Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Обращенный вентильный двигатель

Обращенный вентильный двигатель

Владельцы патента RU 2467454:

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в автоматизированном электроприводе и системах автоматики. Технический результат, достигаемый настоящим изобретением, состоит в повышении энергетических и динамических характеристик обращенных вентильных двигателей (ОВД). Указанный технический результат достигается тем, что в предложенном обращенном вентильном двигателе, состоящем из статора с m-фазной обмоткой и ротора, состоящего из внешней втулки и постоянных магнитов, согласно изобретению, статор расположен внутри двигателя, а ротор состоит из внешней втулки, на внутренней поверхности которой размещена магнитная система, состоящая из 12-ти предварительно намагниченных и раскроенных сегментов, причем угол намагничивания каждого сегмента определяют по формуле αНС=90°(N-1), где N — порядковый номер сегмента в обойме, число пар полюсов магнитного поля ротора соответствует числу пар полюсов обмотки статора. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области электромеханики и может быть использовано в автоматизированном электроприводе и системах автоматики.

Известен обращенный вентильный электродвигатель ДБУ-100 (48 В, 150 об/мин, 6.5 А, 3.2 Нм), выпускаемый электротехническим заводом «Миассэлектроаппарат». Двигатель ДБУ-100 используется в приводах медицинского оборудования [http://www.miasselektroapparat.ru/catalogue/uncontrol-dc/uncontrol-dc_31.html]. Недостатком является то, что размещение постоянных магнитов на внутренней поверхности внешней втулки приводит к появлению значительных по величине магнитных потоков рассеяния, что приводит к уменьшению электромагнитного момента двигателя.

Известен вентильный двигатель, выбранный за прототип [монография Овчинникова И.Е. «Вентильные электрические двигатели и привод на их основе»: Курс лекций. СПб.: КОРОНА-Век, 2006. — 336 с.]. Вентильный двигатель (ВД) состоит из статора с m-фазной обмоткой и ротора, магнитная система которого выполнена из 4-х сегментов — постоянных магнитов, намагниченных в радиальном направлении.

Недостаток этой схемы возбуждения состоит в том, что размещение постоянных магнитов на внутренней поверхности внешней втулки приводит к появлению значительных по величине магнитных потоков рассеяния. Искажение распределения пускового момента за счет пульсаций магнитной проводимости зубцового слоя статора ведет к нестабильности работы ВД и увеличивает статическую и динамическую ошибки ВД.

Задачей изобретения является повышение энергетических и динамических характеристик ОВД.

Предложен обращенный вентильный двигатель (ОВД), состоящий из внутреннего статора с m-фазной обмоткой и ротора, состоящего из внешней втулки, на внутренней поверхности которой размещена магнитная система, состоящая из 12 предварительно намагниченных и раскроенных сегментов, причем угол намагничивания каждого сегмента определяется по формуле αHC=90°(N-1), где N — порядковый номер сегмента в обойме, число пар полюсов магнитного поля ротора соответствует числу пар полюсов обмотки статора.

Ротор двигателя может состоять из двух равных частей в продольном направлении, смещенных друг относительно друга в поперечной плоскости на половину зубцового деления статора.

В заявляемой конструкции обращенного вентильного двигателя магнитное поле возбуждения формируют из предварительно намагниченных и раскроенных сегментов постоянных магнитов. Основным элементом в предлагаемом двигателе является специальная магнитная система, которая позволяет уменьшить магнитные потоки рассеяния и получить магнитное поле внутри ротора. Количество сегментов постоянных магнитов определяет число пар полюсов магнитного поля ротора, которое должно соответствовать числу пар полюсов обмотки статора. Выбор угла намагничивания каждого сегмента позволяет сформировать необходимое магнитное поле внутри ротора. Выполнение ротора специальным образом и смещение его частей приводит к компенсации влияния зубцовых гармоник.

Совокупность этих отличительных признаков приводит к повышению стабильности работы ОВД и улучшению энергетических и динамических характеристик — увеличение пускового момента и устранению зубцовых пульсаций электромагнитного момента.

На фиг.1 приведен эскиз поперечного сечения обращенного вентильного двигателя. 1 — внешняя втулка, 2 — магнитная система, 3 — внутренний статор с трехфазной обмоткой. Магнитная система составлена из 12 сегментов, угол намагничивания каждого сегмента зависит от местоположения сегмента во втулке, который определяют в соответствии с формулой αHC=90°(N-1), где N=1, 2, 3…12 — порядковый номер сегмента в обойме. Угол отсчитывают от вертикальной оси по часовой стрелке. Ось лежит в плоскости магнита (фиг.2). Схема раскроя постоянных магнитов приведена на фиг.3. На каждом сегменте указано направление намагничивания исходного цилиндра постоянного магнита. В зависимости от места каждого сегмента в обойме различают конфигурации раскроя отдельных сегментов [Патент RU №2305357]. Изготовленные сегменты постоянных магнитов устанавливают на внешней втулке и фиксируют термостойким клеем. Необходимый внутренний диаметр обеспечивают расточкой внутреннего диаметра после сборки сегментов на внешней втулке. Благодаря определенному порядку направления намагничивания последовательно сформированных сегментов формируют магнитное поле внутри ротора.

Ротор изготовлен из двух равных частей в продольном направлении и развернутых друг относительно друга в поперечной плоскости на половину зубцового деления статора для компенсации влияния зубцовых гармоник в ОВД. Кривые распределения пускового момента для любого конструктивного исполнения ВД и способа возбуждения содержат зубцовую гармонику (в данном случае это 12-я гармоника), наличие которой определяется изменением магнитной проводимости зубцов статора. На фиг.4 приведена конструкция ротора по п.2.

Вентильный двигатель работает следующим образом. В результате взаимодействия магнитного потока ротора, созданного магнитной системой, с потоком статора, созданным токами в проводниках обмотки статора, получаем электромагнитный момент. На фиг.5 приведены кривые распределения пускового момента в ВД по прототипу (1-я кривая) и в ОВД с возбуждением по предложенной схеме (2-я кривая) для режима работы двигателя при длительности открытого состояния транзисторов вентильного коммутатора λ=120 эл.град. и плотности тока в обмотках статора J=10 А/мм 2 . На фиг.6 приведен график распределения пускового момента в ВД с компенсацией зубцовых гармоник.

Приведенные результаты подтверждают эффективность предложенных решений: увеличивается значение пускового момента в обращенном ВД почти в 2 раза для рассмотренного примера, компенсируется действие зубцовых гармоник обмотки статора, устраняются пульсации в кривой распределения электромагнитного момента по расточке статора/ротора, т.е. повышаются энергетические и динамические характеристики ОВД.

1. Обращенный вентильный двигатель, состоящий из статора с m-фазной обмоткой и ротора, магнитная система которого выполнена из постоянных магнитов, расположенных на втулке ротора, отличающийся тем, что статор с m-фазной обмоткой расположен внутри двигателя, ротор состоит из внешней втулки, на внутренней поверхности которой размещена магнитная система, состоящая из 12-ти предварительно намагниченных и раскроенных сегментов, причем угол намагничивания каждого сегмента определяют по формуле:
αHC=90°(N-1),
где N — порядковый номер сегмента в обойме, число пар полюсов магнитного поля ротора соответствует числу пар полюсов обмотки статора.

Читать еще:  Эксплуатационные характеристики авиационных газотурбинных двигателей

2. Вентильный двигатель по п.1, отличающийся тем, что ротор состоит из двух равных частей в продольном направлении, смещенных относительно друг друга в поперечной плоскости на половину зубцового деления статора.

КПД бесколлекторного электродвигателя Об электровелосипедах | Статьи VoltBikes

Бесколлекторный двигатель предпочтительнее коллекторного поскольку наиболее удовлетворяет требованиям, ставящимся перед ним.

  1. Типы моторов?
  2. Общие сведения, устройство, сфера применения
  3. Достоинства и недостатки [ править| править код]
  4. Устройство БК — моторов
  5. Плюсы и минусы бесщеточного шуруповерта
  6. Плюсы и минусы БК — двигателей
  7. Плюсы:
  8. Минусы:
  9. Как запустить бесколлекторный двигатель?
  10. Перспективы бесщеточных шуруповертов на рынке электроинструмента
  11. Как выбрать двигатели для коптера?
  12. Полезно знать [ править]
  13. Ссылки [ править]

Типы моторов?

Двигатели/моторы в мультироторных аппаратах бывают двух типов:

  1. Коллекторные/Brushed (др. названия: DC)/Сoreless.
  2. Бесколлекторные/Brushless.

Их главное отличие в том, что у коллекторного двигателя обмотки находятся на роторе (вращающейся части), а у бесколлекторного — на статоре. Не вдаваясь в подробности скажем, что бесколлекторный двигатель предпочтительнее коллекторного поскольку наиболее удовлетворяет требованиям, ставящимся перед ним. Поэтому в этой статье речь пойдёт именно о таком типе моторов. Подробно о разнице между бесколлекторными и коллекторными двигателями можно прочесть в этой статье.

Несмотря на то, что применяться БК-моторы начали сравнительно недавно, сама идея их устройства появилась достаточно давно. Однако именно появление транзисторных ключей и мощных неодимовых магнитов сделало возможным их коммерческое использование.

Общие сведения, устройство, сфера применения

Одна из причин проявления интереса к БД — это возросшая потребность в высокооборотных микродвигателях, обладающих точным позиционированием. Внутренне устройство таких приводов продемонстрировано на рисунке 2.

Рис. 2. Устройство бесколлекторного двигателя

Как видите, конструкция представляет собой ротор (якорь) и статор, на первом имеется постоянный магнит (или несколько магнитов, расположенных в определенном порядке), а второй оборудован катушками (В) для создания магнитного поля.

Примечательно, что эти электромагнитные механизмы могут быть как с внутренним якорем (именно такой тип конструкции можно увидеть на рисунке 2), так и внешним (см. рис. 3).

Рис. 3. Конструкция с внешним якорем (outrunner)

Соответственно, каждая из конструкций имеет определенную сферу применения. Устройства с внутренним якорем обладают высокой скоростью вращения, поэтому используются в системах охлаждения, в качестве силовых установок дронов и т.д. Приводы с внешним ротором используются там, где требуется точное позиционирование и устойчивость к перегрузкам по моменту (робототехника, медицинское оборудование, станки ЧПУ и т.д.).

Бесколлекторный двигатель в компьютерном дисководе

Достоинства и недостатки [ править | править код ]

Вентильные двигатели призваны объединить в себе лучшие качества двигателей переменного тока и двигателей постоянного тока. Это обусловливает их достоинства.

  • Широкий диапазон изменения частоты вращения
  • Бесконтактность и отсутствие узлов, требующих частого обслуживания (коллектора)
  • Возможность использования во взрывоопасной и агрессивной среде
  • Большая перегрузочная способность по моменту
  • Высокие энергетические показатели (КПД выше 90 %)
  • Большой срок службы и высокая надёжность за счёт отсутствия скользящих электрических контактов.

Вентильные двигатели характеризуются и некоторыми недостатками, главный из которых — высокая стоимость. Однако, говоря о высокой стоимости, следует учитывать и тот факт, что вентильные двигатели обычно используются в дорогостоящих системах с повышенными требованиями по точности и надёжности.

  • Высокая стоимость двигателя, обусловленная частым использованием дорогостоящих постоянных магнитов в конструкции ротора. Стоимость электропривода с ВД, однако, сопоставима со стоимостью аналогичного электропривода на основе ДПТ с независимым возбуждением (регулировочные характеристики такого двигателя и ВД сопоставимы). Вообще говоря, в вентильном двигателе может быть использован и ротор с электромагнитным возбуждением, однако это сопряжено с комплексом практических неудобств. В ряде случаев предпочтительным оказывается применение асинхронного двигателя с преобразователем частоты.
  • Относительно сложная структура двигателя и управление им.

Устройство БК — моторов

Конструкция бесколлекторного двигателя состоит из ротора на котором закреплены магниты и статора на котором располагаются обмотки. Как раз по взаиморасположению этих компонентов БК-двигатели делятся на inrunner и outrunner.

В мультироторных системах чаще применяется схема Outrunner, поскольку она позволяет получать наибольший крутящий момент.

Плюсы и минусы бесщеточного шуруповерта

Производители пишут, что основная изюминка бесщеточного шуруповерта — не нужно менять щетки, которых нет. Это на самом деле так, но так ли сложно поменять щетки?

За этим «жирным» плюсом притаился довольно коварный минус. Дело в том, что более-менее нагруженный шуруповерт потребует замены щеток на второй, а то и третий год работы. Проводя их замену, бережливый владелец наверняка заглянет и в другие узлы инструмента. Обратит внимание на состояние подшипников, очистит внутренности от пыли, заложит порцию свежей смазки — в общем, проведет полное техобслуживание инструмента. В случае с бесколлекторным инструментом, о необходимости сервисного обслуживания можно просто забыть и вспомнить о нем, когда шуруповерт начнет конкретно барахлить.

Вот по-настоящему значимые преимущества бесщеточного инструмента:

  • Высокий КПД. У бесщеточного двигателя он составляет порядка 90 %, в то время как у коллекторного мотора — на уровне 60 %. Это обусловлено отсутствием потерь на трение и искрообразование, и, как следствие, повышением температуры коллекторного узла якоря мотора.
  • Быстрый выход на номинальную скорость вращения двигателя. В этом опять же заслуга высокого КПД BLDC мотора.
  • При тех же массогабаритных показателях, с вала бесщеточного электродвигателя снимается большая мощность, а это влечет получение большего крутящего момента.
  • Лучшая энергоэффективность. Благодаря отсутствию потерь в коллекторе и щеточном узле и более высокому КПД бесщеточный шуруповерт сделает больше полезной работы на одном заряде аккумулятора. Это важно профессионалам, для которых время — деньги. Эффективность бесщеточного шуруповерта в среднем выше на 25–40 % в сравнении с его коллекторным аналогом.
  • Возможность использования во взрыво- и пожароопасных средах ввиду отсутствия искр на щеточном узле.
  • Грамотная защита от перегрузки. Плата управления электродвигателем просто не позволит нагрузить инструмент сверх меры, а вот коллекторный шуруповерт при должном старании можно перегреть и получить дымок из вентиляционных отверстий.

Но бесщеточным инструментам присущи и некоторые недостатки:

  • Высокая цена. Наличие в конструкции дорогой силовой платы управления BLDC мотором ощутимо увеличивает стоимость шуруповерта.
  • Плохая ремонтопригодность. В бесщеточном шуруповерте плата управления, кнопка включения инструмента и статор электродвигателя обычно идут единым блоком. Стоимость запчасти — от 2/3 до 3/4 стоимости нового инструмента. Если поломка произойдет по истечении гарантийного срока, то ремонтировать такой шуруповерт вряд ли целесообразно. В отличие от коллекторных экземпляров, где можно заменить кнопку или электродвигатель отдельно, и стоить это будет на порядок дешевле.
Читать еще:  Двигатель chance технические характеристики

Плюсы и минусы БК — двигателей

Плюсы:

  • Упрощённая конструкция мотора за счёт исключения из неё коллектора.
  • Более высокий КПД.
  • Хорошее охлаждение.
  • БК-двигатели могут работать в воде! Однако не стоит забывать, что из-за воды на механических частях двигателя может образоваться ржавчина и он сломается через какое-то время. Для избежания подобных ситуаций рекомендуется обрабатывать двигатели водоотталкивающей смазкой.
  • Наименьшие радиопомехи.

Минусы:

Из минусов можно отметить только невозможность применения данных двигателей без ESC (регуляторы скорости вращения). Это несколько усложняет конструкцию и делает БК-двигатели дороже коллекторных. Однако если сложность конструкции является приоритетным параметром, то существуют БК-двигатели с встроенными регуляторами скорости.

Как запустить бесколлекторный двигатель?

Чтобы заставить работать приводы данного типа, потребуется специальный контроллер (см. рис. 6). Без него запуск невозможен.

Рис. 6. Контроллеры бесколлекторных двигателей для моделизма

Собирать самому такое устройство нет смысла, дешевле и надежней будет приобрести готовый. Подобрать его можно по следующим характеристикам, свойственным драйверам шим каналов:

  • Максимально допустимая сила тока, эта характеристика приводится для штатного режима работы устройства. Довольно часто производители указывают такой параметр в названии модели (например, Phoenix-18). В некоторых случаях приводится значение для пикового режима, который контролер может поддерживать несколько секунд.
  • Максимальная величина штатного напряжения для продолжительной работы.
  • Сопротивление внутренних цепей контроллера.
  • Допустимое число оборотов, указывается в rpm. Сверх этого значения контроллер не позволит увеличить вращение (ограничение реализовано на программном уровне). Следует обратить внимание, что частота вращения всегда приводится для двухполюсных приводов. Если пар полюсов больше, следует разделить значение на их количество. Например, указано число 60000 rpm, следовательно, для 6-и магнитного двигателя частота вращения составит 60000/3=20000 prm.
  • Частота генерируемых импульсов, у большинства контролеров этот параметр лежит в пределах от 7 до 8 кГц, более дорогие модели позволяют перепрограммировать параметр, увеличив его до 16 или 32 кГц.

Обратим внимание, что первые три характеристики определяют мощность БД.

Перспективы бесщеточных шуруповертов на рынке электроинструмента

Переход на бесщеточные инструменты неизбежен, поскольку они выгодны в первую очередь самим производителям ввиду унификации производственных процессов, уменьшению количества составных частей и улучшения технических характеристик выпускаемых моделей. Конечному пользователю такой переход абсолютно ничем не грозит. Шуруповерты как закручивали винты и саморезы, так и будут, исходя из своих технических возможностей.

Для профессиональной деятельности однозначно стоит смотреть в сторону бесщеточных моделей. Они экономичней, шустрее и надежней. Каждый рубль, вложенный в их покупку, окупится сторицей.

А вот домашнему мастеру стоит взвесить все «за» и «против», реально оценить возможную загруженность инструмента и свою готовность отдать больше денег за современные технологии.

Как выбрать двигатели для коптера?

При выборе бесколлекторных двигателей в первую очередь следует обратить внимание на следующие характеристики:

  • Максимальный ток — эта характеристика показывает какой максимальный ток может выдержать обмотка двигателя за небольшой промежуток времени. Если превысить это время, то неизбежен выход двигателя из строя. Так же этот параметр влияет на выбор ESC.
  • Максимальное напряжение — так же как и максимальный ток, показывает какое напряжение можно подать на обмотку в течение короткого промежутка времени.
  • KV — количество оборотов двигателя на один вольт. Поскольку этот показатель напрямую зависит от нагрузки на вал мотора, то его указывают для случая, когда нагрузки нет.
  • Сопротивление — от сопротивления зависит КПД двигателя. Поэтому чем сопротивление меньше — тем лучше.

ВЕНТИЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ

Погружные вентильные электродвигатели «Новомет»

Вентильные электродвигатели — это изделия с лучшими энергетическими характеристиками по сравнению с асинхронными. ГК «Новомет» является одним из лидеров отрасли по производству надежных и эффективных погружных вентильных электродвигателей (ПВЭД). Применение вентильного электродвигателя сокращает количество энергии, потребляемой УЭЦН до 15%. А при сочетании вентильных электродвигателей и энергоэффективных насосов, затраты на электроэнергию при эксплуатации УЭЦН снижаются в среднем на 25-30%.

Для производства энергии требуется энергия!

На сегодня наиболее распространенным способом добычи жидкости из скважины является механизированная добыча с применением установок электроцентробежного насоса (УЭЦН). В наше время многие нефтяные и нефтесервисные компании вкладывют миллионы долларов в технологии разведки, бурения и заканчивания скважин, однако не уделяют того же внимания поиску более эффективных способов добычи углеводородов. За последнее десятилетие основной целью ГК «Новомет» является поиск и совершенствование эффективных способов снижения затрат на механизированную добычу.

ПРЕИМУЩЕСТВА

область применения

  • УЭЦН в скважинах типовой конструкции
  • Энергоэффективные УЭЦН
  • УЭЦН малых габаритов для боковых стволов, технология ColibriESP
  • Установки винтовых насосов с нижним приводом
  • Установки объемно-роторных насосов
  • УЭЦН для подъема геотермальных вод

возможности

Сокращение затрат на электроэнергию при подъеме жидкости из скважины.

Применение при различных осложняющих факторах, где применение асинхронного ПЭД затруднительно:

  • на скважинах с вязкой нефтью
  • с нестабильной подачей (работа в цикличном режиме)
  • на малодебитных скважинах
  • со сложными условиями эксплуатации (после гидроразрывов и других способов увеличения добычи нефти)
  • на скважинах с высокой температурой жидкости (трудноизвлекаемые запасы, геотермальные воды)

особенности

  • Широкая линейка типоразмеров, в том числе двигатели сверхмалых габаритов — 55 и 81 мм для использования с установками ColibriESP и SlimlineESP
  • Пониженное удельное тепловыделение на единицу мощности

Потери электроэнергии в асинхронных электродвигателях

В серийных асинхронных электродвигателях используется преобразование переменного тока, поданного на обмотки статора, во вращающееся электромагнитное поле. Так как обмотка ротора имеет замкнутую электрическую цепь, в ней возникает ток, который в свою очередь взаимодействуя с магнитным потоком статора и создаёт вращательный момент, приводящий в движение ротор. Таким образом, вместо того, чтобы использовать всю потребляемую электроэнергию для создания вращения ротора, около 13% ее тратится на создание и поддержание электромагнитного поля, и в конечном итоге теряется на нагрев.

Прорыв в технологии электроприводов УЭЦН

В отличие от асинхронных двигателей, в вентильных ПЭД для создания вращательного момента вместо обмотки в роторе используются редкоземельные постоянные магниты, а также специальная схема подачи питающего напряжения на обмотку статора. Как результат — повышение КПД и и снижение энергопотребления двигателя примерно на 15%.

Управление работой двигателя осуществляется с помощью электронных ключей (так называемых вентилей), переключение которых выполняется станцией управления по специальной программе. Кроме того, станция управления формирует регулируемую частоту питания двигателя, от которой напрямую зависит его частота вращения и полезная мощность на валу.

Читать еще:  Двигатель ваз переливает на холодную

Основные элементы вентильного электродвигателя — статор с трехфазной обмоткой, ротор с постоянными магнитами, головка и основание. Магнитопровод статора состоит из листов электротехнической стали с термостойким покрытием, которые запрессованы в трубчатый корпус. Обмотка статора однослойная, протяжная, катушечная, выполнена теплостойким обмоточным проводом по схеме «звезда» с выводом общей точки для системы контроля параметров установки. Ротор с постоянными магнитами установлен в расточке статора на подшипниках скольжения.

Вентильные двигатели. Виды и устройство. Работа и применение

Схема вентильного двигателя

Двигатель состоит из следующих деталей:

1. Задняя часть корпуса. 2. Статор. 3. Подшипник. 4. Магнитный диск (ротор). 5. Подшипник. 6. Статор с обмоткой. 7. Передняя часть корпуса.

У вентильного двигателя имеется взаимосвязь между многофазной обмоткой статора и ротора. У них присутствуют постоянные магниты и встроенный датчик положения. Коммутация прибора реализовывается при помощи вентильного преобразователя, вследствие чего он и получил такое название.

Схема вентильного двигателя состоит из задней крышки и печатной платы датчиков, втулки подшипника, вала и самого подшипника, магнитов ротора, изолирующего кольца, обмотки, трельчатой пружины, промежуточной втулки, датчика Холла, изоляции, корпуса и проводов.

В случае соединения обмоток «звездой» устройство имеет большие постоянные моменты, поэтому такую сборку применяют для управления осями. В случае скрепления обмоток «треугольником» их можно использовать для работы с большими скоростями. Чаще всего количество пар полюсов вычисляется численностью магнитов ротора, которые помогают определить соотношение электрических и механических оборотов.

Статор может быть изготовлен с безжелезным или железным сердечником. Используя такие конструкции с первым вариантом, можно обеспечить отсутствие притяжения магнитов ротора, но и в это же мгновение снижается на 20% эффективность двигателя из-за уменьшения значения постоянного момента.

Со схемы видно, что в статоре ток образуется в обмотках, а в роторе создается при помощи высокоэнергетических постоянных магнитов. Условные обозначения: — VT1-VT7 — транзисторные коммуникаторы; — A, B, C – фазы обмоток; — M – момент двигателя; — DR – датчик положения ротора; — U – регулятор напряжения питания двигателя; — S (south), N (north) – направление магнита; — UZ – частотный преобразователь; — BR – датчик частоты вращения; — VD – стабилитрон; — L – катушка индуктивности.

Схема двигателя показывает, что одним из основных преимуществ ротора, в котором установлены постоянные магниты, является уменьшение его диаметра и, как следствие, сокращение момента инерции. Такие приспособления могут быть встроенными в сам прибор или расположенными на его поверхности. Понижение этого показателя очень часто приводит к небольшим значениям баланса момента инерции самого двигателя и приведенного к его валу нагрузки, который и усложняет работу привода. По этой причине производители могут предложить стандартный и повышенный в 2-4 раза момент инерции.

ВЕНТИЛЬНЫЙ ИНДУКТОРНО-РЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 2009 года по МПК H02K19/06 H02K19/10

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам индукторно-реактивного типа, и может быть использовано для электроприводов при повышенных требованиях к уровню пульсаций момента, вибраций, шумов и обеспечивает возможность питания двигателей от типовых мостовых преобразователей, которые выпускаются серийно.

Известен m-фазный индукторный реактивный двигатель с четным числом фаз, который с помощью диодов может питаться от мостового инвертора (патент РФ №2279173. Индукторный двигатель от 27.09.2004, МПК 8 Н02К 19/36, Н02Р 6/16, ФГУП «ЦКБ МТ «Рубин», ФГУП «ПКП «ИРИС»). Недостатком двигателя с четным числом фаз является невозможность на одном пакете обеспечить во всех пазах одноименное направление тока в проводниках, лежащих в одном пазу при соблюдении условия независимой работы фаз (направления магнитодвижущей силы одноименных фаз должны чередоваться). Это приводит к локальной несимметрии распределения магнитного поля и повышению пульсаций момента. Для устранения этого недостатка там же предложен двухпакетный вариант конструкции, в котором на каждом пакете статора размещается трехфазная обмотка, т.е. с нечетным m. В каждую фазу включаются диоды, одноименные фазы соединяются параллельно, а затем, используя соединение «треугольник», фазы обмоток подключаются к мостовому инвертору. Для снижения пульсаций момента, вибраций и шума пакеты роторов смещают на половину зубцового деления, что обеспечивает смещение одноименных фаз обмоток, размещенных на разных пакетах, на 180 эл. град. Недостатком данного варианта конструкции является повышенные массогабаритные показатели и дополнительные потери в лобовых частях, т.к. их число увеличивается.

Известны конструкции разноименно-полюсных индукторных машин с радиальным электромагнитным возбуждением, у которых для уменьшения пульсаций магнитного потока возбуждения и электромагнитного момента применяется смещение фазных зон обмоток статора на 180 эл. град. на одном пакете (Балагуров В.А. Проектирование специальных электрических машин переменного тока: Учебное пособие для вузов. — М.: Высшая школа, 1982. — С.236; Птах Г.К., Рожков В.И., Линев А.И. Расчет электромагнитных процессов в системе тягового электропривода электроподвижного состава с разноименно-полюсным индукторным двигателем. / Известия высших учебных заведений. Электромеханика. — 2003. — №4. — С.57-6). Недостатком данной конструкции является наличие больших пазов на статоре, которые необходимы для обеспечения смещения фазных зон на 180 эл. град. и размещения обмотки возбуждения при ее наличии. Это приводит к несимметрии фаз и уменьшению удельной силы тяги.

Известен синхронный двигатель с электромагнитной редукцией (патент РФ №2066912. Синхронный двигатель с электромагнитной редукцией от 20.09.96, МПК 7 H02K 19/06, Лузин Михаил Иванович).

Недостатками данной конструкции являются: небольшой пусковой момент двигателя и ограниченная область применения: в качестве тихоходных двигателей, определяемая тем, число зубцов ротора этого двигателя равно или больше числа зубцов статора.

Наиболее близким по технической сущности заявляемому решению является трехфазный реактивный индукторный двигатель с малыми пульсациями момента (патент РФ №2153218. Трехфазный реактивный индукторный двигатель с малыми пульсациями момента от 06.01.1999, МПК 7 H02K 19/06, H02K 37/04, ООО «Научно-производственное предприятие «Эметрон»).

Недостатками данного двигателя является: сложность конструкции и изготовления (взаимный скос зубцов ротора относительно зубцов статора и сложная конфигурация профиля зубцов статора).

Задачами изобретения являются:

— снижение пульсаций момента;

— упрощение конструкции и технологии изготовления двигателя;

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector