RU1830175C - Вентильный электродвигатель - Google Patents

Abstract

Использование: в электродвигател х с возбуждением от посто нных магнитов. Сущность: активна  длина ротора и его диаметр св заны определенным соотношением с числом пар полюсов вентильного электродвигател , обуславлива  уменьшение момента инерции и увеличива  быстродействие . 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к электрическим машинам, а именно к вентильным электродвигател м (ВД) с возбуждением от посто нных магнитов.

Цель изобретени  -увеличение быстродействи  путем минимизации момента инерции ротора при сохранении заданной механической характеристики ВД. Поставленна  цель достигаетс  тем. что в ВД, содержащем пазовый шихтованный статор с многофазовой  корной обмоткой с м гкими секци ми и ротор с посто нными магнитами , активна  длина ротора и его диаметр св заны соотношением

дл  А L/D (6,4-7.2) -M±°ilfi- ;

дл  А L/D

9,6 - 10,8

где р - число пар полюсов.

Покажем пути достижени  высокого быстродействи  ВД, св занные с уменьшением момента инерции его ротора. Дл 

примера рассмотрим ВД, изображенный на чертеже.

Он состоит из статора 1, магнитопровод 2 которого выполнен шихтованным из электротехнической стали. В пазах магни- топровода уложена  корна  обмотка 3. Ротор-индуктор 4 содержит посто нные магниты 5 и магнитом гкие полюсы 6, при этом магниты прилегают к полюсам б своими полюсами с одноименной намагниченностью (см. чертеж).

Известные выражени  дл  узловых точек механической характеристики ВД - пускового момента Мп и угловой частоты вращени  при идеальном холостом ходе О, например, дл  двухфазного ВД с непрерывным управлением (с синусоидальным изменением тока а фазах)

сл

с

00

со о

„.и

XI сл

Сл)

Мп См

и

РФ

о

и СЕ

(1) (2)

где коэффициенты момента См и ЭДС СЕ определ ютс  выражением

См СЕ k0 р aty Фб,

(3)

сопротивление фазы

где U - напр х ение питани ;

обмотки статора; (4)

р - число пар полюсов;

- число витков в обмотке фазы;

- обмоточный коэффициент;

Фб - магнитный поток в воздушном зазоре на пару полюсов;

р -- удельное электрическое сопротивление обмоточного провода;

Iw 2D(A + jt kw/2p)- средн   длина витка обмотки;

qM - сечение обмоточного провода;

kw коэффициент, завис щий от конструкции обмотки,

позвол ют увидеть возможные пути воздействи  различных параметров на момент инерции ротора.

Эксперименты и расчеты показывают , что при р 8 и при уменьшении длины ротора, например, в 4 раза (то есть от до Я- 1) диаметр ротора дл  сохранени  заданной механической характеристики достаточно увеличить всего в 1,2 раза, т.к. при этом по вл етс  возможность за кчет уменьшени  средней длины витка значительно (почти в 2,6 раза) увеличить число витков фазы  корной обмотки при сохранении неизменным ее сопротивлени , т.е. увеличить в 2,6 раза МДС  кор . А это сравнительно небольшое увеличение диаметра ротора при значительном уменьшении его длины проводит к/уменьшению момента инерции ротора более чем в 1,4 раза.

За счет дальнейшего уменьшени  средней длины витка при увеличении числа пар полюсов до р 12 оказываетс  возможным еще более увеличить число витков в фазе и в конечном итоге уменьшить момент инерции ротора почти в 1,9 раза.

С другой стороны, при меньшем числе пар полюсов (р 4) средн   длина витка при той же активной длине больше, чем в многополюсном ВД, поэтому здесь только в диа- пазоне значений А 2-3 удаетс  добитьс  незначительного уменьшени  момента инерции ротора.

Обработка результатов эксперимента позвол ет предложить эмпирическую фор- мулу дл  определени  оптимального соотношени  длины ротора к его диаметру:

15

дл  Аопт (6,4-7,2) . ;

дл  Аопт

9,6 -10,8

0

5

0

5

0

Таким образом, выполнение ВД с возбуждением от посто нных магнитов с оптимальной относительной длиной ротора А L/D в соответствии с рекомендованными выше соотношени ми обеспечивает по сравнению с прототипом наименьший момент инерции ротора при заданной механической характеристике и, следовательно, наибольшее быстродействие.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и   Вентильный электродвигатель, содержащий пазовый шихтованный статор с многофазной  корной обмоткой с м гкими секци ми и ротор с пазами, в которых размещены посто нные магниты, образующие переменно-полюсную магнитную систему, отличающий с   тем, что.-с целью увеличени  быстродействи  путем минимизации момента инерции при сохранении заданной механической характеристики, активна  длина ротора L и его диаметр О св заны соотношением

1,1 +0,1 р

L

1(6,4-7,2)

-, при

D

45

9,6 - 10,8

, при р 4,

где р - число пар полюсов ротора.