23.08.2018
218.016.7e62

Способ защиты от возгорания электрической машины с постоянными магнитами на роторе цилиндрического типа, снижения потерь и повышения экономичности при работе на частичных режимах двигателя

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам. Технический результат - устранение опасности возгорания машины при межвитковом замыкании обмотки статора. Способ защиты от возгорания при возникновении межвиткового замыкания обмотки статора электрической машины с постоянными магнитами в роторе цилиндрического типа заключается в том, что встроенные в полюса ротора магнитные блоки с постоянными магнитами, выполненные в виде цилиндров, поворачивают на определенный угол в зависимости от системы намагничивания ротора. При тангенциальном намагничивании ротора поворачивают половину магнитных блоков (через один) на 180°. При комбинированном намагничивании ротора (например, схема намагничивания «Халбаха») поворачивают все магнитные блоки на 180°. При радиальном намагничивании ротора поворачивают все магнитные блоки на 90° через один влево и вправо. Тем самым уменьшается индукция магнитного поля в зазоре практически до нулевого значения или до значений, соизмеримых с полями рассеяния магнитной системы. Поворот осуществляется с помощью зубчатого соединения, состоящего из кольца с зубчатым венцом на внешней части, приводящегося в движение сервомотором, и шестерен, закрепленных на хвостовиках магнитных блоков. 3 н.п. ф-лы, 8 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение «Способ защиты от возгорания электрической машины с постоянными магнитами на роторе цилиндрического типа, снижения потерь и повышения экономичности при работе на частичных режимах двигателя. Способ отключения не используемого, при выбранном режиме работы, статора в двухстаторных электрических машинах» относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам и электроприводу. Способ защиты от возгорания при возникновении межвиткового замыкания обмотки статора электрической машины с постоянными магнитами в роторе цилиндрического типа заключаются в том, что встроенные в полюса ротора, магнитные блоки с постоянными магнитами, выполненные в виде цилиндров, поворачивают на определенный угол в зависимости от системы намагничивания ротора.

При тангенциальном намагничивании ротора поворачивают половину магнитных блоков (через один) на 180°.

При комбинированном намагничивании ротора (например, схема намагничивания «Халбаха» или более сложные схемы) поворачивают все магнитные блоки на 180°.

При радиальном намагничивании ротора поворачивают все магнитные блоки на 90° через один влево и вправо.

Тем самым уменьшается индукция магнитного поля в зазоре практически до нулевого значения или до значений, соизмеримых с полями рассеяния магнитной системы.

Поворот осуществляется либо с помощью зубчатого соединения, состоящего из кольца с зубчатым венцом на внешней части, приводящегося в движение сервомотором, и шестерен, закрепленных на хвостовиках магнитных блоков, либо тягами и коромыслами.

Техническим результатом изобретения является устранение опасности возгорания машины при межвитковом замыкании части обмотки или всей обмотки статора и сокращение времени перехода машины из положения нормального функционирования в аварийное положение и снижение потерь в машине при частичных режимах работы за счет выравнивания потерь -уменьшения потерь в стали за счет некоторого увеличения потерь в проводнике. Позволяет отключать не используемый статор в двухстаторных электрических машинах на частичных режимах работы, чем повышается экономичность системы либо отключается аварийный статор при аварии в одном из статоров.

Прототипом является электрическая машина с постоянными магнитами на роторе коллекторного типа (патент RU 2567230 С1 Способ защиты от возгорания электрической машины с постоянными магнитами на роторе коллекторного типа и устройство для его реализации).

В прототипе предложен способ защиты от возгорания при межвитковом замыкании электрической машины с постоянными магнитами на роторе, разделенным в радиальном направлении на две части, внутреннюю - неподвижно соединенную с валом и внешнюю - подвижную относительно вала, соединенную с ним через подшипники качения. Каждая из частей ротора содержит постоянные магниты, намагниченные в тангенциальном направлении, и разделенные полюсами. Внешнюю часть ротора выполняют в виде полого цилиндра и устанавливают на внутреннюю часть таким образом, чтобы при нормальной работе машины полярность полюсов, расположенных на одном радиусе ротора, на внешней и внутренней частях ротора совпадала для создания максимальной индукции магнитного поля в зазоре между ротором и статором и, соответственно, максимальной электродвижущая сила в обмотках статора. При нормальном функционировании электрической машины подвижная часть ротора зафиксирована относительно неподвижной части стопорным устройством. При возникновении межвиткового замыкания внешнюю часть ротора освобождают от стопорного устройства и ротор разворачивается под действием тангенциальных сил в положение, при котором полярность полюсов, расположенных на одном радиусе ротора, на внешней и внутренней частях ротора будет противоположной, тогда индукция магнитного поля в зазоре и электродвижущая сила в обмотке статора будут равны нулю.

Недостатком прототипа является сложность устройства фиксации внешней части ротора относительно внутренней и большое время поворота внешней части ротора относительно внутренней части вала. Сложность конструкции, в зависимости от конкретного случая, может иметь не преодолимое значение.

Предлагаемое изобретение содержит устройство защиты от возгорания электрической машины с постоянными магнитами на роторе цилиндрического типа, которые устраняют опасность возгорания машины при межвитковом замыкании обмотки статора и позволяют уменьшить время перехода машины из положения нормального функционирования в аварийное положение.

В предлагаемом изобретении цилиндрический ротор содержит немагнитный вал и распределенные по окружности внутри вала магнитные полюса с цилиндрическими отверстиями, в которые вставлены магнитные блоки, представляющие цилиндрические оболочки, в которых установлены намагниченные постоянные призматические магниты, магнитные блоки.

Полюса могут содержать постоянные призматические магниты, намагниченные в радиальном или тангенциальном направлении или магниты со сложным комбинированным или объемным намагничиванием (в простейшем случае - намагничивание по схеме «Халбаха»).

Магнитные блоки 1 установлены в цилиндрических отверстиях полюсов ротора с гарантированным минимальным зазором, обеспечивающим проворот магнитного блока. На хвостовиках половины магнитных блоков (через полюс) в роторах с тангенциальным намагничиванием закреплены шестерни 2, в роторах с радиальным и комбинированным намагничиванием - шестерни установлены во всех полюсах.

В зацепление шестерен входит зубчатое колесо 3, соединенное с ротором 4 сервомотора и установленное на валу на подшипниках качения. Статор сервомотора 5 может быть смонтирован как на подшипниковом щите 6 (фиг. 1), так и и на вращающемся роторе, в зависимости от конкретной конструкции электрической машины.

При расположении статора сервомотора на подшипниковом щите, приведение во вращение ротора производится питанием статора током определенной частоты от специального устройства управления.

При расположении статора сервомотора на вращающемся роторе машины питание на сервомотор подается либо щеточным устройством с подъемными щетками, которые в условиях нормальной работы щетки подняты, либо бесконтактным токопередающим устройством (например, вращающимся трансформатором).

При нормальной работе электрической машины, система шестерни -зубчатое колесо неподвижна, положение магнитных блоков обеспечивает максимальное значение электродвижущей силы в зазоре. При возникновении межвиткового замыкания автоматически включается сервопривод, приводя в движение зубчатое колесо и поворачивая магнитные блоки на необходимый угол, в положение при котором индукция магнитного поля в зазоре и электродвижущая сила в обмотке статора будут практически равны нулю. Контроль угла поворота осуществляется по величине ЭДС статора или с помощью датчика положения кольцевой шестерни.

Таким образом, предлагаемый способ устраняет возможность возгорания электрической машины с постоянными магнитами на роторе цилиндрического типа при возникновении межвиткового замыкания в обмотке статора, уменьшает время на поворот полюсов и исключает применение стопорного устройства.

Изобретение поясняется иллюстрациями.

На фиг. 1 показан продольный разрез электрической машины.

На фиг. 2 показаны в поперечном сечении элементы, соответствующие взаимному положению полюсов и зубчатого колеса. На изображении приведен вариант для тангенциального намагничивания магнитов в магнитных блоках, когда зубчатые шестерни закреплены не на каждом магнитном блоке (через один) и поворачивается только каждый второй магнитный блок.

На фиг. 3 представлено распределение индукции в поперечном сечении машины при тангенциальном намагничивании магнитов в магнитных блоках, в рабочем положении магнитных блоков.

На фиг. 4 представлено распределение индукции в поперечном сечении машины при тангенциальном намагничивании магнитов в магнитных блоках в случае аварии (развернут каждый второй магнитный блок).

На фиг. 5 представлено распределение индукции в поперечном сечении машины при радиальном намагничивании магнитов в магнитных блоках, в рабочем положении магнитных блоков.

На фиг. 6 представлено распределение индукции в поперечном сечении машины при радиальном намагничивании магнитов в магнитных блоках в случае аварии (развернуты все магнитные блоки на 90° в противоположных направлениях, через один, один влево, другой в право).

На фиг. 7 представлено распределение индукции в поперечном сечении машины при сложном пространственном намагничивании магнитов в магнитных блоках, в рабочем положении магнитных блоков.

На фиг. 8 представлено распределение индукции в поперечном сечении машины при сложном пространственном намагничивании магнитов в магнитных блоках, в случае аварии (развернуты все магнитные блоки на 180°).


Способ защиты от возгорания электрической машины с постоянными магнитами на роторе цилиндрического типа, снижения потерь и повышения экономичности при работе на частичных режимах двигателя
Способ защиты от возгорания электрической машины с постоянными магнитами на роторе цилиндрического типа, снижения потерь и повышения экономичности при работе на частичных режимах двигателя
Способ защиты от возгорания электрической машины с постоянными магнитами на роторе цилиндрического типа, снижения потерь и повышения экономичности при работе на частичных режимах двигателя
Способ защиты от возгорания электрической машины с постоянными магнитами на роторе цилиндрического типа, снижения потерь и повышения экономичности при работе на частичных режимах двигателя
Способ защиты от возгорания электрической машины с постоянными магнитами на роторе цилиндрического типа, снижения потерь и повышения экономичности при работе на частичных режимах двигателя
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-9 из 9.
27.10.2015
№216.013.8858

Сверхпроводящее электромагнитное устройство, магнитный подвес и транспортное средство, снабженные таким устройством

Группа изобретений относится к магнитным подвесам для транспортных средств. Электромагнитное устройство содержит электрические обмотки, ориентированные друг относительно друга таким образом, что магнитные моменты соседних обмоток не коллинеарны. По меньшей мере, часть обмоток размещена в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002566507
Дата охранного документа: 27.10.2015
10.11.2015
№216.013.8b27

Способ защиты от возгорания электрической машины с постоянными магнитами на роторе коллекторного типа и устройство для его реализации

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам и электроприводу. Способ и устройство защиты от возгорания при межвитковом замыкании электрической машины с постоянными магнитами на роторе коллекторного типа заключаются в том, что ротор разделяют в радиальном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567230
Дата охранного документа: 10.11.2015
20.01.2016
№216.013.a39a

Комбинированный магнитный подвес транспортного средства

Группа изобретений относится к области железнодорожного транспорта на магнитной подушке. Магнитный подвес транспортного средства для путепровода с ферромагнитным рельсом содержит постоянные магниты и электромагниты, установленные с возможностью поворота постоянных магнитов по отношению к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002573524
Дата охранного документа: 20.01.2016
25.08.2017
№217.015.aade

Регулируемый магнитный подвес транспортного средства с коррекцией подъемной силы

Группа изобретений относится к магнитным подвескам или левитационным устройствам для транспортных средств. Магнитный подвес транспортного средства для путепровода с ферромагнитным рельсом содержит постоянные магниты и электромагниты, установленные с обеспечением возможности притяжения к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611858
Дата охранного документа: 01.03.2017
10.05.2018
№218.016.4613

Подводный коаксиальный разъем

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для подсоединения подводных электрических кабелей водолазом, выполняющим работы под водой, например для подсоединения одножильных кабелей комплекса технических средств подводно-подледного обустройства нефтегазовых месторождений....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002650195
Дата охранного документа: 11.04.2018
10.05.2018
№218.016.4c1a

Способ изготовления статора электрической машины

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к способу изготовления статора электрической машины, преимущественно большой мощности, с обмоткой катушечного типа, имеющей непрерывную изоляцию в пазовой и лобовой частях. Техническим результатом изобретения является повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002652088
Дата охранного документа: 25.04.2018
05.07.2018
№218.016.6b65

Гибкий ротор с постоянными магнитами

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат – повышение надежности ротора. Ротор электрической машины содержит сердечник и намагниченные в радиальном направлении постоянные магниты чередующейся полярности. Ротор выполнен сборным и состоит из пакета стянутых аксиальными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002659796
Дата охранного документа: 04.07.2018
05.09.2018
№218.016.833a

Блок магнитов

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в повышении технологичности изготовления ротора с постоянными магнитами и упрощении установки полюсов с постоянными магнитами в ротор. Электрическая машина с постоянными магнитами содержит кольцевой статор с распределенной по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002665673
Дата охранного документа: 03.09.2018
13.12.2018
№218.016.a5de

Биметаллический ротор

Изобретение относится к вращающимся электрическим машинам, в частности к способу изготовления ротора электрической машины с постоянными магнитами. Технический результат - обеспечение возможности повышения мощности синхронных машин с постоянными магнитами. Электрическая машина содержит кольцевой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002674470
Дата охранного документа: 11.12.2018
Показаны записи 1-10 из 30.
27.06.2013
№216.012.5223

Многофазный трансформатор и способ его сборки

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в полупроводниковых преобразователях, например в выпрямителях, инверторах и преобразователях частоты, а также в электроэнергетических системах для изменения величины и повышения качества переменного напряжения. Технический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486620
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.08.2013
№216.012.5c80

Навигационный буй (варианты)

Изобретение относится к плавучим средствам навигационного оборудования, в частности к бую, предназначенному для ограждения фарватеров и отдельных навигационных опасностей на судоходных акваториях. Навигационный буй содержит обтекаемый герметичный корпус, разделенный водонепроницаемыми...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489301
Дата охранного документа: 10.08.2013
27.11.2013
№216.012.8645

Многофазный трансформатор и способ его сборки

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в полупроводниковых преобразователях, например в выпрямителях, инверторах и преобразователях частоты, в электроэнергетических системах для изменения величины и повышения качества переменного напряжения. Технический результат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500051
Дата охранного документа: 27.11.2013
20.04.2014
№216.012.b8ee

Поплавковая волновая электростанция

Изобретение может быть использовано для производства электроэнергии путем преобразования энергии волн. Электростанция содержит обтекаемый герметичный поплавок 1 и вертикально расположенный внутри поплавка цилиндрический корпус 3 с размещенным в нем маятником 4. Маятник 4 подвешен к концу троса...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513070
Дата охранного документа: 20.04.2014
10.07.2014
№216.012.da17

Вакуумный выключатель

Вакуумный выключатель содержит стальное основание с вертикальными ребрами и горизонтальными полками, на которые в верхней и средней части корпуса установлено не менее двух одинаковых фазных модулей, разделенных между собой вертикальными ребрами. В нижней части корпуса расположены общие для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521609
Дата охранного документа: 10.07.2014
10.07.2014
№216.012.db29

Судовая электроэнергетическая установка

Изобретение относится к судостроению, в частности к электроэнергетическим установкам судов с преобразователями частоты и гребными электродвигателями. Судовая электроэнергетическая установка содержит главные двигатели или турбины, главные синхронные генераторы, обмотки статора, автоматические...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521883
Дата охранного документа: 10.07.2014
27.09.2014
№216.012.f715

Судовая электроэнергетическая установка

Изобретение относится к судостроению, в частности к электроэнергетическим установкам судов с преобразователями частоты и гребными электродвигателями. Судовая электроэнергетическая установка содержит главные дизели или турбины, главные синхронные генераторы, аварийный дизель-генератор, обмотки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529090
Дата охранного документа: 27.09.2014
27.11.2014
№216.013.0afa

Многофазный трансформатор

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в полупроводниковых преобразователях, например в выпрямителях, инверторах и преобразователях частоты, а также в электроэнергетических системах для изменения величины и повышения качества переменного напряжения. Техническим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534218
Дата охранного документа: 27.11.2014
27.10.2015
№216.013.8858

Сверхпроводящее электромагнитное устройство, магнитный подвес и транспортное средство, снабженные таким устройством

Группа изобретений относится к магнитным подвесам для транспортных средств. Электромагнитное устройство содержит электрические обмотки, ориентированные друг относительно друга таким образом, что магнитные моменты соседних обмоток не коллинеарны. По меньшей мере, часть обмоток размещена в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002566507
Дата охранного документа: 27.10.2015
10.11.2015
№216.013.8b27

Способ защиты от возгорания электрической машины с постоянными магнитами на роторе коллекторного типа и устройство для его реализации

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам и электроприводу. Способ и устройство защиты от возгорания при межвитковом замыкании электрической машины с постоянными магнитами на роторе коллекторного типа заключаются в том, что ротор разделяют в радиальном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567230
Дата охранного документа: 10.11.2015

Похожие РИД в системе