RU2066912C1 - Синхронный двигатель с электромагнитной редукцией - Google Patents
Синхронный двигатель с электромагнитной редукцией Download PDFInfo
- Publication number
- RU2066912C1 RU2066912C1 RU94010314A RU94010314A RU2066912C1 RU 2066912 C1 RU2066912 C1 RU 2066912C1 RU 94010314 A RU94010314 A RU 94010314A RU 94010314 A RU94010314 A RU 94010314A RU 2066912 C1 RU2066912 C1 RU 2066912C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- phases
- semi
- stator
- winding
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
Использование: в качестве тихоходных силовых электродвигателей. Синхронный двигатель с электромагнитной редукцией, содержит зубчатый статор с числом зубцов Zp, зубчатый статор и m-фазную обмотку, каждая фаза которой состоит из двух параллельно соединенных между собой полуфаз с включенными в них диодами. Полуфазы каждой фазы смещены относительно друг друга на 180 электрических градусов. Статор выполнен с равномерно распределенными по окружности зубцами, число которых Zc связан с числом зубцов ротора Zp соотношением Zp = Zc ± p, где p = 1, 2, 3... - число пар полюсов расположенной в статоре m-фазной обмотки, которая выполнена распределенной. Полуфазы в каждой фазе соединены между собой встречно, а конец второй полуфазы соединен с началом первой полуфазы. Диоды в полуфазах каждой фазы включены согласно относительно начала этих полуфаз, а каждая полуфаза состоит из p согласно соединенных между собой катушечных групп. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к области электротехники, а точнее к тихоходным синхронным двигателям с электромагнитной редукцией.
Известны синхронные реактивные двигатели с электромагнитной редукцией, содержащие зубчатый статор, в пазах которого размещена многофазная обмотка, и зубчатый ротор, число зубцов которого Zp связано с числом зубцов статора Zc соотношением Zp Zc ± 2 p, где p число пар полюсов обмотки статора. Частота вращения ротора этого двигателя определяется по формуле n 120 f/Zp, где n частота вращения ротора в оборотах в минуту, f частота питающего напряжения в Гц (см. книгу П.Ю.Каасика. Тихоходные безредукторные микродвигатели. М. Энергия, 1974, с. 8-9).
Такие двигатели отличаются от других типов двигателей с электромагнитной редукцией наиболее простой конструкцией, т.к. не содержат обмотки возбуждения и выполняются однопакетными. Однако они не находят широкого применения из-за необходимости разгона ротора перед подключением обмотки к многофазному напряжению, т. к. за один электрический период питающего напряжения ротор поворачивается на два зубчатых деления, что исключает возможность самозапуска.
Частично указанные недостатки устранены в синхронном двигателе с электромагнитной редукцией, содержащем зубчатый ротор, статор с полюсами, на внутренней поверхности которых выполнены зубцы, и многофазную обмотку, каждая фаза которой содержит параллельно соединенные между собой две полуфазы, смещенные относительно друг друга на 180 электрических градусов и содержащие встречно включенные диоды, причем каждая полуфаза состоит из последовательно и согласно соединенных между собой катушек, размещенных на диаметрально расположенных зубчатых полюсах (см. патент Франции N 2272519, 1975).
В таком двигателе за один электрический период питающего напряжения осуществляется поворот ротора только на одно зубцовое деление, что значительно повышает пусковой момент двигателя, поэтому при низкой частоте вращения ротора до 20-25 об/мин и частоте питающего напряжения 50 Гц он становится самозапускающимся.
Однако этот двигатель, также как и вышеописанный, имеет ограниченное применение, т. к. из-за больших потерь в меди многофазной обмотки, которые, как правило, превышают полезную мощность на валу ротора, имеют низкий КПД. Кроме того, из-за сосредоточенной обмотки статора в таком двигателе не обеспечивается плавное вращение ротора, а самозапускающимся он является только при очень низкой частоте вращения.
Целью данного изобретения является устранение указанных недостатков, т. е. повышение пускового момента, КПД и плавности вращения синхронного двигателя с электромагнитной редукцией.
Указанная цель достигается тем, что в синхронном двигателе с электромагнитной редукцией, содержащем зубчатый ротор с числом зубцов Zp, зубчатый статор и m-фазную обмотку, каждая фаза которой состоит из двух параллельно соединенных между собой полуфаз с включенными в них диодами, причем полуфазы каждой фазы смещены относительно друг друга на 180 электрических градусов, статор выполнен с равномерно распределенными по окружности зубцами, число которых Zp связано с числом зубцов ротора Zp соотношением Zp Zc ± p, где p 1, 2, 3. число пар полюсов расположенной в статоре m-фазной обмотки, которая выполнена распределенной, при этом полуфазы в каждой фазе соединены между собой встречно, т.е. конец первой полуфазы соединен с началом второй полуфазы, а конец второй полуфазы соединен с началом первой полуфазы, причем диоды в полуфазах каждой фазы включены согласно относительно начала этих полуфаз, а каждая полуфаза состоит из p согласно соединенных между собой катушечных групп, т. е. конец первой катушечной группы соединен с началом второй катушечной группы и т.д.
Кроме того, для упрощения монтажа выводных концов обмотки при соединении фаз звездой, в каждой фазе диод первой полуфазы подключен катодом к началу полуфазы, а диод второй полуфазы подключен анодом к ее концу.
На фиг.1 представлен общий вид двигателя с электромагнитной редукцией в разрезе.
На фиг.2 представлена развернутая схема трехфазной обмотки двигателя.
Предложенный двигатель с электромагнитной редукцией содержит: зубчатый статор 1 (см. фиг.1), выполненный из листовой электротехнической стали с равномерно распределенными по окружности зубцами 2, число которых Zc 36; зубчатый ротор 3, выполненный также из листовой электротехнической стали с равномерно распpеделенными по окружности зубцами 4, число которых Zp определяется из соотношения Zp Zc ± p 36 2 34, где p число пар полюсов расположенной в пазах статора 1 трехфазной обмотки 4, принятое равным двум. Трехфазная обмотка 5 (см. фиг.2) выполнена распределенной и каждая ее фаза состоит из параллельно и встречно соединенных между собой полуфаз, например, в фазе А-Х конец первой полуфазы Х соединен с началом второй полуфазы A2, а конец второй полуфазы X2 соединен с началом первой полуфазы A1. Аналогично соединены между собой полуфазы в фазах B-Y и C Z. При этом, полуфазы каждой фазы смещены относительно друг друга на 180 электрических градусов, например, в фазе A-Х полуфаза A2-X2 смещена относительно полуфазы A1-X1 на 180 электрических градусов. Аналогично смещены полуфазы в фазах B-Y и C-Z. Кроме того, параллельно соединенные между собой полуфазы каждой фазы содержат согласно включенные относительно начала этих полуфаз диоды, например, диоды в полуфазах A1-X1 и A2-X2 фазы A-X включены согласно относительно начала этих полуфазах A1 и A2. Аналогично включены диоды в полуфазах фаз B-Y и C-Z. Причем для упрощения монтажа выводных концов обмотки при соединении фаз звездой, диоды в полуфазах A1 X1, B1-Y1, C1-Z1 подключены катодом к началу этих полуфаз A1, B1, C1, а в полуфазах A2-X2, B2 -Y2, C2-Z2 анодом к концам этих полуфаз X2, Y2, Z2, т.к. в этом случае объединенные в общую точку выводные концы X1, Y1, Z1 и A2, B2, C2 не содержат диодов. Каждая полуфаза обмотки 5 состоит из двух катушечных групп (т.к. p - число пар полюсов обмотки равно 2), соединенных между собой согласно, т.е. конец первой катушечной группы соединен с началом второй катушечной группы, а каждая катушечная группа содержит по три последовательно соединенных между собой катушек, выполненных с шагом обмотки, равным полюсному делению τ, которое равно Zc/2p 36/2•2 9 зубцовым делениям статора 1. Фазы двухслойной обмотки 5 соединены между собой по схеме звезда, т. е. концы фаз X, Y, Z объединены в общую точку, как и в обычных трехфазных обмотках.
Работает предложенный синхронный двигатель с электромагнитной редукцией следующим образом. При подключении выводных концов А, В, С фаз обмотки к трехфазному напряжению в статоре 1 возникает вращающееся магнитное поле, которое, взаимодействуя через зубцы 2 статора 1 с зубцами 4 ротора 3, приводит последний во вращение. Частота вращения ротора 3 в оборотах в минуту определяется по формуле n 60•f/p• i, где f частота напряжения трехфазной сети в Гц; p число пар полюсов обмотки статора; i коэффициент редукции двигателя, определяемый из соотношения i Zp/ Zc-Zp Подставляя значения f 50 Гц, p 2, a i 17 в эту формулу, находим n 60•50/2•17 88,2 об/мин. Для наглядности на фиг. 2 стрелками обозначены катушки полуфаз A1-X1 и С2-Z2, по которым проходит ток в момент времени, когда амплитуда тока в фазе А равна амплитуде тока в фазе С, а ток в фазе В отсутствует. Полуфазы A1-X1 и C2-Z2 смещены относительно друг друга на 60 электрических градусов, что соответствует 30 угловым градусам или трем зубцовым делениям статора 1, поэтому своими катушечными группами они создают результирующую намагничивающую силу в зубцах 2 статора 1, расположенных между 10 и 18, а также между 28 и 36 пазами статора (см. фиг.1), которые взаимодействуя с зубцами 4 ротора 3, создают вращающий момент, направление которого указано стрелкой.
Благодаря распределенной обмотке, выполненной с шагом, равным полюсному делению и равномерно распределенным по окружности статора зубцам, исключается пульсация результирующей намагничивающей силы полюсов за период питающего напряжению, что обеспечивает плавное вращение ротора, а также значительное уменьшение потерь в меди и соответственно повышение КПД двигателя. При этом выполнение обмотки с шагом, равным полюсному делению, позволяет при запуске двигателя перераспределятся магнитному потоку в пределах полюсного деления, повышая этим пусковой момент двигателя.
Предложенный двигатель с электромагнитной редукцией может быть выполнен с соединением фаз обмотки по схеме треугольник, в этом случае диоды во всех полуфазах могут быть подключены либо катодом к началу полуфаз, либо анодом к концу полуфаз или так же, как и при соединении фаз в звезду.
Предложенный двигатель может быть выполнен с укороченным шагом обмотки, например, при полюсном делении, равном 9 зубцовым делениям, шаг обмотки для катушек может быть равен 7/9 или 8/9 полюсного деления.
При числе фаз двигателя, равным двум, предложенный двигатель так же, как и известные двухфазные двигатели, посредством включения в одну из фаз конденсатора, может быть подключен к однофазной сети.
Предложенный двигатель с электромагнитной редукцией предполагается патентовать за границей, а также намечается его серийный выпуск.
Claims (2)
1. Синхронный двигатель с электромагнитной редукцией, содержащий зубчатый ротор с числом зубцов Zp, зубчатый статор и m-фазную обмотку, каждая фаза которой состоит из двух параллельно соединенных между собой полуфаз с включенными в них диодами, причем полуфазы каждой фазы смещены относительно друг друга на 180 электрических градусов, отличающийся тем, что статор выполнен с равномерно распределенными по окружности зубцами, число которых Zc связано с числом зубцов ротора Zp, соотношением Zp Zc±P, где p 1,2,3, число пар полюсов расположенной в статоре m-фазной обмотки, которая выполнена распределенной, при этом полуфазы в каждой фазе соединены между собой встречно, диоды в полуфазах каждой фазы включены согласно относительно начала этих полуфаз, а каждая полуфаза состоит из p согласно соединенных между собой катушечных групп.
2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что при соединении фаз звездой, в каждой фазе диод первой полуфазы подключен катодом к началу полуфазы, а диод второй полуфазы подключен анодом к ее концу.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94010314A RU2066912C1 (ru) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | Синхронный двигатель с электромагнитной редукцией |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94010314A RU2066912C1 (ru) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | Синхронный двигатель с электромагнитной редукцией |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94010314A RU94010314A (ru) | 1995-10-27 |
RU2066912C1 true RU2066912C1 (ru) | 1996-09-20 |
Family
ID=20153913
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94010314A RU2066912C1 (ru) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | Синхронный двигатель с электромагнитной редукцией |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2066912C1 (ru) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2497264C1 (ru) * | 2012-09-10 | 2013-10-27 | Михаил Иванович Лузин | Синхронный реактивный двигатель с электромагнитной редукцией |
RU2498484C2 (ru) * | 2011-12-22 | 2013-11-10 | Открытое акционерное общество "АЛНАС" (ОАО "АЛНАС") | Погружной синхронный электродвигатель |
RU2545167C1 (ru) * | 2013-08-20 | 2015-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" | Синхронный электродвигатель |
RU2551640C1 (ru) * | 2014-04-28 | 2015-05-27 | Александр Александрович Дульцев | Синхронный реактивный электродвигатель |
RU2662233C1 (ru) * | 2017-11-22 | 2018-07-25 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Резонанс" (ООО НПП "Резонанс") | Индукторная электрическая машина |
RU2727956C1 (ru) * | 2019-06-07 | 2020-07-28 | Михаил Иванович Новиков | Электродвигатель |
-
1994
- 1994-03-25 RU RU94010314A patent/RU2066912C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1.Каасик П.Ю. Тихоходные безредукторные микродвигатели.- М.: Энергия, 1974, с. 8-9. 2. Патент Франции N 2272519, кл. H 02 K 19/24, 1975. * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2498484C2 (ru) * | 2011-12-22 | 2013-11-10 | Открытое акционерное общество "АЛНАС" (ОАО "АЛНАС") | Погружной синхронный электродвигатель |
RU2497264C1 (ru) * | 2012-09-10 | 2013-10-27 | Михаил Иванович Лузин | Синхронный реактивный двигатель с электромагнитной редукцией |
RU2545167C1 (ru) * | 2013-08-20 | 2015-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" | Синхронный электродвигатель |
RU2551640C1 (ru) * | 2014-04-28 | 2015-05-27 | Александр Александрович Дульцев | Синхронный реактивный электродвигатель |
RU2662233C1 (ru) * | 2017-11-22 | 2018-07-25 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Резонанс" (ООО НПП "Резонанс") | Индукторная электрическая машина |
RU2727956C1 (ru) * | 2019-06-07 | 2020-07-28 | Михаил Иванович Новиков | Электродвигатель |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3978356A (en) | Self-starting synchronous motor with permanent magnet rotor | |
US4038575A (en) | Multi-phase generator | |
US3205384A (en) | Homopolar generator | |
Zulu et al. | Topologies for wound-field three-phase segmented-rotor flux-switching machines | |
CN108886277B (zh) | 使齿槽转矩最小化的永磁铁旋转装置和利用其的永磁铁发电机及永磁铁电动机 | |
MY108313A (en) | Brushless induction synchronous motor with two stators. | |
RU2066912C1 (ru) | Синхронный двигатель с электромагнитной редукцией | |
EP0084717B1 (en) | Electrical machine | |
US6236133B1 (en) | Three-phase brushless motor | |
RU2076433C1 (ru) | Синхронный двигатель с электромагнитной редукцией | |
JPS6032556A (ja) | かご形誘導回転電機 | |
RU2113755C1 (ru) | М-фазный шаговый электродвигатель | |
RU94010314A (ru) | Синхронный двигатель с электромагнитной редукцией | |
RU2072611C1 (ru) | Реактивный двигатель с электромагнитной редукцией | |
RU2047936C1 (ru) | Синхронный электродвигатель | |
RU2497264C1 (ru) | Синхронный реактивный двигатель с электромагнитной редукцией | |
SU1737643A1 (ru) | Трехфазный синхронный редукторный электродвигатель | |
RU2779505C1 (ru) | Многополюсный синхронный электродвигатель | |
JP5602889B2 (ja) | 巻線構造、及び回転電機 | |
KR101905512B1 (ko) | 기동 장치가 필요 없는 영구자석 단상 모터 | |
RU2453971C1 (ru) | Каскадный синхронно-асинхронный генератор | |
RU2731017C1 (ru) | Модульная машина для безредукторного высокомоментного привода | |
RU2075814C1 (ru) | Асинхронный двигатель для низкоскоростного безредукторного электропривода | |
WO2023164870A1 (zh) | 双变极双馈异步电机 | |
RU94018159A (ru) | Реактивный двигатель с электромагнитной редукцией |