PL440875A1 - Układ regulacji wzbudzenia do maszyny elektrycznej prądu przemiennego z magnesami trwałymi i biegunami żelaznymi - Google Patents

Układ regulacji wzbudzenia do maszyny elektrycznej prądu przemiennego z magnesami trwałymi i biegunami żelaznymi Download PDF

Info

Publication number
PL440875A1
PL440875A1 PL440875A PL44087522A PL440875A1 PL 440875 A1 PL440875 A1 PL 440875A1 PL 440875 A PL440875 A PL 440875A PL 44087522 A PL44087522 A PL 44087522A PL 440875 A1 PL440875 A1 PL 440875A1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
ferromagnetic
excitation
yoke
machine
magnetic
Prior art date
Application number
PL440875A
Other languages
English (en)
Other versions
PL246546B1 (pl
Inventor
Piotr Paplicki
Paweł Prajzendanc
Original Assignee
Univ West Pomeranian Szczecin Tech
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 Univ West Pomeranian Szczecin Tech filed Critical Univ West Pomeranian Szczecin Tech
Priority to PL440875A priority Critical patent/PL246546B1/pl
Publication of PL440875A1 publication Critical patent/PL440875A1/pl
Publication of PL246546B1 publication Critical patent/PL246546B1/pl

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/02Details
    • H02K21/04Windings on magnets for additional excitation ; Windings and magnets for additional excitation
    • H02K21/046Windings on magnets for additional excitation ; Windings and magnets for additional excitation with rotating permanent magnets and stationary field winding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

Układ regulacji wzbudzenia do maszyny elektrycznej prądu przemiennego z magnesami trwałymi i biegunami żelaznymi, przy czym magnesy trwałe i bieguny żelazne umieszczona są w wirniku, charakteryzuje się tym, że ma wał (1) i ferromagnetyczne główne jarzmo oraz ruchomy wkład hybrydowy, który ma co najmniej jeden rdzeń (2), na którym znajduje się co najmniej jedna cewka wzbudzająca (3) i ma co najmniej jeden magnes trwały (4), co najmniej jedno jarzmo (5) i cięgno (6). Wał (1) ma osiowy otwór, w którym umieszczony jest ruchomy wkład elektromagnetyczny. Ferromagnetyczne główne jarzmo umieszone jest na wale (1) i składa się z co najmniej dwóch ferromagnetycznych jarzm dzielnikowych (7) z co najmniej jedną barierą magnetyczną międzyjarzmową (8) lub ferromagnetycznego jarzma łącznego z co najmniej jedną barierą magnetyczną.

Description

Uklad regulacji wzbudzenia do maszyny elektrycznej pradu przemiennego z magnesami trwalymi i biegunami zelaznymi Przedmiotem wynalazku jest uklad regulacji wzbudzenia do maszyny elektrycznej pradu przemiennego z magnesami trwalymi i biegunami zelaznymi. Uklad ma zastosowanie w elektrycznych maszynach tarczowych i cylindrycznych wzbudzanych magnesami trwalymi pracujacych w szerokim zakresie regulacji pn;dkosci obrotowej. Zastosowanie wysokoenergetycznych magnesów trwalych w trójfazowej maszynie elektrycznej pradu przemiennego pozwolilo na budow9 silników synchronicznych z magnesami trwalymi o wi9kszcj mocy. przy jednoczesnym wzroscie wspólczynnika mocy oraz sprawnosci z zachowaniem tych samych wymiarów podobnej masy maszyny. Daje to oczywiste korzysci uzytkowe. ekonomiczne ekologiczne. co s11rawia, ze maszyny tego typu sa chetnie wykorzystywane m.in. w nap9dach pojazdów samochodow)'ch, lub jako pradnice/generatory w elektrowniach wiatrowych i wodnych. 'Warunkiem upowszechnienia maszyny z magnesami trwalymi byla jednak koniecznosc zastosowania skutecznego sposobu na jej sterowanie oraz przy wymaganrn szerokiego zakresu regulacji pr9dkosci obrotowej - mozliwosc jej skutecznego odmagnesowania przy wysokich predkosciach obrotowych. Chociaz oslabienie pola magnetycznego w maszyme tego typu powoduje powiekszenie mozliwego do uzyskania zakresu regulacji predkosci obrotowej przy ogramczonym napieciu zasilania, wymaga jednak zastosowania odmagnesowujacej skladowej w wektorze pradu stojana. a to wplywa na obnizenie sprawnosci maszyny pracuJaCCJ w zakresie wysokich pr9dkosci obrotowych. Problem braku bezposredniej regulacji strumienia wzbudzenia maszyny wyst9pujc równiez w pradnicach/generatorach z magnesami trwalymi, i jest on szczególnie zauwazalny podczas pracy pradnicy w zmiennych warunkach obciazenia i przy zmianie predkosci obrotowej wirnika, wymuszonej np. zmiana warunków wietrznych w otoczeniu turbiny elektrowni wiatrowej, wywolujac tym zjawisko duzej zmiennosci napiecia wyjsciowego. Czesto, bez dodatkowych kosztownych ukladów stabilizacji, nie da sie zastosowac takich pradnic/generatorów bezposrednio w wielu aplikacjach, np. w agregatach pradotwórczych, czy w hydroelektrowniach. W literaturze znane sa inne, alternatywne metody oslabiania strumienia maszyny z magnesami trwalymi, do których naleza, m.in. metody wzbudzania maszyny w ukladach hybrydowych, które PL 440875 A1 2/17umozliwiaja regulacj9 strumienia maszyny poprzez sterowanie wektora pradu w dodatkowym uzwojeniu wzbudzenia. Vv' publikacji M. Aydin i in. Design. Analysis and Control of a Hybrid Field-Controlled Axial-Flux Permanent Magnet Motor. IEEE Transactions on Industrial Electronies 201 Or. vol. 57. no. (str. 78-87). za11roponowano elektryczna maszyne tarczowa z magnesami trwalymi z magnetoelektrycznym hybrydowym wzbudzeniem. Wedlug podanego rozwiazania uzwojenie wzbudzajace dodatkowe umieszczone jest miydzy dwoma rdzeniami stojana i odpowiednio zasilane umozliwia zmiany strumienia wzbudzenia maszyny. V..' artykule F. G. Capponi, i in., Axial-Flux llybrid-Excitation Synchronous Machine: Analysis, Design, and Experimental Evaluation, IEEE Transactions On lndustry Applications. vol. 50, no. 5, pp. 3173-3184, 2014 r.. pokazano rozwiazanie z dodatkowym uzwojeniem wzbudzenia umieszczanym na jednym z wirników maszyny tarczowej. W publikacji E.Spooncr. Khatab S.A.W., Nieolaou N.G., Hybrid cxeitation of AC and DC machincs. 4 th International Confcrcncc on Elcctrical Machincs and Drivcs (EM0-89). pp. 48-52 1989 r., pokazano rozwiazania konstrukcyjne maszyny tarczowej z magnesami trwalymi, gdzie regulacja strumienia w maszynie odbywa w wyniku oddzialywania pola magnetycznego dodatkowej cewki umieszczonej w stojanie. Z opisu patentowego US 5682073 znany jest hybrydowy uklad wzbudzenia silnika synchronicznego z wirnikiem z magnesami trwalymi i wydatnymi biegunami zelaznymi, który, w postaci cewki umieszczonej w stojanie silnika, posiada dodatkowe zródlo wzbudzenia pola magnetycznego. Magnesy trwale wytwarzaja staly, magnetyczny strumien wzbudzenia, który przenika szczeliny robocza i jarzmo stojana maszyny. Bieguny zelazne stanowia integralna czysc jarzma wirnika, nic posiadaja zródel pola magnetycznego i sa naprzemiennie ulozone z magnesami trwalymi. Bieguny zelazne ulozone sa na powierzchni wirnika w ten sposób. ze czesc strumienia magnetycznego, wytwarzanego przez magnes trwaly, przechodzac do stojana przez szczeline powietrzna, zawraca do bieguna zelaznego, a pradem dodatkowej cewki regulujacej wzbudzenie mozna regulowac strumien wzbudzenia maszyny. W ten sposób, zmieniajac wartosc pradu dodatkowej cewki regulujacej wzbudzenie, mozliwa jest zmiana wartosci sily elektromotorycznej wytwarzanej w uzwojeniach twornika maszyny przy stalej predkosci obrotowej wirnika, a to w konsekwencji zmienia PL 440875 A1 3/17mozliwy do uzyskania zakres regulacji pn,:dkosci obrotowej wirnika przy stalym napieci u zasilania maszyny. Z opisu patentowego PL 226574 znane jest zastosowanie barier magnetycznych w wirniku maszyny cylindrycznej wzbudzanej hybrydowo z wirnikiem z magnesami trwalymi i biegunami zelaznymL w której dodatkowa cewka wzbudzajaca umieszczona zostala vY stojanie maszyny. Maszyna wedlug wynalazku, zawierala obudow9 zamknic;ta piastami lozyskowymi, dwa rdzenie stojana pomi9dzy którymi znajduje sic; cewka regulujaca strumie11 wzbudzenia oraz wirnik skladajacy si9 z walu, tulei i dwóch rdzeni wirnika z magnesami trwalymi. które na przemian z biegunami zelaznymi utworzyly bieguny maszyny. Bieguny z magnesami pierwszego rdzenia wirnika ulozono w jednej linii naprzeciwko biegunów z magnesami drugiego rdzenia wirnika. Analogicznie. bieguny zelazne pierwszego rdzenia wirnika polozone zostaly naprzeciwko biegunów zelaznych drugiego rdzenia wirnika. Problem techniczny regulacji wzbudzenia maszyn elektrycznych z magncsanu trwalymi i biegunami zelaznymi w wirniku polega na koniecznosci zastosowania dedykowanego ukladu energoelektronicznego do zasilania i stabilizacji pradu dodatkowej cewki regulujacej strumien magnetyczny. która znajduje sie w maszynie. Obciazanie pradowe dodatkowej cewki regulujacej powoduje wydzielanie dodatkowej straty mocy w maszynie oraz dodatkowej straty mocy w ukladzie zasilania. a to wplywa na pogorszcme sprawnosci calego ukladu nap9dowego, oraz warunków chlodzenia sameJ maszyny. Uklad regulacji wzbudzenia do maszyny elektrycznej pradu przemiennego z magnesami trwalymi i biegunami zelaznymi wedlug wynalazku. przy czym magnesy trwale i bieguny zelazne umieszczona sa w wirniku. charakteryzuje sie tym. ze ma wal i ferromagnetyczne glówne jarzmo oraz ruchomy wklad hybrydo~y. który ma co najmniej jeden rdzen, na którym znajduje sie co najmniej jedna cewka wzbudzajaca i ma co najmniej jeden magnes trwaly, co najmniej jedno jarzmo i ciegno. Wal ma os10wy otwór, w którym umieszczony jest ruchomy wklad hybrydowy, a ferromagnetyczne glówne jarzmo umieszone jest na wale. Ruchomy wklad hybrydowy moze zmieniac polozenie w otworze w wale, w obu kierunkach wzdluz osi walu, pod wplywem sily osiowej lub/i momentu obrotowego, które wytwarza naped pozycjonera wkladu. Wal moze byc wykonany z materialu niemagnetycznego lub magnetycznego. PL 440875 A1 4/17W przypadku walu wykonanego z materialu magnetycznego uklad b9dzic dzialal mniej efektywnie niz w przypadku wykonania z materialu niemagnetycznego. Ferromagnetyczne glówne jarzmo sklada sie z co najmniej dwóch ferromagnetycznych jarzm dzielnikowych z co najmniej jedna hariera magnetyczna miedzyjarzmowa luh ferromagnetycznego jarzma lacznego z co najmniej jedna bariera magnetyczna. Ferromagnetyczne glówne jarzmo przyjmuje forn1y tulei, której elementy skladowe moga byc v,ykonanc z litej stali lub z pakietowanej. albo zwini9tcj w toroid blachy elektrotechnicznej. Wal ma otwór nieprzelotowy lub przelotowy. Otwór nieprzelotowy walu zapev,rna lepsza stahilnosc niz w przypadku otworu przelotowego. Bariere magnetyczna ferromagnetycznego jarzma lacznego stanowi promieniowy rowek znajdujacy sie na powierzchni ferromagnetycznego jarzma lacznego lub pierscien z materialu nieferromagnetycznego lub dodatkowe zródlo wzbudzenia stalego pola magnetycznego w postaci magnesu trwalego lub cewki. Magnes trwaly jest o kierunku magnesowania zgodnym z osia walu. Polozenie i wymiary dodatkowego zródla wzbudzenia stalego pola magnetycznego na ferromagnetycznym jarzmie lacznym odpowiadaja pozycji i wymiarom bariery magnetycznej. Bariera magnetyczna w postaci promieniowego rowku moze hyc wykonana dowolna technika/technologia. np. w wyniku mechanicznej obróhki toczenia. wyhran materialowych powierzchniowych zcwn9trznych lub/i wcwrn;trznych, otworów. przcw<;zcn wykonanych wewnatrz lub;i na obu powierzchniach ferromagnetycznego jarzma lacznego. Baricr9 magnetyczna mi9dzyjarzmowa ferromagnetycznego Jarzma dziclnikowcgo stanowi szczelina powietrzna. Bariere magnetyczna miedzyjarzmowa ferromagnetycznego jarzma dzielnikowego stanowi pierscien z materialu nieferromagnetycznego luh dodatkowe zródlo wzbudzenia stalego pola magnetycznego w postaci magnesu trwalego lub cewki, przy czym magnes trwaly jest o kierunku magnesowania zgodnym z osia walu. Polozenie i wymiary dodatkowego zródla wzbudzenia stalego pola magnetycznego na ferromagnetycznym jarzmie dzielnikowym odpowiadaja pozycji i wymiarom bariery magnetycznej miedzyj arzmowej. Ruchomy wklad hybrydowy jest obrotowy 1 Jego srednica zewnetrzna jest równa srednicy otworu w wale. PL 440875 A1 /17Ruchomy wklad hybrydowy jest nieobrotowy i jego srednica zcwm,:trzna jest mniejsza od srednicy otworu w wale. Korzystnie uklad regulujacy wzbudzenie ma nieferromagnetyczny wzmacrna1acy korpus osadzony na ferromagnetycznym jarzmie glównym,. Nieferromagnetyczny wzmacniajacy korpus poprawia sztywnosc konstrukcji ukladu. Zaleta rozwiazania jest modulowosc ukladu regulacji wzbudzenia do maszyn elektrycznych z magnesami trwalymi i biegunami zelaznymi w wirniku, która umozliwia latwa intcgracj9 ukladu z maszyna, i której wzbudzenie moze byc regulowane mechanicznie i elektrycznie. Dzieki rozwiazaniu nie jest konieczne uzycie dodatkowych uzwojen wzbudzenia w maszynie. a to upraszcza budowe samej maszyny. Mechanicznie kontrolowane polozenie ruchomego wkladu magnetycznego, w sposób bezposredni wplywa na stan magnetyczny maszyny. zatem zmiana 11olozenia wkladu w ukladzie regulacji wzbudzenia oraz zmiana obciazenia cewki wzbudzajacej powoduje; zmicni9 strumienia v,zbudzcnia maszyny. Rozwiazanie moze poprawic wydajnosc, efektywnosc. stabilnosc oraz zakres pracy maszyny elektrycznej z magnesami trwalymi i biegunami zelaznymi w wirniku np. pradnicy pracujacej w warunkach zmiennego obciazeniu. i/lub przy zmiennej predkosci obrotowej wirnika. czyli w warunkach powstalych np. w wyniku zmian warunków wietrznych w otoczeniu turbiny elektrowni wiatrowej, ograniczajac tym np. zjawisko zmiennosci napiecia wyjsciowego pradnicy. Rozwiazanie wedlug wynalazku przedstawione jest w przykladach wykonania i na rysunku, gdzie Fig. 1 przedstawia uklad regulacji wzbudzenia z wkladem hybryduwym i dwoma ferromagnetycznymi jarzmami dziclnikowymi z jedna bariera magnetyczna mi9dzyjarzmowa w przekroju wzdluznym, gdzie bariera magnetyczna mi9dzyjarzmowa jest w postaci pierscienia z materialu niemagnetycznego, Fig. 2 przedstawia uklad regulacji \vzbudzenia z wkladem hybrydowym i jednym ferromagnetycznym jarzmem lacznym z jedna bariera magnetyczna w przekroju wzdluznym, gdzie bariera magnetyczna jest w postaci pierscienia z materialu niemagnetycznego, Fig. 3 przedstawia wklad hybrydowy z jednym rdzeniem wkladu, jedna cewka wzbudzajaca, jednym magnesem trwalym i jednym jarzmem w przekroju, Fig. 4 przedstawia maszyne cylindryczna z wirnikiem dwurdzeniowym z magnesami trwalymi 1 biegunami zelaznymi w przekroju wzdluznym z ukladem regulacji wzbudzenia, z ruchomym wkladem hybrydowym, gdzie wklad hybrydowy zawiera jeden rdzen, jedna cewke PL 440875 A1 6/17wzbudzajaca, jeden magnes trwaly jedno Jarzmo 1 cwgno, z dwoma ferromagnetycznymi jarzmami dzielnikowymi z jedna bariera magnetyczna postaci pierscienia z materialu niemagnetycznego oraz z korpusem wzmacniajacym. Fig. 5 przedstawia maszyne tarczovva z dwoma tarczami wirnika z magnesami trwalymi tworzacymi bieguny z magnesami i z biegunami zelaznymi w przekroju wzdluznym z ukladem regulacji wzbudzenia z ruchomym wkladem hybrydowym i korpusem wzmacniajacym. z jednym ferromagnetycznym jarzmem lacznym z jedna bariera magnetyczna, gdzie bariera magnetyczna jest \V postaci pierscienia z materialu niemagnetycznego z korpusem wzmacniajacym, i gdzie wklad hybrydowy zawiera jeden rdzen. jedna cewke wzbudzajaca. jeden magnes trwaly jedno jarzmo i ciegno. Przyklad 1 Uklad regulujacy wzbudzenie do maszyny elektrycznej wzbudzanej magnesami trwalymi z biegunami zelaznymi ma wal 1, ruchomy wklad hybrydowy oraz ferromagnetyczne glówne jarzmo (Fig.1 ). Ruchomy wklad hybrydowy sklada si9 z jednego rdzenia 2. cewki wzbudzajacej 3, magnesu trwalego 4, jarzma 5 i ci9gna 6. Ruchomy wklad hybrydowy umieszczony jest w nieprzelotowym osiowym otworze walu 1. Ferromagnetyczne glówne jarzmo stanowia dwa ferromagnetyczne jarzma dzielnikowe 7 z jedna bariera magnetyczna miedzyjarzmowa 8. które umieszone sa na wale 1. Wal 1 wykonany jest z materialu niemagnetycznego. Ruchomy wklad elektromagnetyczny jest obrotow,)' i jego srednica zcwrn;trzna jest równa srednicy otworu w walc 1. Dwa ferromagnetyczne jarzma dziclnikowc 7 W)'konanc sa w formie dwóch tulei z litej stali. Barier9 magnetyczna mi9dzyjarzmowa 8 stanowi pierscien z materialu nieferromagnetycznego. Uklad regulujacy wzbudzenie do maszyn elektrycznych wzbudzanych magnesanu trwalymi z biegunami zelaznymi w wirniku zostal zastosowany w elektrycznej maszynie cylindrycznej. Elektryczna maszyna cylindryczna wzbudzana magnesami z ruchomym wkladem hybrydowym (Fig.4) zawiera wirnik skladajacy sie dwóch konstrukcyjnych nieferromagnetycznych tarcz wirnika 12 i pierwszego rdzenia 21 wirnika i drugiego rdzenia 22 wirnika oraz stojan skladajacy sie z rdzenia stojana 15 oraz uzwojenia 17 stojana. W osiowym otworze walu 1 umieszczony jest ruchomy wklad hybrydowy. Wal 1 jest lozyskowany i osadzony na pierwszej tarczy lozyskowej strony napedowej 19 oraz na drugiej tarczy lozyskowej strony ciegna 20. Pierwsza PL 440875 A1 7/17tarcza lozyskowa 19 i druga tarcza lozyskowa 20 polaczone sa z korpusem maszyny 16. Bariera magnetyczna miedzyjarzmowa 8 umieszczona jest pomiedzy dwiema konstrukcyjnymi nieferromagnetycznymi tarczami wirnika 12. Bieguny wirnika w postaci magnesów trwalych 11 hiegunów zelaznych 12 rozmieszczone sa naprzemiennie na ohwodzie pierwszego rdzenia wirnika 21, które nie sa w przesunieciu katowym wzgl9dcm tych samych biegunów drugiego rdzenia wirnika 22. Na zc,vnatrz pierwszego rdzenia \\irnika 21 i drugiego rdzenia wirnika 22 znajduje si9 rdzen stojana 15 z uzwojeniami 17 stojana maszyn) cylindrycznej. Uzwojenia 17 stojana rozmieszczone sa w zlobkach rdzenia stojana 15. Ruchomy wklad hybrydo"\\y moze zmieniac polozenie wzdluz osi walu maszyny, w obu kierunkach, w "\\yniku dzialania na ciegno 6 sil osimvych luh/i momentów ohrotmvych, które wytwarza zewnetrzny naped pozycjonera wkladu. Pozycjoner wkladu moze byc urzadzeniem niezaleznym. które moze hyc mocowane do maszyny elektrycznej, moze stanowic integralna cz9sc maszyny, lub moze byc umieszczony w jej poblizu. Napc;d pozycjonera ruchomego wkladu magnetycznego moze byc dowolnego rodzaju (r9czny, mechaniczny, elektromagnetyczny, pneumatyczny, hydrauliczny luhi inny). Wlasciwosci magnetyczne ukladu regulacji wzbudzenia oraz polozenie ruchomego wkladu magnetycznego w wale maszyny cylindrycznej oraz obciazenie cewki wzhudzajacej, wplywaja na wartosc strumienia magnetycznego w szczelinie maszyny. W zaleznosci od rodzaju. hudo"\\y, uzytych materialów magnetycznych niemagnetycznych oraz kierunku namagnesowania magnesów umieszczonych w ukladzie. nasycenia i rozkladu pola magnetycznego maszyny, pozycji, i kierunku przemieszczenia wkladu magnetycznego oraz wartosci i kierunku przeplywu pradu w cewce umieszczonej w ukladzie. strumien magnetyczny maszyny moze byc regulowany (zwiekszany lub zmniejszany) w okreslonym zakresie. Przyklad 2 Analogicznie jak w przykladzie 1, przy czym ferromagnetyczne glówne jarzmo sklada sie z trzech czesci ferromagnetycznego Jarzma dzielnikowego 7 i dwóch barier magnetycznych miedzyjarzmowych 8 w postaci szczelin powietrznych. Uklad ma nieferromagnetyczny wzmacniajacy korpus 11. PL 440875 A1 8/17Przyklad 3 Analogicznie jak w przykladzie 1, przy czym ferromagnetyczne glówne jarzmo stanowi ferromagnetyczne jarzmo laczne 9 z jedna hariera magnetyczna 1 O w postaci magnesu trwalego o kierunku magnesowania S-N, jako dodatkowe zródlo wzhudzenia stalego pola magnetycznego. Przyklad 4 Analogicznie jak w przykladzie 3, przy czym baricn,: magnetyczna 1 O stanowi magnes trwaly o kierunku magnesowania N-S, jako dodatkowe zródlo wzbudzenia stalego pola magnetycznego. Przyklad 5 Analogicznie jak w przykladzie 3, przy czym harien; magnetyczna 1 O stanowi cewka, jako dodatkowe zródlo wzbudzenia stalego pola magnetycznego. Przyklad 6 ,\nalogicznic jak w przykladzie L przy czym baricrc,: magnetyczna mic,:dzyjarzmowa 8 stanowi picrscic11 wykonany z materialu nieferromagnetycznego (Fig.1 ). Przyklad 7 Analogicznie jak w przykladzie 3, przy czym bariere magnetyczna 10 stanowi pierscien wykonany z materialu nieferromagnetycznego. Przyklad 8 Analogicznie jak w przykladzie 1. przy czym uklad regulujacy wzbudzenie zostal zastosowany w elektrycznej maszynie tarczowej ,vzbudzancj magnesami trwalymi z biegunami zelaznymi w wirniku. (Fig. 5). Elektryczna maszyna tarczowa \\zbudzana magnesami 13 z biegunami zelaznymi 14 z ukladem regulujacym wzbudzenie zawiera wirnik skladajacy sie z dwóch ferromagnetycznych tarcz 12 wirnika z magnesami trwalymi 13 oraz biegunami zelaznymi 14 oraz stojan skladajacy sie z pojedynczego rdzenia 15 stojana polaczonego z korpusem maszyny 16 oraz uzwojen 17 stojana. Uzwojenia 17 stojana rozmieszczone sa w zlobkach rdzenia 15 stojana. W osiowym otworze walu 1, który osadzony jest na dwóch lozyskach 18, umieszczony jest ruchomy wklad hybrydowy. Wal 1 jest lozyskowany i osadzony na pierwszej tarczy lozyskowej 19 strony napedowej oraz na drugiej tarczy lozyskowej 20 strony ciegna 6. Pierwsza 19 i druga 20 tarcza lozyskowa polaczone sa z korpusem 16 maszyny. PL 440875 A1 9/17Strumici1 wzbudzenia maszyny wytwarzany jest od magncsÓv\ trwalych 13, które naprzemiennie z biegunami zelaznymi 14 rozmieszczone sa na obwodzie dwóch ferromagnetycznych tarcz 12 wirnika. Ruchomy wklad hybrydowy moze zmieniac polozenie wzdluz osi walu maszyny. w obu kierunkach. w wyniku dzialania na ciegno 6 sil osiowych !uhli momentów obrotowych, które ·wytwarza zewnetrzny naped pozycjonera wkladu. Pozycjoner ruchomego wkladu magnetycznego moze hyc urzadzeniem niezaleznym. które moze byc mocowane do maszyny elektrycznej, moze stanowic integralna cz9sc maszyny, lub moze byc umieszczony w jej poblizu. Napyd pozycjonera ruchomego wkladu magnetycznego moze byc dowolnego rodzaju (reczny, mechaniczny. elektromagnetyczny. pneumatyczny. hydrauliczny lub;i inny). Wlasciwosci magnetyczne ukladu regulacji wzbudzenia oraz polozenie ruchomego wkladu magnetycznego w wale maszyny tarczowej oraz obciazenie cewki wzbudzajacej, wplywaja na wartosc strumienia magnetycznego w szczelinie maszyny. W zaleznosci od rodzaju. budowy, uzytych materialów magnetycznych 1 niemagnetycznych oraz kierunku namagnesowania magnesów umieszczonych w ukladzie. nasycenia i rozkladu pola magnetycznego maszyny, pozycji, i kierunku przemieszczenia wkladu magnetycznego oraz wartosci i kierunku przeplywu pradu w cewce umieszczonej w ukladzie. strumien magnetyczny maszyny moze byc regulowany (zwiekszany lub zmniejszany) w okreslonym zakresie. Przyklad 9 Analogicznie jak w przykladzie 8. przy czym ferromagnetyczne glówne jarzmo sklada sic,: z trzech cz9sci ferromagnetycznego Jarzma dzielnikowcgo 7 i dwóch barier magnetycznych mi9dzyjarzmowych 8 w postaci szczelin powietrznych. Uklad ma nieferromagnetyczny wzmacniajacy korpus 11. Przyklad I O Analogicznie jak w przykladzie 8, przy czym ferromagnetyczne glówne jarzmo stanowi ferromagnetyczne jarzmo laczne 9 z jedna bariera magnetyczna 1 O w postaci magnesu trwalego o kierunku magnesowania S-N, jako dodatkowe zródlo wzbudzenia stalego pola magnetycznego. PL 440875 A1 /17Przyklad 11 Analogicznie jak w przykladzie 10, przy czym bariere magnetyczna 10 stanowi magnes trwaly o kierunku magnesowania N-S. jako dodatkowe zródlo wzbudzenia stalego pola magnetycznego. Przyklad 12 Analogicznie jak w przykladzie 1 O, przy czym harierc; magnetyczna 1 O stanowi cewka, jako dodatkowe zródlo wzbudzenia stalego pola magnetycznego. Przyklad 13 Analogicznie jak w przykladzie 8, przy czym bariere magnetyczna miedzyjarzmowa 8 stanowi pierscien wykonany z materialu nieferromagnetycznego. Przyklad 14 Analogicznie jak w przykladzie 1 O. przy czym bariere magnetyczna 1 O stanowi pierscien wykonany z materialu nieferromagnetycznego. Przyklad 15 Analogicznie jak w przykladzie 8, przy czym bariery magnetyczna mic;dzyjarzmowa 8 stanowi pierscieniowy magnes trwaly o kierunku magnesowania N-S, i gdzie biegun S zwrócony jest w stronie ciegna. PL 440875 A1 11/17Zastrzezenia patentowe 1. Uklad regulacji wzhudzenia do maszyny elektrycznej pradu przemiennego z magnesami trwalymi i biegunami zelaznymi vv wirniku znamienny tym, ze ma wal (1) i ferromagnetyczne glówne jarzmo oraz ruchomy wklad hybrydowy, który ma co najmnicj jeden rdzen (2). na którym znajduje si9 co najmniej jedna cewka wzbudzajaca (3) i ma co najmniej jeden magnes trwaly (4), co najmniej jedno jarzmo (5) i ci9gno (6), przy czym wal (1) ma osiowy otwór, w którym umieszczony jest ruchomy wklad hyhrydowy. a ferromagnetyczne glówne jarzmo umieszone jest na wale (I) i sklada sie z co najmniej dwóch ferromagnetycznych jarzm dzielnikowych (7) z co najmniej jedna bariera magnetyczna miedzyjarzmowa (8) lub ferromagnetycznego jarzma lacznego (9) z co najmniej jedna bariera magnetyczna (1 O). 2. Uklad regulacji \\zbudzenia wedlug zastrz. 1. znamienny tym. ze wal (1) ma otwór nieprzelotowy. 3. Uklad regulacji wzbudzenia wedlug zastrz. 1. znamienny tym. ze bariere magnetyczna (IO) ferromagnetycznego jarzma lacznego (9) stanowi promieniowy rowek luh pierscien z materialu nieferromagnetycznego luh dodatkowe zródlo wzhudzenia stalego pola magnetycznego w postaci magnesu trwalego luh cewki. przy czym magnes trwaly jest o kierunku magnesowania zgodnym z osia walu ( 1 ). 4. Uklad regulacji wzbudzenia wedlug zastrz. L znamienny tym, ze baricr9 magnetyczna mi9dzyjarzmowa (8) ferromagnetycznego jarzma dziclnikowcgo (7) stanowi szczelina powietrzna. . Uklad regulacji wzbudzenia V1edlug zastrz. 1. znamienny tym. ze bariere magnetyczna miedzyjarzmowa (8) ferromagnetycznego jarzma dzielnikowego (7) stanowi pierscien z materialu nieferromagnetycznego lub dodatkowe zródlo wzbudzenia stalego pola magnetycznego w postaci magnesu trwalego lub cewki, przy czym magnes trwaly jest o kierunku magnesowania zgodnym z osia walu (1). 6. Uklad regulujacy wzbudzenie wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze ruchomy wklad hybrydowy jest obrotowy i jego srednica zewnetrzna jest równa srednicy otworu w wale (1). PL 440875 A1 12/177. Uklad regulacji wzbudzenia wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze ruchomy wklad hybrydowy jest nieobrotowy i jego srednica zewnetrzna jest mniejsza od srednicy otworu w wale (I). 8. Uklad regulacji wzbudzenia wedlug zastrz. 1. znamienny tym. ze ma nieferromagnetyczny wzmacniajacy korpus ( 11 ). PL 440875 A1 13/17~ ( 4 ; "- ./ 2) j Fig.1 Fig.2 PL 440875 A1 14/171 s -;;i. N I I I . I I I I c 0. '~ (4; <2 \,3) / Fig. 3 Fig. 4 PL 440875 A1 /17fig,. 5 PL 440875 A1 16/17al. Niepodleglosci 188/192 00-950 Warszawa, skr. poczt. 203 URZAD PATENTOWY RZECZYPOSPOLITEJ POLSKIEJ tel.: (+48) 22 579 OS SS I fax: (+48) 22 579 00 01 e-mail: kontakt@uprp.gov.pl I www.uprp.gov.pl SPRAWOZDANIE O STANIE TECHNIKI DO ZGLOSZENIA NR P.440875 Klasyfikacja zgloszenia: H02K 21/04 Podklasy w któ0 eh prowadzono poszukiwania: H02K21 Baz) komputerowe,, któ1ych pro\\ adzono poszukiwania: EPODOC WPI bazy UPRP Kategoria dokumentu A A A A Dokwncnt) - z podana idcnty fikacja EP3249-92 Al (UNISON IND LLC) 2017-11-29 US5682073 A (MElDENSHA ELECTRIC MFG CO LTD) 1997-10-28 US2017018981 Al (DENSO CORP) 2017-01-19 US202114J714 Al (TOYOTA MOTOR COL TD) 2021-05-1] D Dalszy ciag "ykazn dokumentów na nastepnej stronie A- dokument okreslajacy ogólny stan techmki. ktory nie Jest uwazany za postada1acv szczególne znaczenie. E - doh.ument stanowiacy "czesniejsLe zgluszenie lub patent. ale opubhk.owauy \V lub po dacie zgloszema, Odniesienie do zastrz. 1-8 1-8 1-8 1-8 L doh.umcnt. l....LOI) muzc podda\\ ac w walpli\\ osc zastrzegane picrw1:iLciLSl\\ o(-wa). lub przy Loczon~ w celu u::itaknia dal)' publ.tl .... acji rnncgo cy towancgo dol....umcntu lub 1. innc~o ;;1.c1.cgól11cgo P°'Hlclll, O - doklm1cnt oclnos7.qc:v sii; clo 11_i;n:~.-nicnin 11stnc_!:!0 pr7.C7 zn"tosownnic. v.-:vst;nvicnic lnh 11_imn1icnic YV inny sp0s6h. P - dokument opublikowauv przed d3ta zgloszeuia. ale pói.niej uiz zastrzegana data pierwszenstwa. T - dokument pózme_1szv, opublikowany po dacie zgloszema lub w dacte pterwszenstwa 1 mebedacy w konfltkcte ze zgloszemem, ale c\lowanv" celu zrozullllema Lasad lub teoni leL.acyd1 u podstaw v, ynalazk.u. X - dokumc11L o ::D.::zcgólu: m LHaczcuiu: wstrLcgauy wy 1ialazck nic nwzc by c U\\ az,m) za HO\\ y lub 11.ic mozc byc Uv\·azauy La pusiada1<-l:c: puzium \\ y 11.alaLcz:, jczch ten clol\11111c11t br~111y jest pod uwa&i; samocLt:iclnic, Y - cloklm1cnt o S7.C7cg01nym 7.nnczcnin: 7a"tr7C·gnnv w:vnnln7.ck nic m07.c byc nn-n7any zn posincfa_jqc:v pozi0m wynnlazc7.y. ic7.cli ten clok11mcnt 7.0SUmic p01qc7.011:v 7 ieduvm lub kilkoma te~o tvpn dokumen13mi. a takie polac1.e11ie bedzie oczvwiste dla znawcv. & - dokument nalezacy do teJ sameJ rodzim patemoweJ. Sprawozdanie wykonal/-a: Mieszko Pindera Naczelnik Wydzialu Data: 02.01.2023 Uwagi do zgloszenia Sprawozdanie zostalo wykonane w oparciu o zastrz, z dnia 7,04.2022r, Podpis: /podpisano kwalifikowanym podpisem elektronicznym/ Pismo wydane w formie dokumentu elektronicznego PL 440875 A1 17/17 PL
PL440875A 2022-04-07 2022-04-07 Układ regulacji wzbudzenia do maszyny elektrycznej prądu przemiennego z magnesami trwałymi i biegunami żelaznymi PL246546B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL440875A PL246546B1 (pl) 2022-04-07 2022-04-07 Układ regulacji wzbudzenia do maszyny elektrycznej prądu przemiennego z magnesami trwałymi i biegunami żelaznymi

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL440875A PL246546B1 (pl) 2022-04-07 2022-04-07 Układ regulacji wzbudzenia do maszyny elektrycznej prądu przemiennego z magnesami trwałymi i biegunami żelaznymi

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL440875A1 true PL440875A1 (pl) 2023-10-09
PL246546B1 PL246546B1 (pl) 2025-02-10

Family

ID=88289485

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL440875A PL246546B1 (pl) 2022-04-07 2022-04-07 Układ regulacji wzbudzenia do maszyny elektrycznej prądu przemiennego z magnesami trwałymi i biegunami żelaznymi

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL246546B1 (pl)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5682073A (en) * 1993-04-14 1997-10-28 Kabushiki Kaisha Meidensha Hybrid excitation type permanent magnet synchronous motor
US20170018981A1 (en) * 2015-07-17 2017-01-19 Denso Corporation Ac excitation synchronous rotating electric machine
EP3249792A1 (en) * 2016-05-24 2017-11-29 Unison Industries LLC Rotor assembly for a power generation system
US20210143714A1 (en) * 2019-11-11 2021-05-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Rotary electric machine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5682073A (en) * 1993-04-14 1997-10-28 Kabushiki Kaisha Meidensha Hybrid excitation type permanent magnet synchronous motor
US20170018981A1 (en) * 2015-07-17 2017-01-19 Denso Corporation Ac excitation synchronous rotating electric machine
EP3249792A1 (en) * 2016-05-24 2017-11-29 Unison Industries LLC Rotor assembly for a power generation system
US20210143714A1 (en) * 2019-11-11 2021-05-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Rotary electric machine

Also Published As

Publication number Publication date
PL246546B1 (pl) 2025-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101026317B (zh) 电力机械
Owen et al. Review of variable-flux permanent magnet machines
US6879075B2 (en) Trapezoidal shaped magnet flux intensifier motor pole arrangement for improved motor torque density
US8018111B2 (en) Hybrid-type synchronous machine
US20090045691A1 (en) Field controllable rotating electric machine system with magnetic excitation part
Yang et al. Design synthesis of switched flux hybrid-permanent magnet memory machines
US20090001831A1 (en) Axial Field Electric Motor and Method
JP2008289300A (ja) 永久磁石式回転電機
Jang et al. Design and analysis of high speed slotless PM machine with Halbach array
GB2461800A (en) Rotating electrical machine
US12341380B2 (en) Axial flux motor
Jang et al. Comparison of three types of PM brushless machines for an electro-mechanical battery
US7518278B2 (en) High strength undiffused brushless machine and method
CN100384058C (zh) 双馈电混合励磁轴向磁场永磁电机
Zhang Soft magnetic composites in novel designs of electrical traction machines
CN103141009B (zh) 具有双励磁转子的同步旋转电机
PL440875A1 (pl) Układ regulacji wzbudzenia do maszyny elektrycznej prądu przemiennego z magnesami trwałymi i biegunami żelaznymi
CN1767316A (zh) 径向结构混合励磁同步电机
PL440874A1 (pl) Układ regulacji wzbudzenia do maszyny elektrycznej prądu przemiennego z magnesami trwałymi i biegunami żelaznymi
PL440872A1 (pl) Układ regulacji wzbudzenia do maszyny elektrycznej prądu przemiennego z magnesami trwałymi i biegunami żelaznymi
PL440873A1 (pl) Układ regulacji wzbudzenia do maszyny elektrycznej prądu przemiennego z magnesami trwałymi i biegunami żelaznymi
Guo et al. Study of permanent magnet transverse flux motors with soft magnetic composite core
Tarimer et al. Performance Comparision of Internal and External Rotor Structured Wind Generators Mounted from Same Permanent Magnets on Same Geometry.
Bala et al. Permanent Magnet Synchronous Motors
Mahmoudi et al. PM-free axial-flux motors for transport electrification