27.05.2015
216.013.4e9a

СИНХРОННЫЙ РЕАКТИВНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002551640
Дата охранного документа
27.05.2015
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам, и может быть использовано в специальных электроприводах в качестве низкооборотного электродвигателя. Технический результат - максимизация электромагнитного момента и электромагнитной мощности низкооборотного синхронного реактивного электродвигателя. Синхронный реактивный электродвигатель состоит из зубчатого статора, в пазах которого расположена трехфазная обмотка (m=3), зубчатого ротора, вращающегося в подшипниках. При этом число пар полюсов ротора , число зубцов статора связаны соотношениями: При этом , а также - целые положительные числа. 10 з.п. ф-лы, 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам, и может быть использовано в специальных электроприводах в качестве низкооборотных электродвигателей. Плоская конструкция электродвигателя с подшипником большого диаметра и отверстием внутри статора пригодна для приводов специальных устройств космического назначения, в частности направленных антенно-фидерных систем.

Известен вентильный реактивный электродвигатель (Беспалов В.Я., Котеленец Н.Ф. Электрические машины: учебное пособие для студ. высших учеб. заведений - М.: Издательский центр «Академия», 2010. - с. 229-232), состоящий из зубчатого статора, в пазах которого расположена многофазная обмотка, зубчатого ротора, вращающегося в подшипниках. Для обеспечения коммутации фаз обмотки статора с целью максимизации вращающего момента электродвигатель снабжен датчиком углового положения ротора.

Недостатком аналога вентильного реактивного электродвигателя является то, что оптимальные соотношения числа зубцов статора и полюсов ротора не выбраны.

Известен электромеханический преобразователь (Патент на изобретение РФ 2441308, автор Захаренко А.Б., МПК H02K 19/10), содержащий, по меньшей мере, одну статорно-роторную пару, в которой статор состоит из сердечников из материала с высокой магнитной проницаемостью, торцами прикрепленных к опорному статорному кольцу и ориентированных параллельно основному магнитному потоку, и между которыми расположены проводники многофазной обмотки, ротор выполнен в виде двух коаксиально расположенных наружного и внутреннего индукторов - магнитопроводов из материала с высокой магнитной проницаемостью в форме полых цилиндров, закрепленных с возможностью вращения относительно статора, несущих расположенные по окружностям полюса с чередующейся полярностью, обращенные через рабочие зазоры к статору и охватывающие его, при этом полярность полюсов, расположенных на внутреннем и наружном индукторах друг напротив друга, согласная, отличающийся тем, что число пар полюсов p, число сердечников статора Z связаны соотношениями:

- для двухфазной обмотки (m=2):

для Z=y·m·k p=(y-1)·k, (y+1)·k, где y - четное число, y≥4; k - целое положительное число;

при этом y, k - целые положительные числа.

Недостатком прототипа электромеханического преобразователя является консольное крепление индукторов ротора, которое вследствие наличия силы магнитного притяжения между статором и ротором не позволяет увеличить диаметр машины. А увеличение диаметра благотворно сказалось бы на увеличении электромагнитной мощности. Кроме того, исходя из выбора в качестве основной гармоники МДС с максимальной амплитудой, наилучшими для m=3, Z=24, y=8, k=1 являются варианты с 2р=22, и 2р=24. Совпадение Z и 2р недопустимо из-за получения нежелательно устойчивого положения сердечников статора напротив магнитов ротора. Таким образом, соотношение, отмеченное «*», не является верным, его следует уточнить.

Следует отметить, что сердечники, прикрепленные к ярму (или выполненные с ним как единое целое, как в настоящем изобретении) и между которыми расположены проводники многофазной обмотки обычно называют зубцами [Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины в 2-х томах. Учебник для вузов. - М.: Издательство МЭИ, 2004.]. Понятие «сердечник» в настоящем изобретении включает в себя ярмо с зубцами, как в вышеупомянутом учебнике.

Целью настоящего изобретения является уточнение оптимальных соотношений между числом Z зубцов статора и числом 2р полюсов ротора для синхронного реактивного электродвигателя.

Техническим результатом настоящего изобретения является максимизация электромагнитного момента и электромагнитной мощности низкооборотного синхронного реактивного электродвигателя за счет выбора числа полюсов ротора упомянутого электродвигателя, правильно согласованного с числом периодов гармоники МДС с максимальной среди высших гармоник амплитудой, т.е. с числом зубцов статора.

Для достижения технического результата необходимо выполнение следующих соотношений между числом пар полюсов ротора p и числом зубцов статора Z для трехфазной обмотки (m=3):

при этом Z=y×m×k, а также y, k - целые положительные числа.

Например, исходя из выбора в качестве основной гармоники МДС с максимальной амплитудой, для m=3, Z=24, y=8, k=1, необходимы следующие оптимальные соотношения p=(y+3)×k, (y+5)×k, то есть 2р=22, и 2р=26.

Настоящее изобретение поясняется фигурами чертежей:

Фиг. 1. Конструкция синхронного реактивного электродвигателя.

Фиг. 2. Конструкция активной части трехфазного синхронного реактивного электродвигателя.

Фиг. 3. Конструкция активной части двухфазного синхронного реактивного электродвигателя (четверть поперечного сечения).

Конструкция синхронного реактивного электродвигателя Сердечник 1 статора (якоря) прикреплен к корпусу 2. Сердечник 1 выполнен из магнитомягкого материала. Сердечник 1 статора шихтован из электротехнической стали, корпус 2 статора выполнен из немагнитного материала. На зубцах 3 статора размещена m-фазная катушечная обмотка 4. На фигуре 2 показана трехфазная обмотка (m=3), буквами А, В, С обозначены начала соответствующих фаз. Катушечная обмотка 4 также может иметь другое число фаз, например, m=2. Катушки обмотки 4 статора наматываются из обмоточного провода, например, медного эмаль-провода. Катушки обмотки 4 статора последовательно соединяются в катушечные группы (на фигуре 2 в катушечной группе каждой фазы по 3 катушки). Для увеличения надежности катушечная группа, либо фаза в целом, может наматываться непрерывным проводом. Следует отметить, что при k≥1 катушечные группы между собой могут соединяться последовательно или параллельно. Кроме того, катушечные группы могут образовывать параллельные ветви (соединяться последовательно-параллельно) по нескольку последовательно соединенных катушечных групп в случае, если k=4, 6, 8, 10, четное число больше двух. Трехфазная обмотка 4 статора (m=3) может быть соединена в звезду (как показано на фиг. 2), а также

в треугольник. На немагнитном основании 5 закрепляется сердечник ротора 6. Ротор вращается относительно статора благодаря подшипнику 7. Подшипник 7 может быть выполнен в виде подшипника качения, например шарикового.

Принцип действия синхронного реактивного электродвигателя

На зажимы каждой фазы катушечной обмотки 4 статора синхронного реактивного электродвигателя подается переменное напряжение, по обмотке 4 протекает ток, вызывая вращающуюся МДС и магнитный поток статора. Магнитный поток каждой катушки обмотки 4 статора (якоря) проходит через воздушные зазоры между статором и ротором, зубцы 3 и ярмо сердечника 1 статора и замыкается по сердечнику 6 ротора. Обычно две гармоники МДС статора имеют наибольшую амплитуду. Ротор выполнен с числом полюсов (выступов), равным числу периодов одной из этих гармоник. При протекании электрического тока в обмотке 4 статора происходит силовое взаимодействие магнитного потока обмотки 4 с явнополюсным ротором за счет разности магнитной проводимости между зубцом статора и полюсом (выступом) ротора, а также между зубцом статора и междуполюсным промежутком ротора. Перемещаясь, волна МДС статора создает вращающий момент, действующий на статор и ротор. Ротор вращается, поскольку статор закреплен. При вращении ротора синхронный реактивный электродвигатель будет отдавать механическую мощность в нагрузку.

Питание обмотки 4 статора осуществляется от сети переменного тока, либо от инвертора. В случае питания от инвертора для наиболее эффективной работы синхронного реактивного электродвигателя вводится обратная связь по положению ротора. Положение ротора определяется по показаниям датчика углового положения ротора. В качестве датчика углового положения ротора может использоваться синусно-косинусный вращающийся трансформатор.


СИНХРОННЫЙ РЕАКТИВНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ
СИНХРОННЫЙ РЕАКТИВНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ
СИНХРОННЫЙ РЕАКТИВНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ
СИНХРОННЫЙ РЕАКТИВНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 11.
20.02.2013
№216.012.28a6

Роторная система магнитоэлектрической машины

Изобретение относится к области электротехники, в частности к высокооборотным электрическим машинам для турбогенераторных электрических установок небольшой мощности. Техническим результатом, достигаемым при использовании настоящего изобретения, является получение запаса по прочности роторов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475926
Дата охранного документа: 20.02.2013
10.03.2013
№216.012.2efb

Двухчастотная электрическая машина

Изобретение относится к области электротехники, в частности к низкооборотным электрическим двигателям и поворотным трансформаторам. Задачей изобретения является возможность передачи электроэнергии от неподвижного источника к вращающемуся приемнику, например от вращающейся относительно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477558
Дата охранного документа: 10.03.2013
10.02.2015
№216.013.26f6

Торцевая электрическая машина (варианты)

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам, и может быть использовано в качестве низкооборотного электродвигателя или генератора. Техническим результатом настоящего изобретения является получение низкооборотной торцевой электрической машины, обладающей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541427
Дата охранного документа: 10.02.2015
27.10.2015
№216.013.88e9

Антенна с эллиптической поляризацией

Изобретение относится к антенной технике, в частности к антеннам для космических аппаратов (КА), функционирующих на орбите высотой от 400 км до 1000 км. Диаграмма направленности (ДН) таких антенн должна иметь максимум в направлениях ±(60°÷70°) и коэффициент эллиптичности (КЭ) не менее 0.4 в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002566652
Дата охранного документа: 27.10.2015
25.08.2017
№217.015.cb36

Кольцевая щелевая антенна

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиосистемах передачи информации, предъявляющих требования высокой степени электромагнитной совместимости конструктивных элементов системы, например, в малогабаритных космических аппаратах (КА). Решаемой задачей является...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620126
Дата охранного документа: 23.05.2017
25.08.2017
№217.015.cf2f

Космический аппарат блочно-модульного исполнения

Изобретение относится к космической технике и может использоваться при разработке космических аппаратов (КА). КА блочно-модульного исполнения включает блоки бортовой аппаратуры, один из блоков содержит служебную аппаратуру КА, а другой - целевую аппаратуру и датчики командно-измерительных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621132
Дата охранного документа: 31.05.2017
10.05.2018
№218.016.45ad

Двигатель-маховик

Изобретение относится к области электротехники, в частности к двигателям-маховикам, и может использоваться для систем ориентации и стабилизации космических аппаратов. Технический результат – уменьшение массы при сохранении значительного момента инерции индуктора и высокой электромагнитной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002650178
Дата охранного документа: 11.04.2018
20.06.2018
№218.016.6438

Маховик с магнитной смазкой (варианты)

Группа изобретений относится к машиностроению и может быть использована в линейных электродвигателях. Маховик содержит корпус из немагнитного материала, внутри которого выполнена камера, содержащая магнитную жидкость в коллоидном состоянии. Корпус из немагнитного материала жестко крепится к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002658061
Дата охранного документа: 19.06.2018
06.09.2019
№219.017.c7e5

Способ измерения магнитной индукции постоянных магнитов

Изобретение относится к области магнитных измерений и может быть использовано при измерении магнитной индукции на поверхности постоянных магнитов. Способ измерения магнитной индукции постоянных магнитов содержит этапы, на которых осуществляют измерение магнитного поля системы с помощью датчика...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002699235
Дата охранного документа: 04.09.2019
10.04.2020
№220.018.13f3

Способ намагничивания и сборки кольца хальбаха ротора электромашины (варианты)

Изобретение относится к электротехнике, к электрическим машинам. Технический результат состоит в повышении э.д.с. и удельной мощности при небольших величинах тока якоря электромашины за счет намагничивания и сборки кольца Хальбаха ротора по оптимальной схеме, обеспечивающей наибольшую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002718537
Дата охранного документа: 08.04.2020
Показаны записи 1-10 из 14.
10.03.2013
№216.012.2efb

Двухчастотная электрическая машина

Изобретение относится к области электротехники, в частности к низкооборотным электрическим двигателям и поворотным трансформаторам. Задачей изобретения является возможность передачи электроэнергии от неподвижного источника к вращающемуся приемнику, например от вращающейся относительно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477558
Дата охранного документа: 10.03.2013
10.02.2015
№216.013.26f6

Торцевая электрическая машина (варианты)

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам, и может быть использовано в качестве низкооборотного электродвигателя или генератора. Техническим результатом настоящего изобретения является получение низкооборотной торцевой электрической машины, обладающей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541427
Дата охранного документа: 10.02.2015
27.10.2015
№216.013.88e9

Антенна с эллиптической поляризацией

Изобретение относится к антенной технике, в частности к антеннам для космических аппаратов (КА), функционирующих на орбите высотой от 400 км до 1000 км. Диаграмма направленности (ДН) таких антенн должна иметь максимум в направлениях ±(60°÷70°) и коэффициент эллиптичности (КЭ) не менее 0.4 в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002566652
Дата охранного документа: 27.10.2015
25.08.2017
№217.015.cb36

Кольцевая щелевая антенна

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиосистемах передачи информации, предъявляющих требования высокой степени электромагнитной совместимости конструктивных элементов системы, например, в малогабаритных космических аппаратах (КА). Решаемой задачей является...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620126
Дата охранного документа: 23.05.2017
25.08.2017
№217.015.cf2f

Космический аппарат блочно-модульного исполнения

Изобретение относится к космической технике и может использоваться при разработке космических аппаратов (КА). КА блочно-модульного исполнения включает блоки бортовой аппаратуры, один из блоков содержит служебную аппаратуру КА, а другой - целевую аппаратуру и датчики командно-измерительных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621132
Дата охранного документа: 31.05.2017
10.05.2018
№218.016.45ad

Двигатель-маховик

Изобретение относится к области электротехники, в частности к двигателям-маховикам, и может использоваться для систем ориентации и стабилизации космических аппаратов. Технический результат – уменьшение массы при сохранении значительного момента инерции индуктора и высокой электромагнитной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002650178
Дата охранного документа: 11.04.2018
20.06.2018
№218.016.6438

Маховик с магнитной смазкой (варианты)

Группа изобретений относится к машиностроению и может быть использована в линейных электродвигателях. Маховик содержит корпус из немагнитного материала, внутри которого выполнена камера, содержащая магнитную жидкость в коллоидном состоянии. Корпус из немагнитного материала жестко крепится к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002658061
Дата охранного документа: 19.06.2018
01.09.2018
№218.016.8266

Двухзеркальная антенна с механическим нацеливанием

Изобретение относится к антенной технике, в частности к антеннам космических аппаратов. Двухзеркальная антенна с механическим нацеливанием содержит систему поворотных зеркал, где зеркало контррефлектора расположено под углом 45° к оси вращения в горизонтальной плоскости, а зеркало рефлектора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002665495
Дата охранного документа: 30.08.2018
19.10.2018
№218.016.93fb

Устройство для гашения низкочастотных вибраций

Изобретение относится к области машиностроения. Устройство содержит корпус из немагнитного материала, внутри которого выполнена цилиндрическая камера. Камера содержит магнитную жидкость в коллоидном состоянии. Корпус из немагнитного материала жестко крепится к внешней конструкции,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002669900
Дата охранного документа: 16.10.2018
29.04.2019
№219.017.44b8

Аппарат внутритрубного контроля и способ перемещения его в магистральном газопроводе с заданной равномерной скоростью

Изобретение относится к области техники неразрушающего контроля и используется для дефектоскопии магистральных газопроводов в процессе их эксплуатации. Аппарат внутритрубного контроля содержит гермоотсек, опирающийся на внутреннюю поверхность газопровода подпружиненными опорными элементами,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002451867
Дата охранного документа: 27.05.2012

Похожие РИД в системе