Запатентована электрическая машина с экономичными магнитами и улучшенным охлаждением
- Ротор сочетает группы чётного числа полюсов с катушками и одиночные полюса с магнитами; магнитных полюсов — не более трети.
- Магниты находятся в продольных пазах, а необмотанные зубцы обдуваются воздухом, охлаждая магнитопровод и обмотку возбуждения.
- Угол между выходами магнитных барьеров предлагается сделать менее 92% полюсного деления; конструкция рассчитана на вибрацию и высокие скорости.
Почему это важно: По тексту, конструкция сокращает расход магнитов и потери, а охлаждение повышает КПД.
Разработка обещает сразу несколько выигрышей: меньше магнитов, ниже ЭДС холостого хода, меньше потерь и нагрева ротора, ниже температура обмотки возбуждения и ток в обмотке статора.
Конструкция включает статор с зубчатым магнитопроводом и многофазной обмоткой с чётным числом полюсов, а также ротор с таким же числом полюсов. Часть полюсов ротора образована зубцами с катушками возбуждения, остальные — постоянными магнитами, причём каждый такой полюс сидит в отдельном зубце. Число северных и южных полюсов от магнитов одинаково, а сами магниты размещены в продольных пазах-барьерах, окружённых магнитопроводом и выходящих к внешней поверхности ротора. Ключевая особенность: группы из чётного числа соседних полюсов с катушками возбуждения отделены друг от друга всего одним «магнитным» полюсом.
Изображение: Grok
Именно это и даёт экономию. Доля полюсов с магнитами не превышает трети — значит, магнитов нужно меньше, а ЭДС холостого хода снижается. Зубцы с магнитами не обмотаны и напрямую обдуваются воздухом: это охлаждает магнитопровод ротора, а вместе с ним и обмотку возбуждения. Равномерное распределение «магнитных» полюсов между группами делает охлаждение эффективнее, снижает сопротивление обмотки и потери в ней, повышая КПД. А размещение магнитов в окружённых магнитопроводом пазах придаёт ротору прочность. Таким образом, машина подходит для вибрации и высоких скоростей.
Есть и геометрические тонкости: угловой размер между выходами магнитных барьеров предлагается делать менее 92% полюсного деления — рабочую гармонику потока это почти не уменьшает, зато сокращает расход магнитов и паразитный поток в ярмах. Предусмотрены варианты исполнения: антисимметричный ротор, сосредоточенная или распределённая обмотка статора, бандаж для прочности, несколько изолированных магнитов на полюсе, обмотка возбуждения, короткозамкнутая обмотка для работы с сетью и внутренние перемычки в пазах с магнитами.
