RU2085003C1 - Статор двухфазного двигателя переменного тока - Google Patents
Статор двухфазного двигателя переменного тока Download PDFInfo
- Publication number
- RU2085003C1 RU2085003C1 RU93029283A RU93029283A RU2085003C1 RU 2085003 C1 RU2085003 C1 RU 2085003C1 RU 93029283 A RU93029283 A RU 93029283A RU 93029283 A RU93029283 A RU 93029283A RU 2085003 C1 RU2085003 C1 RU 2085003C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- poles
- halves
- width
- pole pieces
- stator
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
Использование: при производстве асинхронных и синхронных двигателей малой мощности. Сущность изобретения: в предложенном статоре двигателя, имеющем разъемную конструкцию, при общем его ярме 1 система явновыраженных полюсов 2-5 разделяется в осевом направлении на две половины. В поперечном сечении любой половины полюсные наконечники разных фаз имеют разную ширину вдоль окружности ротора. В разных половинах полюса с полюсными наконечниками одинаковой ширины смещены в тангенциальном направлении на 90o друг относительно друга, но ширина той части полюсов, на которую надеваются сосредоточенные катушки 6, одинакова у обеих фаз и остается постоянной по всей длине двигателя. Отношение дуги меньшего полюсного наконечника к дуге большего находится в пределах 0,33-0,40. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано при производстве асинхронных и синхронных двигателей малой мощности, предназначенных для питания от однофазной сети. Такие двигатели по своему внутреннему устройству обычно являются двухфазными, причем одна фаза включается в сеть непосредственно, а другая через фазосмещающий элемент (чаще всего конденсатор). Обычно обмотка статора выполняется распределенной по его пазам, причем она укладывается в пазы вручную, что представляет очень трудоемкую операцию, или с помощью дорогостоящих, сложных и ненадежных станков, требующих постоянной профилактики и наладки.
Для уменьшения трудоемкости изготовления и повышения технологичности двигатели малой мощности выполняют с сосредоточенными обмотками на статоре, например, асинхронные двигатели серии ДКВ (Справочник по электрическим машинам /Под ред. И.П. Копылова. М. Энергоатомиздат, 1989, т. 2, с. 649).
Прототипом предлагаемого изобретения является двухфазный конденсаторный двигатель, предназначенный для питания от однофазной сети (Лопухина Е.М. и Сенчуков Г.А. Проектирование асинхронных микродвигателей с применением ЭВМ. М. Высшая школа, 1980, с. 15). В этом двигателе статор выполняется разъемным. Полюсная система состоит из четырех явновыраженных полюсов, противоположные пары которых принадлежат одной из фаз, полюсные наконечники всех четырех полюсов одинаковы и соединяются между собой перемычками, в результате чего образуется единая крестовина полюсов, которая запрессовывется в ярмо статора. Катушки обмотки статора наматываются отдельно на специальные каркасы, надеваются на полюса до запрессовывания последних в ярмо статора.
Несмотря на четыре явновыраженных полюса в магнитной системе статора, каждая его фаза создает двухполюсное магнитное поле. Катушки каждой фазы занимают два противоположных полюса, а зона действия магнитного поля фазы простирается лишь на половину окружности ротора. Отсюда основные недостатки этих двигателей плохое использование по основной (двухполюсной) пространственной гармонической поля и большое влияние паразитных высших пространственных гармонических. Так, при длине дуги полюсных наконечников, равной четверти внутренней окружности статора, обмоточные коэффициенты для всех пространственных гармоник поля одинаковы:
,
при этом амплитуда МДС ν-й гармоники только в n раз меньше амплитуды МДС первой гармоники: Fmν= Fm1/ν (см. фиг. 2, а).
,
при этом амплитуда МДС ν-й гармоники только в n раз меньше амплитуды МДС первой гармоники: Fmν= Fm1/ν (см. фиг. 2, а).
По этой причине в указанных двигателях при разгоне развиваются достаточно большие тормозные моменты от третьей и пятой гармоник поля, возникают провалы в кривой момента от скорости и ротор двигателя может разогнаться лишь до скорости, близкой к синхронной скорости пятой (600 об/мин) и третьей (1000 об/мин) гармоник. Действие высших гармоник поля отрицательно сказывается и на рабочих характеристиках двигателя (при скоростях, соответствующих двухполюсной машине, т.е. близких к 3000 об/мин). По отношению к полям высших гармоник ротор вращается с большим скольжением, что приводит к появлению значительных дополнительных токов и потерь в роторе, уменьшению полезного момента и КПД двигателя. Поэтому двигатели выпускаются только на очень малые мощности (до 25 Вт), при которых отмеченные отрицательные эффекты несколько сглаживаются и двигатели оказываются работоспособными.
Целью предлагаемого изобретения является улучшение кривой распределения поля и, как следствие, улучшение пусковых и рабочих характеристик двигателя за счет уменьшения провалов, обусловленных высшими гармониками поля, и повышение верхнего диапазона мощности двигателя при сохранении простой и технологичной конструкции явнополюсного разъемного статора.
В статоре двухфазного двигателя, содержащем шихтованное ярмо и установленную в нем систему явновыраженных полюсов с наконечниками, на полюсах установлены катушки на каркасах, противолежащие по окружности пары которых принадлежат одной фазе, система явновыраженных полюсов в осевом направлении разделена на две половины, и в каждой из половин полюсные наконечники одной пары выполнены большей ширины по сравнению с полюсными наконечниками другой пары противолежащих полюсов. Полюса с наконечниками одинаковой ширины в разных половинах системы полюсов смещены в тангенциальном направлении на 90o друг относительно друга.
Отношение ширины полюсных наконечников одной пары противолежащих полюсов к ширине полюсных наконечников другой пары противолежащих полюсов может быть в пределах 0,33 oC 0,40. Кроме того, половины полюсов могут быть выполнены из четырехзубчатых пластин с отверстием под ротор, основания зубцов образуют полюсные наконечники, а верхушки зубцов выполнены одинаковой ширины.
На фиг. 1 (а и б) показаны два поперечных сечения статора предлагаемого электродвигателя в двух его разных аксиальных половинах. Ярмо статора 1 -общее для обеих половин, а полюсные системы отличаются только тем, что они сдвинуты на 90o в тангенциальном направлении. Явновыраженные полюса 2-5 набраны из шихтованных пластин. На полюса надеты катушки 6 на каркасах, противолежащие пары которых принадлежат одной фазе. Ширина наконечников 7 и 8 полюсов 2 и 4 больше ширины полюсных наконечников 9 и 10 другой пары противолежащих полюсов 3 и 5. В результате получается, что полюсные наконечники каждого полюса на одной половине длины двигателя охватывают одну дугу αп1, а на другой половине длины другую дугу αп2. Пластины, из которых набраны явновыраженные полюса, могут быть четырехзубчатыми (фиг. 1) с отверстием под ротор, два противолежащих зубца 2 и 4 образуют полюса одной фазы. Основания зубцов 7, 8 и 9, 10 образуют полюсные наконечники, а верхушки зубцов выполнены одинаковой ширины. Такое выполнение полюсов упрощает технологический процесс изготовления двигателей, так как пластины вырубаются с помощью одного штампа. Для достаточного уменьшения (по сравнению с прототипом) высших пространственных гармоник поля (в первую очередь, третьей и пятой) при практическом сохранении величины рабочей первой гармоники отношение дуг меньшего и большего полюсного наконечников следует выбрать в диапазоне 0,33-0,40.
Для пояснения эффекта, достигаемого в предлагаемой конструкции статора электродвигателя, на фиг. 2 приведены кривые МДС фазы, создаваемых в прототипе (фиг. 2, а) и в предлагаемом двигателе (фиг. 2, б). В прототипе МДС фазы, приложенная к зазору двигателя, действует в пределах дуги, равной 90o (кривая поля, определяемая его индукцией, несколько сглажена за счет насыщения краев полюсных наконечников и выпучивания силовых линий). В предлагаемом двигателе в одной половине машины вдоль ее оси МДС одной фазы приложена к зазору в пределах дуги αп1, а в другой половине в пределах дуги αп2. Поскольку ЭДС в стержнях ротора, наведенные в обеих половинах, складываются, а величины этих составляющих ЭДС пропорциональны величине поля и длине соответствующего отрезка стержня ротора, то эквивалентная кривая МДС фазы статора, действующая как бы по всей длине ротора, должна быть представлена именно так, как на фиг. 2, б (Wk число витков в катушке одного полюса). Полные потоки (площади кривых фиг. 2, а и б) одинаковы.
В исходной кривой (фиг. 2, а) обмоточные коэффициенты для всех нечетных гармоник МДС одинаковы и равны 0,707. Гармонический состав кривой МДС и поля статора предлагаемого двигателя можно регулировать, изменяя соотношение между αп1 и αп2 (в сумме αп1 и αп22 в двухфазном двигателе должны составлять p радиан).
На фиг. 2, а и б, для сравнения в одинаковом масштабе показаны первые две гармоники МДС первая F1 и третья F3. Так, при aп2/αп1=0,4 третья гармоника уменьшается почти в 2 раза. С уменьшением этого отношения третья гармоника уменьшается в еще большей степени, однако при этом несколько уменьшается и полезная первая гармоника.
Кроме того, в предлагаемой конструкции по сравнению с прототипом кривая распределения проводимости для ответных полей ротора становится более гладкой, более равномерной, с меньшими провалами, что тоже сказывается на уменьшении паразитных асинхронных и синхронных моментов.
Наконец, в предлагаемом двигателе уменьшается индуктивное сопротивление рассеяния статора (за счет уменьшения дифференциального рассеяния), что приводит к увеличению максимального момента и перегрузочной способности двигателя.
Claims (3)
1. Статор двухфазного двигателя переменного тока, содержащий шихтованное ярмо и установленную в нем систему шихтованных явновыраженных полюсов с наконечниками, на полюсах установлены катушки на каркасах, противолежащие по окружности пары которых принадлежат одной фазе, отличающийся тем, что система явновыраженных полюсов в осевом направлении разделена на две половины, и в каждой из половин полюсные наконечники одной пары противолежащих полюсов выполнены большей ширины по сравнению с полюсными наконечниками другой пары противолежащих полюсов, при этом полюсы с наконечниками одинаковой ширины в разных половинах системы полюсов смещены в тангенциальном направлении на 90o друг относительно друга.
2. Статор по п.1, отличающийся тем, что отношение ширины полюсных наконечников одной пары противолежащих полюсов к ширине полюсных наконечников другой пары противолежащих полюсов лежит в пределах 0,33 0,40.
3. Статор по п.1 или 2, отличающийся тем, что половины системы полюсов выполнены из четырехзубчатых пластин с отверстием под ротор, основания зубцов образуют полюсные наконечники, а верхушки зубцов выполнены одинаковой ширины.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93029283A RU2085003C1 (ru) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | Статор двухфазного двигателя переменного тока |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93029283A RU2085003C1 (ru) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | Статор двухфазного двигателя переменного тока |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93029283A RU93029283A (ru) | 1995-11-10 |
RU2085003C1 true RU2085003C1 (ru) | 1997-07-20 |
Family
ID=20142642
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93029283A RU2085003C1 (ru) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | Статор двухфазного двигателя переменного тока |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2085003C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2505909C2 (ru) * | 2012-02-07 | 2014-01-27 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Конструкция статора трехфазного асинхронного двигателя малой мощности |
RU181898U1 (ru) * | 2018-05-11 | 2018-07-26 | Акционерное общество "Электромашиностроительный завод "ЛЕПСЕ" | Электродвигатель |
-
1993
- 1993-06-08 RU RU93029283A patent/RU2085003C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Справочник по электрическим машинам/ Под ред.Копылова И.П. - М.: Энергоатомиздат, т. 2, 1989. Лопухина Е.М., Семенчукова Г.А. Проектирование асинхронных микродвигателей с применением ЭВМ. - М.: Высшая школа, 1980, с. 15. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2505909C2 (ru) * | 2012-02-07 | 2014-01-27 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Конструкция статора трехфазного асинхронного двигателя малой мощности |
RU181898U1 (ru) * | 2018-05-11 | 2018-07-26 | Акционерное общество "Электромашиностроительный завод "ЛЕПСЕ" | Электродвигатель |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Lawrenson et al. | Developments in the performance and theory of segmental-rotor reluctance motors | |
Aydin et al. | Design and 3D electromagnetic field analysis of non-slotted and slotted TORUS type axial flux surface mounted permanent magnet disc machines | |
CA1167897A (en) | Half-pitch capacitor induction motor | |
Bomela et al. | Effect of stator chording and rotor skewing on performance of reluctance synchronous machine | |
Gan et al. | A new surface-inset, permanent-magnet, brushless DC motor drive for electric vehicles | |
Broadway | Cageless induction machine | |
Moallem et al. | Effect of rotor profiles on the torque of a switched-reluctance motor | |
EP1316136A2 (en) | Dc- or ac-commutator motors with concentrated windings | |
Huang et al. | Analysis and evaluation of the transverse flux circumferential current machine | |
MXPA00003737A (es) | Maquina de corriente alterna. | |
Jia et al. | Improved torque capacity for flux modulated machines by injecting DC currents into the armature windings | |
Hwang et al. | Design and analysis of a high power density and high efficiency permanent magnet DC motor | |
Lawrenson et al. | Low-inertia reluctance machines | |
US3634707A (en) | Motor | |
Bomela et al. | Effect of machine design on performance of reluctance synchronous machine | |
RU2085003C1 (ru) | Статор двухфазного двигателя переменного тока | |
Mizuno et al. | Basic principles and characteristics of hybrid excitation synchronous machine | |
JP2002247816A (ja) | 誘導始動同期電動機 | |
JPH07106046B2 (ja) | 永久磁石同期機形モ−タ | |
JPH04210758A (ja) | 永久磁石回転子 | |
JP3350971B2 (ja) | Pm形バーニヤモータ | |
Liu et al. | Research on reducing reluctance torque of permanent magnet toroidal motor | |
Qu et al. | Split-phase claw-pole induction machines with soft magnetic composite cores | |
AGU | The transfer-field electric machine | |
RU2088029C1 (ru) | Двухфазный двигатель переменного тока |