27.03.2015
216.013.3573

СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве исполнительного двигателя с большим вращающим моментом. Технический результат - создание синхронного электродвигателя с более технологичной конструкцией, допускающей большие скорости вращения и работу на подвижном основании. Синхронный электродвигатель содержит корпус (1) и подшипниковые щиты (2, 3), на которых установлены кольца (4, 5) пакета статора. На кольце (4) установлены клиновидные зубцы (6) с катушками (7). Диски статора (8) установлены на втулке (9) статора, а диски (10) ротора - на втулке (11) ротора, закрепленной на валу (12), опирающемся на подшипники (13, 14). Диски статора и ротора имеют чередующиеся ферромагнитные и немагнитные клинообразные элементы, количества которых связаны равенством z=z±2. Выполнение ротора в виде дисков позволило улучшить технологичность и увеличить скорость вращения электродвигателя, а также надежность при работе на подвижном основании. 10 ил.
Основные результаты: Синхронный электродвигатель, содержащий корпус, вал с подшипниками, пакет статора с зубцами и с многофазной обмоткой, отличающийся тем, что введены чередующиеся диски ротора и статора, состоящие из ферромагнитных и немагнитных элементов в виде секторов, пакет статора выполнен в виде двух колец из ленты электротехнической стали путем навивки, расположенных по торцам электродвигателя, накладные зубцы с катушками установлены на торцевой поверхности кольца пакета статора, на поверхности зубцов и на другом кольце имеются клиновидные выступы, при этом клиновидные выступы зубцов и ферромагнитные элементы дисков статора, а также ферромагнитные элементы дисков ротора имеют свои одинаковые угловые размеры и положения, причем количества ферромагнитных элементов на диске статора z и на диске ротора z связаны равенством z=z±2.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к электрическим машинам, а конкретно к синхронным электродвигателям с реактивным ротором, и может быть использовано в качестве исполнительного двигателя с большим вращающим моментом.

Известен синхронный электродвигатель с магнитной редукцией, содержащий корпус, вал, зубчатый статор с трехфазной обмоткой и зубчатый ротор (патент №2076433, Н02K 19/06, опубл. 2003.07.10, Бюл. №19) - [1].

Недостатком данного двигателя являются низкие массогабаритные показатели, поскольку взаимодействие между статором и ротором происходит на одной цилиндрической поверхности в рабочем зазоре.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является синхронный электродвигатель, содержащий корпус, пакет статора с зубцами zc и с многофазной обмоткой, магнитопровод ротора с зубцами zp=zc±2p на валу с подшипниками, чередующиеся коаксиальные полые цилиндры ротора и статора, состоящие из ферромагнитных и немагнитных элементов, расположенных вдоль оси вращения, причем цилиндры ротора механически связаны с магнитопроводом ротора, а цилиндры статора - с корпусом, при этом зубцы полюсов и ферромагнитные элементы цилиндров статора, а также зубцы магнитопровода и ферромагнитные элементы цилиндров ротора имеют свои одинаковые угловые положения (Афанасьев А.Ю., Давыдов Н.В. Синхронный электродвигатель. Патент РФ №2321140, МПК7 Н02K 19/06, Н02K 19/00, опубл. 2008.03.27, Бюл. №9) - [2].

Его недостатком является наличие тонкостенных полых цилиндров с консольным креплением, что усложняет технологию изготовления, ограничивает скорость вращения и снижает надежность при работе на подвижном основании.

Технический результат, на достижение которого направлено заявленное изобретение, заключается в повышении технологичности синхронного электродвигателя, в увеличении его скорости вращения и повышении надежности при работе на подвижном основании.

Технический результат достигается тем, что в электродвигатель, содержащий корпус, вал с подшипниками, пакет статора с зубцами и с многофазной обмоткой, введены чередующиеся диски ротора и статора, состоящие из ферромагнитных и немагнитных элементов в виде секторов, пакет статора выполнен в виде двух колец из ленты электротехнической стали путем навивки, расположенных по торцам электродвигателя, накладные зубцы с катушками установлены на торцевой поверхности кольца пакета статора, на поверхности зубцов и на другом кольце имеются клиновидные выступы, при этом выступы зубцов и ферромагнитные элементы дисков статора, а также ферромагнитные элементы дисков ротора имеют свои одинаковые угловые размеры и положения, причем количества ферромагнитных элементов на диске статора zc и на диске ротора zp связаны равенством zp=zc±2р.

Сущность заявленного изобретения поясняется на Фиг.1 - Фиг.10, где:

Фиг.1 - продольное сечение синхронного электродвигателя с одной обмоткой;

Фиг.2 - продольное сечение синхронного электродвигателя с двумя обмотками;

Фиг.3 - зубцы с выступами и катушками;

Фиг.4 - диск статора;

Фиг.5 - диск ротора;

Фиг.6-9 - графики магнитной индукции по зубцам и взаимного положения секторов статора и ротора;

Фиг.10 - форма листов шихтованного ферромагнитного элемента.

Здесь 1 - корпус; 2, 3 - подшипниковые щиты; 4, 5 - кольца пакета статора; 6 - зубец; 7 - катушка; 8 - диски статора; 9 - втулка статора; 10 - диски ротора; 11 - втулка ротора; 12 - вал; 13, 14 - подшипники.

Корпус 1 жестко связан с подшипниковыми щитами 2, 3. На них установлены кольца 4, 5 пакета статора. На кольце 4 имеются шесть зубцов 6 с катушками 7.

Диски 8 статора закреплены на втулке 9 статора, установленной на корпусе 1. Диски 10 ротора установлены на втулке 11 ротора. Вал 12 опирается на подшипники 13, 14, установленные в подшипниковых щитах 2, 3.

Кольца 4, 5 и зубцы 6 выполнены лентой из электротехнической стали методом навивки. Диски 8 статора и диски 10 ротора имеют чередующиеся элементы в виде секторов из магнитомягкого и немагнитного материалов. Магнитные элементы выполнены шихтованными из электротехнической стали. Количество магнитных элементов дисков статора и ротора, приходящихся на один полюс, отличаются на единицу. На фиг.3, 4 показан случай, когда р=1, количество ферромагнитных элементов у диска статора zc=24, у диска ротора zp=26.

Диски 8 статора имеют ферромагнитные элементы, расположенные равномерно и образующие шесть групп по числу зубцов статора (на фиг.3 показаны светлым цветом), и немагнитные элементы (на фиг.3 показаны темным цветом).

Диски 10 ротора имеют ферромагнитные элементы, расположенные равномерно (на фиг.4 показаны светлым цветом), и немагнитные элементы (на фиг.4 показаны темным цветом).

Зубцы 6 имеют вид секторов из электротехнической стали и содержат коронки (показаны на фиг.3 слева). Они установлены на магнитопроводе 4 статора. Катушки, расположенные диаметрально, соединены последовательно согласно и образуют три фазы обмотки статора: А, В и С. На фиг.3 буквами X, Y, Z обозначены зубцы с катушками, создающими магнитные потоки, направленные противоположно потокам зубцов А, В, С. Например, если зубец А создает полюс N, то зубец X - полюс S. Число пар полюсов здесь р=1.

Синхронный электродвигатель работает следующим образом. При подаче на фазы А-С обмотки статора трехфазной системы напряжений получается вращающееся магнитное поле. При этом ротор поворачивается в положение, при котором восемь ферромагнитных элементов ротора располагаются вблизи выступов на зубцах статора и соответствующих ферромагнитных элементов дисков статора в зоне максимума модуля магнитной индукции.

Если напряжения питания имеют угловую частоту ωс, то угловая скорость ротора определяется выражением

ωр=2ωс/zp.

Наличие нескольких дисков статора и ротора вызывает многократную деформацию магнитного поля в зоне дисков, что увеличивает развиваемый момент и позволяет улучшить массогабаритные показатели.

На торцевой поверхности магнитопровода статора, обращенной к активной зоне, имеются ферромагнитные выступы в виде секторов, повторяющие по форме и количеству ферромагнитные элементы дисков статора, что увеличивает развиваемый момент.

На фиг.6 показаны графики распределения магнитной индукции В(α) по зубцам в момент времени, когда фазы токов iA, iB, iC имеют значения:

φA=-15°; φB=-135°; φC=105°.

Показана первая пространственная гармоника магнитной индукции. Штрихпунктирными линиями показаны места максимального модуля магнитной индукции. В этих местах ферромагнитные сектора статора и ротора расположены напротив друг друга.

На фиг.7 показаны графики распределения магнитной индукции В(α) по зубцам в момент времени, когда фазы токов iA, iB, iC имеют значения:

φA=0°; φB=-120°; φC=120°.

Видно, что первая пространственная гармоника магнитной индукции сместилась влево на 15°. При этом ротор повернется на угол

.

На фиг.8 показаны графики распределения магнитной индукции B(α) по зубцам в момент времени, когда фазы токов iA, iB, iC имеют значения:

φA=15°; φB=-105°; φC=135°.

Видно, что первая пространственная гармоника магнитной индукции сместилась влево на 30°. При этом ротор повернется на угол

.

На фиг.9 показаны графики распределения магнитной индукции B(α) по зубцам в момент времени, когда фазы токов iA, iB, iC имеют значения:

φA=30°; φB=-90°; φC=150°.

Видно, что первая пространственная гармоника магнитной индукции сместилась влево на 45°. При этом ротор повернется на угол

.

При изменении фаз всех токов на угол 180° положение максимумов модуля магнитной индукции повторится, а ротор повернется на зубцовый шаг

.

У синхронного электродвигателя по фиг.2 имеются две обмотки, расположенные на двух кольцах 4, 5 пакета статора, что облегчает охлаждение и делает симметричным магнитное поле в рабочей зоне.

Выполнение ротора в виде дисков допускает большие угловые скорости и работу на подвижном основании, а также упрощает технологию изготовления.

Магнитные секторы статора и ротора выполнены из электротехнической стали шихтованными для уменьшения потерь в стали на вихревые токи и гистерезис, поскольку в процессе работы магнитная индукция в секторах изменяется. На фиг.10 показана форма листов шихтованного ферромагнитного элемента, выполняемого из электротехнической стали.

Таким образом, в результате введения чередующихся дисков ротора и статора, состоящих из ферромагнитных и немагнитных элементов в виде секторов, выполнения пакета статора в виде двух колец с накладными зубцами с катушками, выполнения на поверхности зубцов и на втором кольце клиновидных выступов, при этом клиновидные зубцы полюсов и ферромагнитные элементы дисков статора, а также ферромагнитные элементы дисков ротора имеют свои одинаковые угловые размеры и положения, получен синхронный электродвигатель с технологичной конструкцией, допускающей большие скорости вращения и надежную работу на подвижном основании.

Синхронный электродвигатель, содержащий корпус, вал с подшипниками, пакет статора с зубцами и с многофазной обмоткой, отличающийся тем, что введены чередующиеся диски ротора и статора, состоящие из ферромагнитных и немагнитных элементов в виде секторов, пакет статора выполнен в виде двух колец из ленты электротехнической стали путем навивки, расположенных по торцам электродвигателя, накладные зубцы с катушками установлены на торцевой поверхности кольца пакета статора, на поверхности зубцов и на другом кольце имеются клиновидные выступы, при этом клиновидные выступы зубцов и ферромагнитные элементы дисков статора, а также ферромагнитные элементы дисков ротора имеют свои одинаковые угловые размеры и положения, причем количества ферромагнитных элементов на диске статора z и на диске ротора z связаны равенством z=z±2.
СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ
СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ
СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ
СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ
СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ
СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ
СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ
СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ
СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ
СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 44.
27.01.2013
№216.012.2154

Магнитный редуктор

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам, и электромагнитным механизмам и касается особенностей выполнения бесконтактных магнитных редукторов, которые могут быть использованы в качестве передаточного устройства в механических системах с большим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474033
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.05.2013
№216.012.45b2

Магнитный редуктор

Изобретение относится к области электротехники и электромагнитных механизмов, а именно к бесконтактным магнитным редукторам, и может быть использовано в качестве передаточного устройства в механических системах с большим ресурсом работы при ударных нагрузках. Технический результат, достигаемый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483419
Дата охранного документа: 27.05.2013
27.06.2013
№216.012.5256

Генератор высоковольтных импульсов

Техническое решение относится к высоковольтной импульсной технике и может быть использовано для генерации коротких высоковольтных импульсов напряжения. Достигаемый технический результат - снижение количества радиоэлементов в устройстве и возможность изменения параметров высоковольтных импульсов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486671
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.11.2013
№216.012.802d

Электромагнитная муфта

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромагнитным муфтам, и может быть использовано для дистанционного управления сцеплением валов при ударной нагрузке и большом передаваемом моменте. Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498486
Дата охранного документа: 10.11.2013
20.11.2013
№216.012.818c

Ионообменный рукавный фильтр

Изобретение относится к конструкциям аппаратов ионообменной очистки сточных вод и может быть использовано в гальванических, химических производствах, системах водоподготовки. Ионообменный рукавный фильтр представляет собой цилиндрический корпус 1 с перфорированными верхним 7 и нижним 11...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498840
Дата охранного документа: 20.11.2013
20.11.2013
№216.012.8193

Способ смешения двух многофазных газовых потоков и устройство для его реализации

Группа изобретений относится к смешению двух многофазных газовых потоков и может быть использована в химической промышленности, например, при синтезе полимерных порошков, а также в фармацевтической и пищевой отраслях промышленности. Способ включает формирование двух многофазных газовых потоков,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498847
Дата охранного документа: 20.11.2013
20.11.2013
№216.012.830c

Гироинерциальный модуль гироскопического инклинометра

Изобретение относится к точному приборостроению и может быть использовано, например, для построения скважинных приборов. Гироинерциальный модуль содержит одноосный силовой гироскопический стабилизатор, на платформе (3) которого размещены два акселерометра (9.1, 9.2) и гироузел, представляющий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499224
Дата охранного документа: 20.11.2013
20.11.2013
№216.012.8383

Синхронный электродвигатель

Изобретение относится к области электротехники, а именно к синхронным электродвигателям с реактивным ротором, и может быть применено в электромеханических системах. Предлагаемый синхронный электродвигатель содержит магнитопровод статора (2) с зубцами (3), выполненный из шихтованной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499343
Дата охранного документа: 20.11.2013
20.11.2013
№216.012.8384

Синхронный электродвигатель

Изобретение относится к области электротехники, а именно к синхронным электродвигателям с реактивным ротором, и может быть применено в электромеханических системах с большими скоростями вращения, например в компрессоростроении. В предлагаемом синхронном электродвигателе П-образные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499344
Дата охранного документа: 20.11.2013
20.01.2014
№216.012.98e8

Способ определения конфигурации распространения силовых линий электростатических полей в жидких углеводородных средах

Изобретение относится к области исследования электростатических полей в различных средах и условиях, преимущественно в области жидких углеводородных горючих в условиях их естественной конвекции. Устанавливают отдающий и принимающий электроды. Между электродами фиксировано устанавливают на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504843
Дата охранного документа: 20.01.2014
Показаны записи 1-10 из 63.
27.01.2013
№216.012.2154

Магнитный редуктор

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам, и электромагнитным механизмам и касается особенностей выполнения бесконтактных магнитных редукторов, которые могут быть использованы в качестве передаточного устройства в механических системах с большим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474033
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.06.2013
№216.012.5256

Генератор высоковольтных импульсов

Техническое решение относится к высоковольтной импульсной технике и может быть использовано для генерации коротких высоковольтных импульсов напряжения. Достигаемый технический результат - снижение количества радиоэлементов в устройстве и возможность изменения параметров высоковольтных импульсов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486671
Дата охранного документа: 27.06.2013
20.11.2013
№216.012.818c

Ионообменный рукавный фильтр

Изобретение относится к конструкциям аппаратов ионообменной очистки сточных вод и может быть использовано в гальванических, химических производствах, системах водоподготовки. Ионообменный рукавный фильтр представляет собой цилиндрический корпус 1 с перфорированными верхним 7 и нижним 11...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498840
Дата охранного документа: 20.11.2013
20.11.2013
№216.012.8193

Способ смешения двух многофазных газовых потоков и устройство для его реализации

Группа изобретений относится к смешению двух многофазных газовых потоков и может быть использована в химической промышленности, например, при синтезе полимерных порошков, а также в фармацевтической и пищевой отраслях промышленности. Способ включает формирование двух многофазных газовых потоков,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498847
Дата охранного документа: 20.11.2013
20.11.2013
№216.012.830c

Гироинерциальный модуль гироскопического инклинометра

Изобретение относится к точному приборостроению и может быть использовано, например, для построения скважинных приборов. Гироинерциальный модуль содержит одноосный силовой гироскопический стабилизатор, на платформе (3) которого размещены два акселерометра (9.1, 9.2) и гироузел, представляющий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499224
Дата охранного документа: 20.11.2013
20.11.2013
№216.012.8383

Синхронный электродвигатель

Изобретение относится к области электротехники, а именно к синхронным электродвигателям с реактивным ротором, и может быть применено в электромеханических системах. Предлагаемый синхронный электродвигатель содержит магнитопровод статора (2) с зубцами (3), выполненный из шихтованной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499343
Дата охранного документа: 20.11.2013
20.11.2013
№216.012.8384

Синхронный электродвигатель

Изобретение относится к области электротехники, а именно к синхронным электродвигателям с реактивным ротором, и может быть применено в электромеханических системах с большими скоростями вращения, например в компрессоростроении. В предлагаемом синхронном электродвигателе П-образные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499344
Дата охранного документа: 20.11.2013
20.12.2013
№216.012.8da7

Способ начальной азимутальной выставки скважинного прибора гироскопического инклинометра и азимутальный модуль

Изобретение относится к точному приборостроению и может быть использовано для определения начального азимутального угла скважинного прибора. Техническим результатом является повышение точности определения начального азимута скважинного прибора. Способ определения начального азимута включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501946
Дата охранного документа: 20.12.2013
20.01.2014
№216.012.98e8

Способ определения конфигурации распространения силовых линий электростатических полей в жидких углеводородных средах

Изобретение относится к области исследования электростатических полей в различных средах и условиях, преимущественно в области жидких углеводородных горючих в условиях их естественной конвекции. Устанавливают отдающий и принимающий электроды. Между электродами фиксировано устанавливают на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504843
Дата охранного документа: 20.01.2014
10.02.2014
№216.012.9fb8

Вихревой датчик аэродинамического угла и истинной воздушной скорости

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения величины (модуля) и угла направления (аэродинамического угла) вектора истинной воздушной скорости летательного аппарата. Устройство содержит два клиновидных тела, установленные своими основаниями встречно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506596
Дата охранного документа: 10.02.2014

Похожие РИД в системе