[go: up one dir, main page]

RU2505909C2 - Stator design for low-power three-phase asynchronous motor - Google Patents

Stator design for low-power three-phase asynchronous motor Download PDF

Info

Publication number
RU2505909C2
RU2505909C2 RU2012104319/07A RU2012104319A RU2505909C2 RU 2505909 C2 RU2505909 C2 RU 2505909C2 RU 2012104319/07 A RU2012104319/07 A RU 2012104319/07A RU 2012104319 A RU2012104319 A RU 2012104319A RU 2505909 C2 RU2505909 C2 RU 2505909C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stator
phase
magnetic
poles
magnetic circuit
Prior art date
Application number
RU2012104319/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012104319A (en
Inventor
Владимир Петрович Середа
Наталья Владимировна Середа
Джамиля Кадировна Кадирова
Original Assignee
Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) filed Critical Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту)
Priority to RU2012104319/07A priority Critical patent/RU2505909C2/en
Publication of RU2012104319A publication Critical patent/RU2012104319A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2505909C2 publication Critical patent/RU2505909C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Windings For Motors And Generators (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: stator is a salient-pole stator but its salient poles do not have windings and a tooth area. The three-phase winding of the stator, which generates a system of phase magnetomotive forces (mmf), is lumped in form of coils and is placed on radial protrusions (poles) of a frontal core placed on one of the ends of the stator perpendicular to the axis of the asynchronous motor with a central opening for the shaft. The poles of the frontal core with windings are magnetically closed with the stator poles by steel rod bundles. The novelty in the design of the stator is that elements of its magnetic conductor along with the rotor core form a symmetrical multi-phase magnetic circuit connected by a Y connection with two node "points": in the frontal core of the stator and in the rotor. Under the action of the symmetrical system of mmf, a phase magnetic flux system which is symmetrical in space and time (on phase) arises in phases of such a symmetrical magnetic circuit. Summation thereof gives rise to a circular revolving magnetic field of the stator, and node "points" of the magnetic circuit have zero magnetic potential, owing to which the phase magnetic flux of the stator crosses the air gap only once in the forward direction: stator pole - air gap - rotor core, and have only the normal (radial) component of the magnetic induction vector. Return flux and tangential components of the induction vector are absent in the back of the rotor.
EFFECT: improved electrical and magnetic properties of the stator of an asynchronous motor, and improved energy characteristics as a result, simple technique of making the stator and reduced material consumption.
6 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники, в частности, к конструкции статора трехфазного асинхронного двигателя (АД) малой мощности с круговым магнитным полем.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular, to the design of the stator of a three-phase asynchronous motor (HELL) of low power with a circular magnetic field.

Статор АД является одной из основных его частей. В нем энергия трехфазного электрического тока переходит в энергию вращающегося магнитного поля, которое вращается относительно статора с синхронной скоростью n1 и, взаимодействуя с ротором (с его токами), заставляет его вращаться с асинхронной скоростью n2<n1, при этом энергия магнитного поля переходит в механическую энергию ротора и привода. [2]Stator HELL is one of its main parts. In it, the energy of a three-phase electric current passes into the energy of a rotating magnetic field, which rotates relative to the stator with a synchronous speed n 1 and, interacting with the rotor (with its currents), makes it rotate with an asynchronous speed n 2 <n 1 , while the magnetic field energy goes into the mechanical energy of the rotor and drive. [2]

Известна конструкция статора трехфазного АД малой мощности, выбранная в качестве прототипа, в которой статор, создающий вращающееся магнитное поле, имеет полый цилиндрический неявнополюсный сердечник(пакет), набранный из пластин электротехнической стали, на его внутренней поверхности имеются пазы для укладки трехфазной сетевой обмотки. Обмотка статора распределенная, каждая ее фаза состоит из нескольких катушек (секций), стороны которых равномерно распределены по пазам статора в зубцовой зоне. Магнитный поток каждой катушки, замыкаясь по сердечникам статора и ротора в поперечной плоскости АД, дважды преодолевает воздушный зазор между сердечниками статора и ротора и их зубцовые зоны. Ротор такого АД обычный, короткозамкнутый, имеет цилиндрический сердечник, набранный из пластин электротехнической стали и обмотку типа «беличья клетка» [1, 2].A known design of the stator of a three-phase low-power HELL, selected as a prototype, in which the stator creating a rotating magnetic field has a hollow cylindrical non-polar pole core (package) drawn from plates of electrical steel, on its inner surface there are grooves for laying a three-phase network winding. The stator winding is distributed, each phase consists of several coils (sections), the sides of which are evenly distributed along the stator grooves in the tooth zone. The magnetic flux of each coil, closing along the cores of the stator and rotor in the transverse plane of blood pressure, twice overcomes the air gap between the cores of the stator and rotor and their tooth zones. The rotor of such a HELL is ordinary, short-circuited, has a cylindrical core, recruited from electrical steel plates and a squirrel cage type winding [1, 2].

Известная конструкция статора прототипа имеет ряд существенных недостатков, в том числе сложность изготовления статора, в частности, сложность изготовления пакета статора и сложность укладки его распределенной обмотки в пазы; двукратное прохождение основным потоком статора через воздушный зазор и зубцовые зоны статора и ротора требует большой величины МДС обмотки статора, величины ее тока, и приводит к увеличению размеров обмотки, статора и всего АД; в спинке ротора вектор индукции имеет значительную тангенциальную составляющую, не участвующую в создании вращающего момента; зубчатость статора создает неравномерность воздушного зазора, придает кривой индукции вдоль зазора зубчатый характер и приводит к возникновению гармоник у основного поля, к возникновению пазового рассеяния и насыщению зубцов, что также увеличивает МДС, ток и размеры статора, ограничивает величину магнитной индукции в зазоре, ограничивает мощность, передаваемую полем статора в ротор и электромагнитный момент АД; у статора увеличенная материалоемкость: увеличенный расход электротехнической стали на магнитопровод и расход меди на лобовые части обмотки соизмерим с пазовой частью обмотки [3],в создании основного вращающегося поля участвует только активная часть обмотки, находящаяся в пазах, лобовые соединения создают только поля рассеяния, т.е. увеличивают индуктивность фаз статора и их активное сопротивление, требуют большого дополнительного расхода обмоточных проводов; обмотки статора расположены в непосредственной близости от зазора и ротора и создают значительные потоки рассеяния.The known design of the stator of the prototype has a number of significant drawbacks, including the complexity of manufacturing the stator, in particular, the complexity of manufacturing the stator package and the complexity of laying its distributed winding in the grooves; twofold passage of the main stator flow through the air gap and the tooth zones of the stator and rotor requires a large value of the MDS of the stator winding, the magnitude of its current, and leads to an increase in the size of the winding, stator and the entire AM in the back of the rotor, the induction vector has a significant tangential component that does not participate in the creation of torque; the stator serration creates unevenness of the air gap, makes the induction curve along the gap serrated and leads to harmonics in the main field, to the appearance of groove scattering and saturation of the teeth, which also increases the magnetoresistance, current and dimensions of the stator, limits the magnitude of the magnetic induction in the gap, limits the power transmitted by the stator field to the rotor and the electromagnetic moment of blood pressure; the stator has increased material consumption: increased consumption of electrical steel for the magnetic circuit and copper consumption for the frontal parts of the winding is comparable with the groove part of the winding [3], only the active part of the winding located in the grooves is involved in creating the main rotating field, the frontal connections create only scattering fields, t .e. increase the inductance of the stator phases and their active resistance, require a large additional consumption of winding wires; stator windings are located in close proximity to the gap and rotor and create significant scattering fluxes.

Целью изобретения является улучшение электрических и магнитных свойств статора трехфазного АД малой мощности и повышение за счет этого его энергетических показателей: коэффициента мощности cosφ и к.п.д. η, а также упрощение технологии изготовления статора и уменьшение его материалоемкости.The aim of the invention is to improve the electrical and magnetic properties of the stator of a three-phase AM low power and increase due to this its energy indicators: power factor cosφ and efficiency η, as well as the simplification of the manufacturing technology of the stator and the reduction of its material consumption.

Указанная цель достигается за счет особой конструкции магнитопровода статора и устройства его трехфазной обмотки. Структура магнитной цепи АД аналогична структуре симметричной трехфазной электрической цепи с соединением фаз источника и нагрузки звезда-звезда с двумя нулевыми точками без нейтрали.This goal is achieved due to the special design of the stator magnetic circuit and the device of its three-phase winding. The structure of the AD magnetic circuit is similar to the structure of a symmetric three-phase electric circuit with a connection of the phases of the source and the star-star load with two zero points without neutral.

Магнитопровод статора выполняется явнополюсным и имеет по три явновыраженных полюса на каждую пару полюсов вращающегося магнитного поля статора; он состоит из трех магнитно замкнутых частей - трех типов стальных сердечников:The stator magnetic circuit is clearly polar and has three distinct poles for each pair of poles of the rotating magnetic field of the stator; It consists of three magnetically closed parts - three types of steel cores:

1) одной из частей магнитопровода статора служат явновыраженные полюса, расположенные вдоль окружности статора симметрично под углом 360/m эл.град. и отделенные воздушным зазором от ротора; на этих полюсах статора отсутствуют обмотки, их внутренняя поверхность гладкая, нет пазов, отсутствует зубцовая зона и все связанные с ней негативные явления и процессы;1) one of the parts of the stator magnetic circuit is clearly defined poles located symmetrically along the stator circumference at an angle of 360 / m el. and separated by an air gap from the rotor; at these poles of the stator there are no windings, their inner surface is smooth, there are no grooves, there is no tooth zone and all the negative phenomena and processes associated with it;

2) в одной из торцовых частей статора АД находится другая часть его магнитопровода: неподвижный сердечник, расположенный перпендикулярно оси АД-торцовый сердечник, имеющий радиальные выступы (полюса) для размещения сетевых обмоток статора - полюса торцового сердечника, их число равно числу явновыраженных полюсов статора;2) in one of the end parts of the AD stator there is another part of its magnetic circuit: a fixed core located perpendicular to the axis of the AD-end core having radial protrusions (poles) to accommodate the stator network windings - the ends of the end core, their number is equal to the number of clearly visible stator poles;

3) третьей частью магнитопровода статора служат продольные стальные пакеты -стержни, направленные параллельно оси АД и замыкающие магнитно полюса торцового сердечника с их сетевыми обмотками и явновыраженные полюса статора.3) the third part of the stator magnetic circuit are longitudinal steel packets-rods directed parallel to the AD axis and magnetically closing the ends of the end core with their network windings and clearly pronounced stator poles.

Каждый стержень и замыкаемые им полюса торцового сердечника и статора образуют фазу магнитной цепи статора; совокупность всех перечисленных частей магнитопровода статора образует симметричную (в пространстве) трехфазную магнитную цепь статора, соединенную звездой с узловой «точкой» N в торцовом сердечнике. Полюса статора, торцовый сердечник и стержни - наборные, направление их набора соответствует направлению прохождения в них магнитного потока. Цилиндрический сердечник ротора можно рассматривать как симметричную (в пространстве) трехфазную магнитную цепь ротора, соединенную звездой в узловой «точке» N1, находящейся внутри сердечника ротора, фазы которой последовательно соединены с фазами магнитной цепи статора. Значит симметричные магнитопроводы статора и ротора образуют симметричную магнитную цепь АД, соединенную звездой с двумя узловыми “точками” N и N1, расположенными в торцовом сердечнике и в роторе.Each rod and the poles of the end core and stator that it closes form the phase of the stator magnetic circuit; the combination of all these parts of the stator magnetic circuit forms a symmetric (in space) three-phase stator magnetic circuit connected by a star with a nodal “point” N in the end core. The stator poles, the end core and the rods are stacked, the direction of their set corresponds to the direction of passage of the magnetic flux in them. The cylindrical core of the rotor can be considered as a symmetric (in space) three-phase magnetic circuit of the rotor, connected by a star at the nodal "point" N 1 located inside the core of the rotor, the phases of which are connected in series with the phases of the stator magnetic circuit. This means that the symmetrical magnetic circuits of the stator and rotor form a symmetric magnetic circuit of the AM, connected by a star with two nodal “points” N and N 1 located in the end core and in the rotor.

Трехфазная обмотка статора сосредоточенная, выполненная в виде одинаковых катушек, расположенных на радиальных выступах (полюсах) торцового сердечника, они не имеют лобовых соединений с их полями рассеяния, все их стороны активны, находясь в стороне от воздушного зазора, они не создают в нем потоков рассеяния. Фазы обмотки статора, питаемые трехфазным током, являются трехфазным источником МДС, образующих симметричную (во времени) систему. Под действием трехфазного источника МДС в фазах магнитопроводов статора и ротора возникает трехфазная система фазных магнитных потоков машины, симметричная во времени (сдвиг по фазе) и в пространстве (сдвиг между осями фазных потоков). При сложении потоков симметричной системы:The three-phase concentrated stator winding, made in the form of identical coils located on the radial protrusions (poles) of the end core, they do not have frontal connections with their scattering fields, all of their sides are active, being away from the air gap, they do not create scattering fluxes in it . The phases of the stator winding, fed by a three-phase current, are a three-phase source of MDS, forming a symmetric (in time) system. Under the action of a three-phase MDS source in the phases of the stator and rotor magnetic circuits, a three-phase system of phase magnetic fluxes of a machine arises, symmetrical in time (phase shift) and in space (shift between the axes of phase flows). When adding flows of a symmetric system:

1) образуется круговое вращающееся магнитное поле статора;1) a circular rotating magnetic field of the stator is formed;

2) узловые «точки» магнитной цепи N в торцовом сердечнике и N1 - в сердечнике ротора являются «точками» нулевого магнитного потенциала;2) the nodal "points" of the magnetic circuit N in the end core and N 1 in the rotor core are the "points" of zero magnetic potential;

3) магнитное напряжение между этими «точками» равно нулю;3) the magnetic voltage between these "points" is zero;

4) обратный магнитный поток из ротора в торцовый сердечник равен нулю;4) the reverse magnetic flux from the rotor to the end core is zero;

5) основной магнитный поток статора преодолевает воздушный зазор только один раз в направлении полюс статора - зазор - ротор и имеет только нормальную (радиальную) составляющую вектора индукции.5) the main magnetic flux of the stator overcomes the air gap only once in the direction of the stator pole — the gap — the rotor and has only the normal (radial) component of the induction vector.

Именно заявленная конструкция явнополюсного магнитопровода статора, состоящего из трех магнитно замыкаемых частей, образующих симметричную трехфазную магнитную цепь статора, с сосредоточенной обмоткой, обеспечивает создание статором симметричной системы фазных магнитных потоков, сдвинутых в пространтстве и во времени, образующих вращающееся магнитное поле, равномерно распределенное вдоль окружности зазора, с однократным прохождением основного магнитного потока АД из полюсов статора через воздушный зазор в сердечник ротора и имеющего только нормальную (радиальную) составляющую вектора индукции. Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить его соответствие критерию изобретения «новизна». При изучении других известных технических решений в области конструкции статора АД малой мощности признаки, отличающие заявляемую конструкцию статора от прототипа, не были выявлены, и потому они обеспечивают заявляемой конструкции соответствие критерию «существенное отличие».It is the claimed design of the stator explicit pole magnetic circuit, which consists of three magnetically lockable parts forming a symmetric three-phase stator magnetic circuit with a concentrated winding, which ensures the creation by the stator of a symmetric system of phase magnetic fluxes shifted in space and in time, forming a rotating magnetic field uniformly distributed along the circumference gap, with a single passage of the main magnetic flux of the blood pressure from the poles of the stator through the air gap in the core of the rotor and have it only normal (radial) component of the vector of induction. Comparison of the claimed technical solution with the prototype made it possible to establish its compliance with the criteria of the invention of "novelty." In the study of other well-known technical solutions in the field of design of the stator HELL low power signs that distinguish the claimed design of the stator from the prototype, were not identified, and therefore they provide the claimed design meets the criterion of "significant difference".

Заявляемая конструкция статора АД обеспечивает ему по сравнению с прототипом ряд преимуществ. При отсутствии полей рассеяния обмоток статора в зазоре и на любых соединениях, а также пазовых полей рассеяния, исчезают обусловленные ими индуктивные составляющие сопротивлений; отсутствие лобовых соединений обмотки статора уменьшает ее активное сопротивление, уменьшаются тепловые потери обмотки, т.е. увеличивается cosφ и к.п.д. Основной магнитный поток, преодолевающий воздушный зазор только один раз, имеет в зазоре и роторе только нормальную (радиальную) составляющую вектора магнитной индукции, обеспечивающую создание вращающего момента АД; отсутствие зубцовой зоны статора и насыщения зубцов позволяет существенно увеличить магнитную индукцию в зазоре АД и его вращающий момент и значительно повысить его энергетические показатели. Пластины сердечника магнитопровода статора имеют простую форму, что позволяет усовершенствовать существующую технологию их штамповки практически без переоснащения новым прессовым оборудованием. Сосредоточенная обмотка статора в виде одинаковых по размеру и форме катушек без лобовых соединений может быть изготовлена на общем шаблоне и имеет значительно меньший расход меди. Перечисленные свойства магнитопровода и обмоток статора позволяют существенно упростить технологию сборки статора и обеспечивают ему уменьшение материалоемкости.The inventive design of the stator HELL provides him with a comparison with the prototype a number of advantages. In the absence of scattering fields of the stator windings in the gap and at any connections, as well as groove scattering fields, the inductive components of the resistance caused by them disappear; the absence of frontal connections of the stator winding reduces its active resistance, thermal losses of the winding are reduced, i.e. cosφ and efficiency increase The main magnetic flux, which overcomes the air gap only once, has only the normal (radial) component of the magnetic induction vector in the gap and rotor, which ensures the creation of the AM torque; the absence of the stator tooth zone and the saturation of the teeth can significantly increase the magnetic induction in the gap HELL and its torque and significantly increase its energy performance. The core plates of the stator magnetic circuit have a simple shape, which allows to improve the existing technology of stamping with virtually no re-equipment with new press equipment. A concentrated stator winding in the form of coils of the same size and shape without frontal connections can be made on a common template and has a significantly lower copper consumption. The listed properties of the magnetic circuit and stator windings can significantly simplify the stator assembly technology and provide it with a reduction in material consumption.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 представлено продольное сечение заявляемой конструкции явнополюсного статора с одной парой вращающихся полюсов (р=1), имеющего три явновыраженных полюса статора, на фиг.2 - поперечное сечение АД в зоне полюсов статора; на фиг.3 - поперечное сечение АД в торцовом сердечнике; на фиг.4 показан электрический аналог симметричной магнитной цепи, соединенной звездой без нулевого магнитопровода с двумя нулевыми «точками» N и N1, где Fc - фазные м.д.с. статора, Ф123 - фазные потоки статора, Zмс, Zмо, Zмр - магнитные сопротивления, соответственно фазы магнитопровода статора, воздушного зазора и ротора; на фиг.5 - показана «пространственная» диаграмма симметричной системы фазных потоков статора; на фиг.6 показана «временная» диаграмма симметричной системы фазных потоков статора прямой последовательности.The invention is illustrated by drawings. In Fig.1 shows a longitudinal section of the claimed design explicit pole stator with one pair of rotating poles (p = 1) having three distinct stator poles, figure 2 is a cross section of the blood pressure in the zone of the stator poles; figure 3 is a cross section of blood pressure in the end core; figure 4 shows an electrical analogue of a symmetric magnetic circuit connected by a star without a zero magnetic circuit with two zero "points" N and N 1 , where F c - phase ppm stator, Ф 1 , Ф 2 , Ф 3 - phase flows of the stator, Z ms , Z mo , Z Mr - magnetic resistances, respectively, phases of the stator magnetic circuit, air gap and rotor; figure 5 - shows a "spatial" diagram of a symmetric system of phase flows of the stator; figure 6 shows a "temporary" diagram of a symmetric system of phase flows of a stator direct sequence.

В качестве примера рассматриваются конструкция явнополюсного статора с одной парой вращающихся полюсов (р=1). Явнополюсный статор (фиг.1, 2, 3) имеет три явновыраженных полюса 1 (без обмоток), отделенных от ротора 2 воздушным зазором 3, торцовый сердечник 4 с тремя выступами(полюсами), на которых размещены три катушки сосредоточенной обмотки статора 5. Полюса статора и торцового сердечника, расположенные вдоль окружности статора симметрично под углом 120 эл.град., замыкаются магнитно продольными стальными пакетами - продольными стержнями 6. В магнитном поле полюсов статора 1 находится обычный короткозамкнутый ротор 2, симметричный относительно оси. Каждый стержень 6 вместе с замыкаемыми им магнитно полюсами статора 1 и торцового сердечника 4 образуют фазу магнитной цепи статора. Все три фазы магнитной цепи, замыкаясь магнитно между собой в торцовом сердечнике 4, образуют симметричную (в пространстве) трехфазную цепь статора, соединенную звездой с узловой «точкой» N в торцовом сердечнике 4. Симметричная магнитная цепь статора вместе с симметричным сердечником ротора 2 образуют симметричную магнитную цепь АД, соединенную звездой с двумя узловыми «точками»: N- в торцовом сердечнике 4 и N1 - внутри сердечника ротора 2.As an example, the design of an explicitly polar stator with one pair of rotating poles (p = 1) is considered. The explicit pole stator (Figs. 1, 2, 3) has three distinct poles 1 (without windings) separated from the rotor 2 by an air gap 3, an end core 4 with three protrusions (poles), on which three coils of the concentrated stator winding are placed 5. Poles stator and end core, located along the stator circumference symmetrically at an angle of 120 electric degrees, are closed by magnetically longitudinal steel packets - longitudinal rods 6. In the magnetic field of the poles of stator 1 there is an ordinary squirrel-cage rotor 2, symmetrical about the axis. Each rod 6 together with the magnetic poles of the stator 1 and the end core 4 closed by it form the phase of the stator magnetic circuit. All three phases of the magnetic circuit, closing magnetically between themselves in the end core 4, form a symmetric (in space) three-phase stator circuit connected by a star with a nodal “point” N in the end core 4. The symmetric magnetic stator circuit together with the symmetrical rotor core 2 form a symmetric magnetic circuit HELL, connected by a star with two nodal "points": N- in the end core 4 and N 1 - inside the core of the rotor 2.

АД работает следующим образом. Три фазные обмотки статора 5, питаемые трехфазным током, образуют трехфазный источник МДС статора (фиг.4). Его фазные МДС Fc, сдвинутые по фазе на 120°, образуют симметричную (во времени) систему. Под действием трехфазного источника МДС в фазах магнитопровода АД возникают потоки Ф123, образующие в пространстве трехфазную систему магнитных потоков, симметричную в пространстве (сдвиг между осями потоков 120 эл.град., фиг.5) и во времени (сдвинуты по фазе на 120°, фиг.6). При сложении таких фазных потоков образуется круговое вращающееся поле статора, создающее вращающий электромагнитный момент АД. Узловые «точки» магнитной цепи N и N1 являются точками нулевого магнитного потенциала, между которыми магнитное напряжение равно нулю и обратный магнитный поток, возвращающийся из сердечника ротора 2 (узловой «точки» N1) в торцовый сердечник статора 4 (узловую «точку» Ы)равен нулю. Так что фазные потоки идут только в направлении от торцового сердечника 4 (узловая «точка» N)пo продольному стержню 6 к полюсу статора 1, из него через воздушный зазор 3 в сердечник ротора 5 (узловая точка N), при этом основной магнитный поток преодолевает воздушный зазор только один раз и имеет в воздушном зазоре и в сердечнике ротра только нормальную(радиальную) составляющую вектора индукции. Направление магнитных потоков в участках магнитной цепи АД показано на фиг1, 2, 3HELL works as follows. Three phase windings of the stator 5, powered by a three-phase current, form a three-phase source of MDS stator (figure 4). Its phase MDS F c , phase shifted by 120 °, form a symmetric (in time) system. Under the action of a three-phase source of MDS in the phases of the magnetic circuit HELL, flows Ф 1 , 2 2 , 3 3 arise, forming in space a three-phase system of magnetic fluxes that is symmetrical in space (the shift between the axes of the flows is 120 degrees, Fig. 5) and in time ( phase shifted by 120 °, Fig.6). When these phase flows are combined, a circular stator rotating field is formed, which creates a rotating electromagnetic torque of the blood pressure. Nodal “points” of the magnetic circuit N and N 1 are points of zero magnetic potential between which the magnetic voltage is zero and the reverse magnetic flux returning from the core of rotor 2 (nodal “point” N1) to the end core of stator 4 (nodal “point” S ) is zero. So that the phase flows go only in the direction from the end core 4 (nodal "point" N) along the longitudinal rod 6 to the pole of the stator 1, from it through the air gap 3 to the core of the rotor 5 (nodal point N), while the main magnetic flux overcomes the air gap only once and has only the normal (radial) component of the induction vector in the air gap and in the core of the rotor. The direction of magnetic flux in sections of the magnetic circuit HELL shown in Fig.1, 2, 3

Использование заявляемой конструкции статора обеспечивает по сравнению с существующими конструкциями следующие преимущества:The use of the inventive design of the stator provides, in comparison with existing designs, the following advantages:

1) уменьшение полей рассеяния и тепловых потерь приводит к улучшению коэффициента мощности и к.п.д. АД;1) a decrease in the scattering fields and heat loss leads to an improvement in power factor and efficiency HELL;

2) отсутствие у полюсов статора зубцов и их насыщения делает воздушный зазор равномерным, а поле в зазоре - однородным, и позволяет увеличить магнитную индукцию в зазоре АД и его электромагнитный вращающийся элемент;2) the absence of teeth at the poles of the stator and their saturation makes the air gap uniform, and the field in the gap uniform, and allows you to increase the magnetic induction in the gap HELL and its electromagnetic rotating element;

3) простота формы пластин магнитопровода статора и его сосредоточенной обмотким без лобовых соединений позволяет упростить технологию их изготовления и технологию сборки при значительном уменьшении материалоемкости.3) the simplicity of the shape of the plates of the stator magnetic circuit and its concentrated winding without frontal connections allows us to simplify their manufacturing technology and assembly technology with a significant reduction in material consumption.

Литература:Literature:

1. Постников И.М. Проектирование электрических машин. Киев: Гос. Издательство технической литературы УССР, 1960. - С.910.1. Postnikov I.M. Design of electrical machines. Kiev: State. The publishing house of technical literature of the Ukrainian SSR, 1960. - S.910.

2. Петров Г.Н. Электрические машины. Ч.П.М. - Л.: ГЭИ, 1963. - С.416.2. Petrov G.N. Electric cars. Ch.P.M. - L .: SEI, 1963. - P. 416.

3. Яковлев А.И. Электрические машины с уменьшенной материалоемкостью. - М.: Энергоатомтздат., 1989. - С.240.3. Yakovlev A.I. Electric machines with reduced material consumption. - M .: Energoatomtzdat., 1989. - P.240.

Claims (1)

Конструкция статора трехфазного асинхронного двигателя (АД) малой мощности, имеющего магнитопровод и трехфазную сетевую обмотку, предназначенные для создания вращающегося магнитного поля статора, отличающаяся тем, что магнитопровод статора выполняют явнополюсным и состоящим из трех магнитно-замыкаемых частей, то есть в его состав входят три типа стальных сердечников: явновыраженные полюса статора, не имеющие обмоток и зубцовой зоны; у одного из торцов статора находится торцовый сердечник, имеющий радиальные выступы (полюса) - полюса торцового сердечника, на которых размещаются катушки трехфазной сетевой сосредоточенной обмотки статора; аксиальные стальные пакеты - продольные стержни, замыкающие магнитно полюса торцового сердечника с сетевой обмоткой с полюсами статора; перечисленные части магнитопровода статора вместе с сердечником ротора образуют симметричную трехфазную магнитную цепь АД, соединенную звездой с двумя узловыми «точками» в торцовом сердечнике и в сердечнике ротора; трехфазная обмотка статора создает симметричную систему фазных м.д.с, под действием которой в симметричной магнитной цепи АД создается симметричная система фазных магнитных потоков, смещенных в пространстве и во времени, при сложении которых образуется круговое вращающееся поле статора, а узловые «точки» магнитной цепи АД являются «точками» нулевого магнитного потенциала, что обеспечивает только однократное прохождение магнитных потоков статора в прямом направлении из его полюсов через воздушный зазор в сердечник ротора при наличии у вектора индукции только нормальной (радиальной) составляющей. The design of the stator of a three-phase asynchronous motor (HELL) of low power, having a magnetic circuit and a three-phase network winding, designed to create a rotating magnetic field of the stator, characterized in that the stator magnetic circuit is made explicitly and consists of three magnetically closable parts, that is, it consists of three type of steel cores: pronounced stator poles without windings and tooth zones; at one of the ends of the stator there is an end core having radial protrusions (poles) - ends of the end core, on which coils of a three-phase network concentrated stator winding are placed; axial steel bags - longitudinal rods that magnetically close the ends of the end core with the network winding with the poles of the stator; the listed parts of the stator magnetic circuit together with the rotor core form a symmetric three-phase magnetic circuit HELL, connected by a star with two nodal "points" in the end core and in the rotor core; the three-phase stator winding creates a symmetric system of phase ppm, under the action of which a symmetric system of phase magnetic fluxes displaced in space and time is created in the symmetric magnetic circuit of the magnetic field, with the addition of which a circular stator rotating field is formed, and the nodal “points” of the magnetic AD circuits are “points” of zero magnetic potential, which ensures only a single passage of stator magnetic fluxes in the forward direction from its poles through the air gap into the rotor core in the presence of the induction vector has only the normal (radial) component.
RU2012104319/07A 2012-02-07 2012-02-07 Stator design for low-power three-phase asynchronous motor RU2505909C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012104319/07A RU2505909C2 (en) 2012-02-07 2012-02-07 Stator design for low-power three-phase asynchronous motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012104319/07A RU2505909C2 (en) 2012-02-07 2012-02-07 Stator design for low-power three-phase asynchronous motor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012104319A RU2012104319A (en) 2013-08-20
RU2505909C2 true RU2505909C2 (en) 2014-01-27

Family

ID=49162412

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012104319/07A RU2505909C2 (en) 2012-02-07 2012-02-07 Stator design for low-power three-phase asynchronous motor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2505909C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4181868A (en) * 1976-04-08 1980-01-01 Institutul de Cercetari Pentru Industria Electrotehnica - ICPE Alternating current motor
RU2085003C1 (en) * 1993-06-08 1997-07-20 Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова Stator of two-phase a c motor
RU2103785C1 (en) * 1996-03-20 1998-01-27 Валерий Павлович Матвеичев Electric motor
RU2283527C2 (en) * 2003-08-25 2006-09-10 Андрей Алексеевич Сеньков Low-speed induction motor
US7928621B2 (en) * 2006-01-23 2011-04-19 Lg Electronics Inc. Speed-variable single phase induction motor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4181868A (en) * 1976-04-08 1980-01-01 Institutul de Cercetari Pentru Industria Electrotehnica - ICPE Alternating current motor
RU2085003C1 (en) * 1993-06-08 1997-07-20 Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова Stator of two-phase a c motor
RU2103785C1 (en) * 1996-03-20 1998-01-27 Валерий Павлович Матвеичев Electric motor
RU2283527C2 (en) * 2003-08-25 2006-09-10 Андрей Алексеевич Сеньков Low-speed induction motor
US7928621B2 (en) * 2006-01-23 2011-04-19 Lg Electronics Inc. Speed-variable single phase induction motor

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ПЕТРОВ Г.Н. Электрические машины, ч.II. - М.-Л.: ГЭИ, 1963, с.416. *
ПЕТРОВ Г.Н. Электрические машины, ч.II. - М.-Л.: ГЭИ, 1963, с.416. ПОСТНИКОВ И.М. Проектирование электрических машин. - Киев: Государственное издательство технической литературы УССР, 1960, с.910. *
ПОСТНИКОВ И.М. Проектирование электрических машин. - Киев: Государственное издательство технической литературы УССР, 1960, с.910. *
ЯКОВЛЕВ А.И. Электрические машины с уменьшенной материалоемкостью. - М.: Энергоатомиздат, 1989, с.240. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012104319A (en) 2013-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1937356B (en) Stator permanent magnet doubly salient pole fault-tolerant motor
Kurt et al. Theoretical and experimental analyses of a single phase permanent magnet generator (PMG) with multiple cores having axial and radial directed fluxes
US20150236575A1 (en) Magnetic shield for hybrid motors
CN103683771A (en) Like pole type inductor motor hiding salient pole
CN102820757A (en) Half-gear winding switch reluctance motor
Pan et al. Design and analysis of a novel transverse-flux tubular linear machine with gear-shaped teeth structure
CZ301338B6 (en) Circular transformation generator
Grilo et al. AC motors for application in a commercial electric vehicle: Designing aspects
PL434592A1 (en) Contra-rotating synchronous electromechanical converter
RU2505909C2 (en) Stator design for low-power three-phase asynchronous motor
Kakosimos et al. Aerospace actuator design: A comparative analysis of permanent magnet and induction motor configurations
Liu et al. Design of a permanent magnet motor with wide temperature range
RU2412519C1 (en) Reluctance machine
Wang et al. Effects of rotor skew on the performance of brushless doubly-fed induction machine
CN103138404A (en) Irreversible alternating current power generation device
RU2507667C2 (en) Magnetic generator
EA009822B1 (en) Gate electric motor
RU175895U1 (en) ELECTRIC MACHINE ANCHOR RING
RU175549U1 (en) High speed electromechanical energy converter
Noroozi et al. Passive-rotor disk-shaped transverse-flux permanent-magnet generator for small wind turbine application
Dirba et al. Optimization of the magnetic circuit of an axial inductor machine based on the calculation and analysis of magnetic field
RU2412518C1 (en) Low-speed asynchronous electric motor
WO2014118603A2 (en) Method and motor-generator for generating electrical energy
ES2958754T3 (en) Electric motor and winding method
RU2503117C2 (en) Rotary frequency changer (versions)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150208