2 Opublikowano dnia 20 listopada 1961 r.#'*"»*. | O"1""" K lid.- fiii^.uj i.Li»Lvtyji$Cr i tlit;AL)| POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 45040 KI. 21 d2, 19/02 lnz. Aleksy Krawczuk Bialystok, Polska Trójfazowy silnik asynchroniczny klatkowy z plynnq regulacja obrotów Patent trwa od dnia 18 stycznia 1961 r.Przedmiotem wynalazku jest silnik asynchro¬ niczny klatkowy z plynna regulacja obrotów od 0 do podsynchronicznych, podobna do re- guacji rozrusznikiem wlaczonym w obwód wir¬ nika uzwojonego trójfazowo, lecz o znacznie mniejszych stratach.Silniki asynchroniczne z regulacja obrotów oparte na podobnej zasadzie sa znane, a opis ich konstrukcji i zasady dzialania mozna zna¬ lezc np. w niemieckich opisach patentowych, jak równiez w patencie Polskiej Akademii Nauk z roku 1960.Konstrukcyjnie wyzej wspomniane silniki sa tak rozwiazane, ze regulacja obrotów jest osia¬ gana przesuwaniem stojana wzdluz osi wirni¬ ka, lub obracaniem czesci stojana o pewien kat, co jest trudne do wykonania, kosztowne w produkcji i klopotliwe w eksploatacji.W silniku wedlug wynalazku regulacje obro¬ tów osiaga sie bez przesuwania lub obracania stojana, a zadanie to spelnia przelacznik trój¬ fazowy. Urzadzenie regulujace obroty sluzy rów¬ niez i do rozruchu, wiec mozna go nazwac rozrusznikiem indukcyjnym bez oporu omowego, indukujacym SEM o przeciwnym kierunku i o zmiennej czestotliwosci, to jest takiej jaka jest w pretach wirnika przy danych obrotach.Zasada budowy tego silnika polega na tym, ze zelazo stojana silnika asynchronicznego jest podzielone na dwie czesci. Odleglosc miedzy obu czesciami winna byc taka, zeby mogly sie zmiescic uzwojenia czolowe. Czesc regulowana stojana spelniajaca zadanie rozrusznika lub regulatora obrotów, moze byc o 50°/© krótsza od czesci nieregulowanej, jezeli obroty maja byc regulowane od 0 do podsynchronicznych.Przy dwukrotnie wiekszej liczbie zwojów na faze przy polaczeniu szeregowym uzwojen obu czesci stojana opór pozorny zwiekszy sie dwu¬ krotnie, a tym samym zmaleje prad, wiec prze¬ krój zelaza moze byc dwukrotnie mniejszy przy zachowaniu tego samego stopnia nasycenia ze-laza jak w silniku przy pelnym obciazeniu i pelnych obrotach asynchronicznych. Przy wy¬ maganej mniejszej skali regulacji obrotów ze¬ lazo czesci regulowanej stojana moze byc jesz¬ cze krótsze.W zlobkach zelaza nieregulowanej czesci stojana silnika, ulozone sa zwoje drutu nawo¬ jowego, którego przekrój, ilosc zwojów oraz przekrój zelaza winny byc obliczone dla za¬ lozonej mocy jak dla normalnego silnika asyn¬ chronicznego trójfazowego. Czesc regulowana stojana jest nawinieta drutem nawojowym o tym samym przekroju jak i czesc nieregulowa- na i o tej samej liczbie zwojów w zlobku.Uzwojenia poszczególnych faz obu czesci sto¬ jana sa polaczone ze soba szeregowo, lecz prze¬ suniete o 180° elektrycznych. Od uzwojenia czes¬ ci regulowanej odprowadzone sa odgalezienia, które sa podlaczone do przelacznika trójfazo¬ wego, laczacego cale uzwojenie stojana w gwiaz¬ de. Przy pokrecaniu raczki przelacznika, prze- sujwa sie punkt zerowy polaczenia wszystkich trzech faz, wlaczajac dowolna ilosc zwojów czesci regulowanej stojana w zaleznosci od za¬ danych obrotów. Prety wirnika tworzace klat¬ ke, winny byc polakierowane celem odizolo¬ wania ich old zelaza, co uniemozliwi pnzgplyrw pradów przez blachy zelaza wirnika, wytwo¬ rzonych silami elektromotorycznymi skierowa¬ nymi przeciw sobie. Pierscienie czolowe wir¬ nika zamykajace klatke moga byc nie izolowa¬ ne.Fig. 1 rysunku przedstawia schemat ideowy silnika asynchronicznego klatkowego wedlug wynalazku oraz uklad polaczen umozliwiaja¬ cy uzyskanie plynnej regulacji obrotów. Na figurze tej oznaczono przez 1 uzwojenie sto¬ jana, 2 — (Uzwojenie rotzruszndlka intduJktcyjnego (regulatora obrotów), 3 — trójfazowy prze¬ lacznik zwojów.Fig. 2 przedstawia wykres pradu trójfazo¬ wego. Na schemacie z flig. 1 oraz z fig. 4 i 5 kierunki pradów oznaczone sa tak, ze ich chwilowe znaczenie jako pradu trójfa zowego odpowiadaja chwili c na wykresie z fig. 2.Na fig. 3 przedstawiono szkic konstrukcyjny silnika asynchronicznego klatkowego z plynna regulacja obrotów wedlug wynalazku w prze¬ kroju podluznym, którego schemat ideowy przedstawia fig. 1. Na figurze tej oznaczono przez 4 zelazo czesci regulowanej stojana, 5 — zelazo czesci nieregulowanej stojana sil¬ nika, 6 — prety klatki wirnika, 7 — zelazo wirnika.Fig. 4 przedstawia przekrój poprzeczny przez czesc regulowana silnika z fig. 3.Fig. 5 przedstawia przekrój poprzeczny przez czesc nieregulowana silnika z fig. 3.Po ustawieniu przelacznika trójfazowego tak, ze cale uzwojenie czesci regulowanej stojana jest wlaczone i wlaczeniu silnika do sieci, prad kazdej fazy poplynie przez uzwojenie obu czesci stojana silnika. Przy jednakowej licz¬ bie zwojów uzwojen obu czesci stojana sil¬ nika polaczonych szeregowo, lecz przesunie¬ tych o 180°, przeplyw pradu wytworzy dwa strumienie magnetyczne o jednakowym na¬ tezeniu, wdinujajce w tym samym kierunku, lecz . o róznej biegunowosci.Wirujace pola przecinajace prety klatki wir- ndlka indukuja SEM w czesciach pireftów. In¬ dukowane SEM sa skierowane przeciw sobie i wzajemnie sie znosza, wskutek czego w pre¬ tach klatki wirnika nie plynie zaden prad i silnik mie ruszy. Pokrecajac raczka pirzelacznikia wylacza sie czesc zwojów czesci regulowanej stojana, zmniejszajac jego strumien magne¬ tyczny. Wówczas SEM indukowane w pretach klatki wirnika przez nieregulowana czesc sto¬ jana beda wieksze od SEM indukowanych przez czesc regulowana. Wypadkowa sila elektromoto¬ ryczna wytworzy prad w klatce wirnika wsku¬ tek czego silnik ruszy i bedzie pracowal np. na wolnych obrotach. Przy dalszym pokreca¬ niu raczki przelacznika i wylaczaniu dalszych zwojów obroty silnika beda wzrastaly i osiag¬ na wartosc podsynchroniczna przy calkowitym wylaczeniu zwojów rozrusznika. PL