Opublikowano dnia 27 styeznia 1958 r. intow^go POLSKIE] RZECZYPOSPOLITEJ LUBOWEJ OPIS PATENTOWY iNr 40620 KI. 21 d2, 18/02 Skarb iRanstiua ^(Ministetstuio Obrony .Narodowe}) ^) •Warszawa, Polska Silnik fednofozawy indukcyjny zwarty z ciqglq reg ulacjq predkosci obrotowej Patent trwa od dnia 8 kkwietnia 4957 r.Regulacja predkosci obrotowej silników induk¬ cyjnych nie posiada w technice pelnego i wyczer¬ pujacego rozwiazania wobec tych duzych .potrzeb jakie istnieja obecnie zarówno* w technice prze¬ myslowej, jak i technice wojskowej. Szczególnie .duza tpotrzeba, jest wlasciwe rozwiazanie konstruk¬ cyjne silników„indukcyjnych jednofazowych, .któ- reby posiadaly szerokie mozliwosci .regulacyjne w zakresie ich predkosci obrotowej. Poniewaz scisle z tym zwiazane jest zagadnienie rozruchu silników Jednofazowych beda ponizej omówione te zagadnienia lacznie. Rozruch, silników Jednofa¬ zowych obecnie odbywa sie przez zastosowanie zwoju zwartego na czesci bieguna magnetycznego lub przez zastosowanie fazy pomocniczej z wla¬ czona opornoscia, pojemnoscia, lub indukcyjnoicia.*) Wlasciciel patentu oswiadczyl, izeitwóffoawy- iffcafozku jgat Jcand. nauk. ctcchn. Wlodzimierz Hulewicz.Regulacja zas -predkosci -obrotowej silników Jednofazowych odbywa -sie najczesciej przez: a) zastosowanie- ukladu dwufazowego z^ wlaczonym ido jednej z faz kondensatorem i zmiana napie¬ cia -przylozonego tio jednej z Lfaz. b) -zmiane -polozenia jednej czesci stojana wobec drugiej (jednofazowy silnik indukcyjny o po¬ osiowym przebiegu póla magnetycznego) -przy zastosowaniu uklauu dwufazowego z kondensa¬ torem w jednej - z •' faz.*Nalezy stwierdzic, ze -znane tego rodzaju *roz- wiazaniarmaja-niskie wskazniki:mocy i konstrukcje • "Silnik -bedacy -przedmiotem wynalazku posiada pewne elementy konstrukcyjne dotychczasowych rozwiazan,:lecz w calosci przedstawia oryginalna konstrukcje i nowe rrozwiazanie rozruchu irisgu- lacji predkosci Jednofazowego silnika zwartego.Silnikibedacy przedmiotem wynalazku luwidocz- nteny jest na fig. :1 w przekroju schematycznie, Jato ikonsrrukcjaiz dzielonym - stojanem.CJedna czesc stojana 8 jest nieruchoma, zamo¬ cowana na podstawie 7, a druga 9 jest obracalna.Czesc nieruchoma posiada bieguny utajone 1, uzwojenie zwarte 4, wykonane z pretów, usiedzia¬ nych oraz uzwojenie jednofazowe 5 z osia prosto¬ padla do uzwojenia zwartego. Uzwojenie 5 pod¬ lacza sie do sieci pradu zmiennego za posrednic¬ twem tabliczki zaciskowej.Czesc obracalna stojana 9 posiada bieguny 3 i uzwojenie jednofazowe 5' takie same, jak na czesci nieruchomej. Uzwojenia zwartego na czesci obracalnej nie ma. Uzwojenie 5' umieszczone na czesci obracalnej jest polaczone na tabliczce za¬ ciskowej z uzwojeniem 5 czesci nieruchomej.Czesc obracalna jest polaczona' z czescia nie¬ ruchoma pierscieniem 6, który jest zamocowany na czesci nieobracalnej, posiada kilka zebów 10 wchodzacych do zlobka 11 czesci obracalnej i w ten sposób czesc obracalna moze byc pokre¬ cona wzgledem czesci nieruchomej w obie strony do pelnego, obrotu (360°).Wirnik jest wykonany z dwóch pakietów blach 2, umieszczonych w pewnej odleglosci od siebie i posiadajacych wspólne uzwojenie klatko¬ we lub wielofazowe zwarte.W stanie gotowosci do uruchomienia obie czesci stojana tak sa wzgledem siebie ustawione, ze po wlaczeniu pradu dwa strumienie indukuja SEM wzajemnie sie znoszace. W tych warunkach kat a = 0° i silnik pobiera bardzo maly prad.Przez obracanie ruchomej czesci stojana w jedna lub w druga strone zmienia sie kat a (fig. 2), powoduje sie narastanie momentu rozruchowego i w pewnym polozeniu silnik rusza. Przez dalsze obracanie osiaga sie maksymalny moment obroto¬ wy. Obracanie zatrzymuje sie po uzyskaniu po¬ trzebnej liczby obrotów, ewentualnie niniejszej od liczby maksymalnej. Po przesunieciu obracalnej czesci stojana o kat a = 180°, otrzymuje sie nor¬ malne warunki pracy silnika jednofazowego.Uzwojenie zwarte wlacza sie do pracy w grani¬ cach kata a miedzy 0° i 180°. Umieszczone na nie¬ ruchomej czesci stojana, wytwarza ono skladowa strumienia magnetycznego przesunieta w fazie oraz w przestrzeni i wprowadza element wirujace¬ go pola, które polwoduje w silniku moment rozru¬ chowy.Poniewaz w polozeniach a = 0° i a = 180° uzwojenie zwarte wylacza sie z udzialu w pracy silnika, a przy polozeniach posrednich wytwarza¬ ne przez niego ,pole wirujace dochodzi do war¬ tosci maksymalnej i znowu maleje, to mcfcna ten silnik nazwac silnikiem jednofazowym indukcyj¬ nym zwartym z ciagla regulacja predkosci obro¬ towej.W zaleznosci od tego czy silnik ma sluzyc do pracy z regulowana predkoscia, czy potrzebny jest tylko rozruch i zmiana kierunku obrotów, w jego konstrukcji musza byc uwzglednione wy¬ magane wlasciwosci. Chodzi tu o uwzglednienie napiecia, rodzaju uzwojenia wirnika (klatkowe lub wielofazowe), dobór przekroju przewodów, kon¬ strukcje zwoju zwartego itd.W konstrukcjach ze stojanem dzielonym na czesc nieruchoma i czesc obracalna, maja miejsce rozwiazania konstrukcyjne przedstawione na fig. 3, 4, 5, 6 i 7.Na fig. 3 przedstawiono dwa selsyny róznicowe polaczone mechanicznie i elektrycznie na wspólnej podstawie. Zasilanie dwustronne.Na fig. 4 uklad taki sam jak na -figi 3, ale zasi¬ lanie jednostronne.Na fig. 5 zasilane sa dwa uzwojenia. Sa one równomiernie rozlozone na obu czesciach stojana.Ponadto umieszczone na nieruchomej czesci sto¬ jana uzwojenie zwarte nie ma polaczenia elek¬ trycznego z uzwojeniem glównym. Wirnik jest z uzwojeniem zwartym lub klatkowym.Na fig. 6 przedstawiono na czesci nieruchomej zamiast uzwojenia równomiernie rozlozonego za¬ silanego i uzwojenia zwartego, jedno uzwojenie zasilane, ale umtescczcme na biegunach wydatnych.Na fig. 7 przedstawiono rozwiazanie z bieguna¬ mi wydatnymi bez uzwojenia.Na fig. 8 przedstawiono rozwiazanie konstruk¬ cyjne ze stojanem nieruchomym na obu czesciach.W te} konstrukcji w czesci stojana odpowiadaja¬ cej czesci obracalnej umieszczone jest uzwojenie zamkniete z koncówkami zwojów wyprowadzony- • mi na zewnatrz i zakonczonymi stykami slizgowy¬ mi rozmieszczonymi na obwodzie kola. Przesuwa¬ jac po nich styki slizgowe doprowadzenia z sieci, osiaga sie ten sam efekt co przy pokrecaniu ru¬ chomej czesci stojana.Wszystkie wyzej przedstawione rozwiazania konstrukcyjne z obracalna czescia stojana moga byc wykonane ze stojanem nieobracalnym, nato¬ miast z uzwojeniem zamknietym uwidocznionym na fig. 8.Silnik wedlug wynalazku nie posiada oddziel¬ nych urzadzen regulacyjnych, ani styków rucho¬ mych, wobec czego przy odpowiedniej izolacji uzwojen stojana i uszczelnieniu lozysk" moze pra¬ cowac w wodzie.Podzielenie stojana i wirnika na dwa obwody magnetyczne wydluza nieco konstrukcje silnika, — 2 —ale jednoczesnie daje znacznie lepsze warunki chlodzenia, co czesciowo równowazy wade wzrostu wymiarów.Jako cechy ujemne opisanej konstrukcji nalezy zaznaczyc zmniejszenie wspólczynnika mocy oraz wspólczynnika sprawnosci w czasie pracy w po¬ lozeniach z katem a wiekszym od zeca i mniej¬ szym od 180°, poniewaz polozenia te czesciowo odpowiadaja znanemu ukladowi z dlawikiem w fa¬ zie pomocniczej. W zakresie obróbki mechanicz¬ nej utrudnieniem jest wykonanie czesci obracal- nej stojana, które musi byc wykonane dokladnie.Wykorzystanie regulowanej predkosci przedsta¬ wionego silnika moze miec zastosowanie tylko do silników mocy do kilkudziesieciu watów.Jezeli natomiast silnik ma pracowac z nie regu¬ lowana predkoscia (a = 180°) i jego: wlasciwosci beda wykorzystywane tylko do rozruchu i zmiany kierunku, to jego przydatnosc wychodzi poza zakres mikrosilników i moze byc rozszerzona do setek watów, a nawet do kilku kilowatów. PL