводной лодки

Изобретение относится к подводному кораблестроению, в частности к созданию и установке электрического движителя подводных лодок либо подводных аппаратов с электрическими пропульсивными системами. Пропульсивная электрическая установка подводной лодки содержит гребной электродвигатель и гребной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002673207
Дата охранного документа: 22.11.2018
20.03.2019
№219.016.e346

Амортизатор цилиндрический

Изобретение относится к машиностроению. Амортизатор цилиндрический состоит из помещенного в цилиндрический корпус вала с установленным на нем по меньшей мере одним упругим элементом. Упругий элемент выполнен из резины или эластомерного материала в виде разрезанного кольца. Внутренний диаметр...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002673218
Дата охранного документа: 22.11.2018
20.03.2019
№219.016.e347

Установка гребного электродвигателя в корпус подводной лодки

Изобретение относится к судостроению, в частности к устройству, расположению, способу амортизации гребного электродвигателя подводной лодки. Установка гребного электродвигателя в корпус подводной лодки, при котором гребной электродвигатель через амортизаторы связан с прочным корпусом подводной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002673214
Дата охранного документа: 22.11.2018
29.03.2019
№219.016.ed12

Преобразователь частоты

Изобретение относится к области электротехники и силовой электроники, в частности к преобразователям электрической энергии, построенным по схеме двухзвенных электрических преобразователей частоты. Техническим результатом изобретения является повышение надежности, улучшение функциональности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002682896
Дата охранного документа: 22.03.2019
Showing 111-119 of 119 items.
27.12.2019
№219.017.f3cb

Однофазный преобразователь частоты

Изобретение относится к области электротехники и силовой электроники, в частности к статическим преобразователям частоты с двойным преобразованием электрической энергии. Технический результат - повышение качества синтезируемого выходного напряжения на нагрузке, уменьшение уровня пульсации и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002710361
Дата охранного документа: 26.12.2019
15.03.2020
№220.018.0c81

Электродвижительная установка транспортного средства с каскадным электрическим преобразователем

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Электродвижительная установка транспортного средства с каскадным электрическим преобразователем содержит систему управления, первичный тепловой двигатель, генератор переменного тока, автоматические выключатели,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002716609
Дата охранного документа: 13.03.2020
27.05.2020
№220.018.2103

Электродвижительная установка транспортного средства

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Электродвижительная установка транспортного средства содержит систему управления, источник постоянного напряжения, трехфазный инвертор напряжения, собранный на транзисторных полумостах и конденсаторах, тяговый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002721864
Дата охранного документа: 25.05.2020
17.06.2020
№220.018.26f3

Однофазный выпрямитель напряжения

Настоящее изобретение относится к области электротехники и силовой электроники, в частности к статическим электрическим преобразователям переменного напряжения в постоянное напряжение и может быть использовано во вторичных источниках электропитания. Целью изобретения является расширение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002723438
Дата охранного документа: 11.06.2020
17.06.2020
№220.018.2743

Электродвижительная установка с каскадным электрическим преобразователем

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Электродвижительная установка транспортного средства с каскадным электрическим преобразователем содержит систему управления, первичные тепловые двигатели с генераторами переменного тока, автоматические выключатели,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002723514
Дата охранного документа: 11.06.2020
18.06.2020
№220.018.2798

Электродвижительная установка судна с несколькими гребными винтами

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Электродвижительная установка судна с несколькими гребными винтами содержит систему управления, генераторный агрегат, автоматические выключатели, выпрямители напряжения, инверторы напряжения и тяговые электродвигатели,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002723562
Дата охранного документа: 16.06.2020
21.06.2020
№220.018.28c1

Электродвижительный комплекс транспортного средства с каскадным электрическим преобразователем

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Электродвижительный комплекс транспортного средства с каскадным электрическим преобразователем содержит систему управления, первичные тепловые двигатели с генераторами переменного тока, автоматические выключатели,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002724019
Дата охранного документа: 18.06.2020
11.07.2020
№220.018.314c

Повышающий выпрямитель напряжения

Настоящее изобретение относится к области электротехники и силовой электроники, в частности, к статическим повышающим электрическим преобразователям переменного напряжения в постоянное напряжение, а также может быть использовано в составе двухзвенного преобразователя частоты с промежуточным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002726156
Дата охранного документа: 09.07.2020
12.04.2023
№223.018.4212

Движительная установка с каскадным электрическим преобразователем

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Движительная установка с каскадным электрическим преобразователем содержит систему управления, генераторный агрегат, автоматические выключатели, электрический преобразователь и тяговый электродвигатель. Автоматические...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002735189
Дата охранного документа: 28.10.2020
+ добавить свой РИД