RU2054220C1

RU2054220C1 - Geared synchronous motor

Info

Publication number: RU2054220C1
Authority: RU
Inventors: А.Ф. Шевченко; Д.Л. Калужский
Original assignee: Новосибирский государственный технический университет
Priority date: 1991-01-15
Filing date: 1991-01-15
Publication date: 1996-02-10

Abstract

FIELD: electrical machines. SUBSTANCE: motor has rotor 1 with teeth 2 (their quantity is Z_r), and stator 3 with 4p poles (p=1,2,3...). Inner surfaces of poles have elementary, teeth 12, Z_s teeth per pole. Rotor tooth number Z_r is found from equation Z_r= 4p (Z_s+K)±p, where K = 0,1,2... is integer number. Single-phase winding 13 built up of concentrated coils, one per pole, is placed in large slots between poles. Coils mounted on like-polarity poles with numbers differing by four (as counted clockwise along stator surface) form four circuits. Finishing lead of first circuit incorporating coils 1,5 through 1+4 (p-1) is connected to starting lead of third circuit formed by coils 3.7 through 4 (p-1), and their common point is connected to first lead of winding. In addition, finishing lead of second circuit and starting lead of fourth circuit are interconnected and their common point is connected through capacitor to first lead of winding; two diodes are connected to second lead, so that first and fourth circuits are connected to anode of first diode while second and third circuits are connected to cathode of second diode. EFFECT: simplified design of motor due to reduced quantity of diodes in winding connection circuit. 3 dwg

Description

Изобретение относится к электрическим машинам и может быть использовано, например, в низкоскоростных электроприводах бытового назначения. The invention relates to electric machines and can be used, for example, in low-speed electric drives for domestic use.

Прототипом изобретения является однофазный синхронный редукторный двигатель, содержащий ротор с Z_r зубцами и статор с 4р полюсами (р 1,2,3,), на внутренней поверхности которых выполнены элементарные зубцы по Z_s зубцов на каждом полюсе, причем Z_r 4р (Z_s + К) + р, где Н 0,1,2, целое число, в большие пазы между полюсами уложены катушки однофазной обмотки по одной на каждом полюсе, катушки расположенные на одноименных полюсах с номерами, различающимися на 4 (считая по часовой стрелке вдоль поверхности статора) соединены последовательно "конец" с "началом" и образуют 4 ветви таким образом, что "концы" 1-й и 2-й ветви с 1,5,(1+4(р-1)) и 2,6,(2+4(р-1)) катушками, а также "начала" 3-й и 4-й ветви, образованной 3,7,(3+4(р-1)) и 4,8,(4+4(р-1)) катушками, соединены в четырехфазную звезду и являются первым выводом, второй вывод однофазной обмотки через два разнополярно включенных диода соединен с ветвями, образованными катушками с четными номерами, кроме того, второй вывод через последовательно включенный конденсатор и 2 других разнополярно включенных диода соединен с ветвями, образованными катушками с нечетными номерами так, что к анодам диодов подключены 1 и 4 ветви, а к катодам 2 и 3 ветви.The prototype of the invention is a single-phase synchronous gear motor containing a rotor with Z _r teeth and a stator with 4p poles (p 1,2,3,), on the inner surface of which elementary teeth are made of Z _s teeth at each pole, and Z _r 4p (Z _s + K) + p, where H is 0,1,2, an integer, single-phase winding coils are placed in large grooves between the poles, one at each pole, coils located at the same poles with numbers that differ by 4 (counting clockwise along stator surface) are connected in series "end" with "beginning" and form 4 branches in such a way that the "ends" of the 1st and 2nd branches with 1.5, (1 + 4 (p-1)) and 2.6, (2 + 4 (p-1)) coils, as well as the “beginnings” of the 3rd and 4th branches, formed by 3,7, (3 + 4 (р-1)) and 4,8, (4 + 4 (р-1)) coils, connected to a four-phase star and are the first output, the second output of the single-phase winding through two differently connected diodes is connected to the branches formed by coils with even numbers, in addition, the second output through a series-connected capacitor and 2 other differently connected diodes is connected to the branches formed by coils with odd numbers so what the anodes of diodes connected branches 1 and 4, and to the cathodes 2 and 3 branches.

Недостатком такого двигателя является сложность конструкции из-за большого количества диодов в схеме соединения обмотки. The disadvantage of this motor is the design complexity due to the large number of diodes in the winding connection diagram.

Целью изобретения является упрощение конструкции двигателя. The aim of the invention is to simplify the design of the engine.

Это достигается тем, что в известном синхронном редукторном двигателе, содержащем ротор с Z_r зубцами и статор с 4р полюсами (р 1,2,3.) на внутренней поверхности которых выполнены элементарные зубцы по Z_s зубцов на каждом полюсе, причем Z_r 4р(Z_s+К)±р, (где К 0,1,2, целое число), в большие пазы между полюсами уложены катушки однофазной обмотки по одной на каждом полюсе, катушки, расположенные на одноименных полюсах с номерами, различающимися на 4 (считая по часовой стрелке вдоль поверхности статора), соединены последовательно "конец" с "началом" и образуют 4 ветви "конец" первой ветви, образованной 1,5,1 + 4(р-1) катушками, соединен с "началом" третьей ветви, образованной 3,7,3+4 (р-1) катушками, и точка соединения этих ветвей подключена к первому выводу обмотки "конец" второй ветви, обpазованной 2,6,2+4 (р-1) катушками, соединен с "началом" 4-й ветви, образованной 4,8,4 + 4 (р-1) катушками, и точка соединения этих ветвей через последовательно включенный конденсатор также подключена к первому выводу, а к второму выводу подключены два диода таким образом, что с анодом первого из них соединены первая и четвертая ветви, а с катодом второго диода соединены вторая и третья ветви.This is achieved by the fact that in the well-known synchronous gear motor containing a rotor with Z _r teeth and a stator with 4p poles (p 1,2,3.) On the inner surface of which elementary teeth are made of Z _s teeth at each pole, and Z _r 4p (Z _s + K) ± p, (where K 0,1,2, integer), single-phase winding coils are placed in large grooves between the poles, one at each pole, coils located at the same poles with numbers differing by 4 ( counting clockwise along the surface of the stator), the end is connected in series with the beginning, and form 4 branches, the “end” of the first branch formed by 1,5,1 + 4 (p-1) coils is connected to the “beginning” of the third branch formed by 3,7,3 + 4 (p-1) coils, and the connection point of these of branches connected to the first output of the winding, the "end" of the second branch, formed by 2,6,2 + 4 (r-1) coils, connected to the "beginning" of the 4th branch, formed by 4,8,4 + 4 (r-1) coils, and the connection point of these branches through a series-connected capacitor is also connected to the first terminal, and two diodes are connected to the second terminal in such a way that the first and fourth branches are connected to the anode of the first one, and the second and third branches are connected to the cathode of the second diode.

На фиг.1 показан предлагаемый двигатель, общий вид; на фиг.2 схема соединения обмоток; на фиг.3а,б диаграмма токов и МДС обмотки. Figure 1 shows the proposed engine, a General view; figure 2 diagram of the connection of the windings; on figa, b diagram of currents and MDS winding.

Двигатель (фиг.1) состоит из ротора 1 с зубцами 2 и статора 3 с полюсами 4-11. На внутренней поверхности 4р 8 полюсов (р=2) выполнены элементарные зубцы 12. В качестве примера рассмотрен двигатель с числом элементарных зубцов на полюсе Z_s=4; При этом число зубцов на роторе Z_r30 (К 0). В большие пазы между полюсами уложена однофазная обмотка 13, образованная катушками 14-21 (фиг.2), по одной на каждом полюсе. Катушки с номерами, отличающимися на 4, образуют ветви. Так, 1 ветвь образована 14 и 18 катушками, вторая ветвь 15 и 19 катушками, третья ветвь 16 и 20 катушками, а четвертая 17 и 21 катушками. В пределах ветви катушки соединены последовательно "конец" с "началом". Например, в 1-й ветви "конец" катушки 14 соединен с "началом" катушки 18 и за "начало" ветви принято "начало" катушки 14. "Конец" 1 ветви и "начало" третьей ветви соединены вместе и из точки соединения выполнен первый вывод обмотки. Кроме того, соединены между собой "начало" четвертой ветви и "конец" второй ветви и между этой точкой соединения и первым выводом обмотки включен конденсатор 22. К второму выводу обмотки подключены два диода 23,24 таким образом, что с анодом первого из них 23 соединены 1 и 4 ветви, а с катодом второго диода 24 2 и 3 ветви.The engine (figure 1) consists of a rotor 1 with teeth 2 and a stator 3 with poles 4-11. On the inner surface of the 4p 8 poles (p = 2) elementary teeth 12 are made. As an example, an engine with the number of elementary teeth on the pole Z _s = 4 is considered; Furthermore, the number of teeth on the rotor Z _r 30 (K 0). In large grooves between the poles laid single-phase winding 13, formed by coils 14-21 (figure 2), one at each pole. Coils with numbers different by 4 form branches. So, 1 branch is formed by 14 and 18 coils, the second branch 15 and 19 coils, the third branch 16 and 20 coils, and the fourth 17 and 21 coils. Within the branch of the coil, the “end” is connected in series with the “beginning”. For example, in the 1st branch, the "end" of the coil 14 is connected to the "beginning" of the coil 18 and the "beginning" of the coil 14 is taken as the "beginning" of the branch 14. The "end" of the 1st branch and the "beginning" of the third branch are connected together and first output of the winding. In addition, the "beginning" of the fourth branch and the "end" of the second branch are connected to each other and a capacitor 22 is connected between this connection point and the first output of the winding. Two diodes 23.24 are connected to the second output of the winding so that the anode of the first 23 connected 1 and 4 branches, and with the cathode of the second diode 24 2 and 3 branches.

Двигатель работает следующим образом. The engine operates as follows.

При подаче на выводы однофазной обмотки переменного напряжения по катушкам 15 21 протекают токи, характер которых представлен на фиг.3а. Ниже (фиг. 3б) показано распределение МДС по полюсам в произвольно взятый момент времени, например, когда максимальный ток протекает по 14 и 18 катушкам, а в 21,15,19 и 17 катушках ток близок к нулю. Соответственно ротор стремится занять такое положение, чтобы в данный момент времени оси элементарных зубцов под полюсами 4 и 8 и оси зубцов в этой области ротора совпадали. В следующий момент времени оси максимума МДС сместится в сторону полюсов 5 и 9 и ротор изменит свое положение. When applying to the conclusions of a single-phase winding of an alternating voltage through coils 15 21 currents flow, the nature of which is presented in figa. Below (Fig. 3b) shows the distribution of the MDS at the poles at an arbitrary point in time, for example, when the maximum current flows through 14 and 18 coils, and in 21,15,19 and 17 coils, the current is close to zero. Accordingly, the rotor tends to take such a position that at a given time the axis of the elementary teeth under the poles 4 and 8 and the axis of the teeth in this region of the rotor coincide. At the next time, the maximum axis of the MDS will shift toward the poles 5 and 9 and the rotor will change its position.

В отличие от двигателя, принятого за прототип, предлагаемый двигатель имеет в схеме соединения обмоток на два диода меньше, упрощая его конструкцию, что немаловажно для использования таких двигателей в бытовой технике. Unlike the engine adopted for the prototype, the proposed engine has two diodes less in the connection circuit of the windings, simplifying its design, which is important for the use of such engines in household appliances.

Claims

SYNCHRONOUS REDUCER ENGINE, containing a rotor with Z _p teeth and a stator with 4p poles (p = 1, 2, 3, ...,), on the inner surface of which there are elementary teeth with Z _s teeth at each pole, with Z _r = 4p (Z _s + K) ± p (where K = 0, 1, 2, ... is an integer), coils of a single-phase winding are placed in large grooves between the poles, one at each pole, coils located at the same poles with numbers, differing by 4, the "end" with the "beginning" are connected in series and form four branches, characterized in that the "end" of the first branch formed by 1, 5, ..., 1 + 4 (p - 1) coils, connected to the "beginning" of the third branch formed by 3, 7, ..., 3 + 4 (p - 1) coils, and the connection point of these branches is connected to the first output of the winding, the "end" of the second branch formed by 2, 6, ..., 2 + 4 (p - 1) coils is connected to the "beginning" of the fourth branch formed by 4, 8, ..., 4 + 4 (p - 1) coils and the connection point of these branches through a series-connected capacitor is also connected to the first terminal, and two diodes are connected to the second terminal in such a way that the first and fourth branches are connected to the anode of the first one, and watt to the cathode of the second diode Heaven and third branches.