RU2510120C1 - Однофазный асинхронный электродвигатель - Google Patents
Однофазный асинхронный электродвигатель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2510120C1 RU2510120C1 RU2012139937/07A RU2012139937A RU2510120C1 RU 2510120 C1 RU2510120 C1 RU 2510120C1 RU 2012139937/07 A RU2012139937/07 A RU 2012139937/07A RU 2012139937 A RU2012139937 A RU 2012139937A RU 2510120 C1 RU2510120 C1 RU 2510120C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- magnetic
- stator
- main
- electric motor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании однофазных асинхронных электродвигателей с пусковой обмоткой для электроинструмента и бытовой техники, имеющих существенную нагрузку на валу в момент пуска и работающих в условиях низкого напряжения питающей сети. Однофазный асинхронный электродвигатель содержит ротор и статор с пазами, в которых размещены основная и вспомогательная обмотки, образующие неявновыраженные полюса со смещением магнитных осей по отношению друг к другу на половину полюсного деления. В ярме статора в области пазов, расположенных в зонах магнитных осей основной обмотки, выполнены немагнитные зазоры с образованием мостиков насыщения. Технический результат состоит в повышении пускового момента однофазного асинхронного электродвигателя. 5 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании однофазных асинхронных электродвигателей с пусковой обмоткой для электроинструмента и бытовой техники, имеющих существенную нагрузку на валу в момент пуска и нередко работающих в условиях низкого напряжения питающей сети.
Известен однофазный асинхронный электродвигатель [Абрамов А.Д., Куделько А.Р. Однофазный асинхронный электродвигатель с повышенным пусковым моментом // Электричество, 1990, №12, стр.67-69], в котором короткозамкнутый ротор выполнен длиннее, чем магнитопровод статора с рабочей обмоткой. В зоне, выступающей относительно статора, ротор охвачен двумя магнитопроводами, каждый из которых имеет С-образную форму и полюсные наконечники.
Данная конструкция наряду с повышением пускового момента предполагает увеличение габаритов и массы изделия в сравнении с традиционным однофазным электродвигателем с вспомогательной обмоткой, а также усложняет технологию его изготовления.
Известен однофазный асинхронный электродвигатель [Кацман М.М. Справочник по электрическим машинам: Учебное пособие для студентов образовательных учреждений среднего профессионального образования. М.: Издательский центр «Академия», 2005, стр.106], выбранный в качестве прототипа, содержащий ротор 1 и статор 2 с пазами 3, 4 (фиг.1), в которых размещены основная 5 и вспомогательная 6 обмотки со смещением магнитных осей по отношению друг к другу на половину полюсного деления.
Магнитный поток поперечной реакции ротора Фр, создаваемый под действием ЭДС, наводимой в обмотке ротора 1 магнитным потоком основной обмотки 5, замыкается через воздушные зазоры в зонах расположения пазов 3 с основной обмоткой 5 и ярмо статора 2. Следовательно, величина магнитного потока Фр в прототипе ограничивается, в основном, магнитным сопротивлением воздушных зазоров в зонах расположения пазов 3 с основной обмоткой 5.
Недостатком этого устройства является невысокий пусковой момент, к величине которого предъявляются особые требования при работе с рядом типов нагрузок, например с компрессорами холодильных установок.
Задачей изобретения является повышение пускового момента однофазного асинхронного электродвигателя.
Поставленная задача достигается тем, что однофазный асинхронный электродвигатель, также как в прототипе, содержит ротор и статор с пазами, в которых размещены основная и вспомогательная обмотки, образующие неявновыраженные полюсы со смещением магнитных осей по отношению друг к другу на половину полюсного деления.
Согласно изобретению в ярме статора в области пазов, расположенных в зонах магнитных осей основной обмотки, выполнены немагнитные зазоры с образованием мостиков насыщения.
Предлагаемое изобретение уменьшает индуктивное сопротивление фазы ротора вследствие увеличения магнитного сопротивления для магнитного потока, создаваемого токами ротора.
При выполнении в заявленной конструкции (фиг.2) немагнитных зазоров с образованием мостиков насыщения в ярме статора в области пазов, расположенных в зонах магнитных осей основной обмотки, магнитный поток поперечной реакции ротора представляет совокупность двух магнитных потоков
и
. По сравнению с прототипом каждый из указанных магнитных потоков почти в два раза меньше магнитного потока поперечной реакции ротора Фр (фиг.1), поскольку они создаются уменьшенной (ориентировочно в два раза) магнитодвижущей силой ротора. Соответственно, каждый из магнитных потоков
и
охватывает меньшее число проводников ротора в сравнении с прототипом. В результате величина индуктивности ротора в конструкции предлагаемого однофазного асинхронного электродвигателя уменьшается почти в два раза по сравнению с однофазным асинхронным электродвигателем, выполненным по конструкции прототипа.
Выполнение мостиков насыщения в ярме статора в заявленной конструкции однофазного асинхронного электродвигателя практически не влияет на величину основного магнитного потока, создаваемого основной обмоткой, и на электромагнитные параметры основной фазы статора.
Таким образом, уменьшение индуктивности обмотки ротора сопровождается снижением величины индуктивного сопротивления фазы ротора и, соответственно, повышением пускового момента электродвигателя, поскольку момент критический и скольжение критическое при этом возрастают [Москаленко В.В., Автоматизированный электропривод. М.: Энергоатомиздат, 1986, стр.196].
На фиг.1 изображена активная часть однофазного асинхронного электродвигателя, выбранного в качестве прототипа.
На фиг.2 приведена активная часть однофазного асинхронного электродвигателя предлагаемой конструкции с мостиками насыщения в наружной части ярма статора.
На фиг.3 приведена активная часть однофазного асинхронного электродвигателя предлагаемой конструкции с мостиками насыщения во внутренней части ярма статора.
На фиг.4 приведена активная часть однофазного асинхронного электродвигателя предлагаемой конструкции с мостиками насыщения одновременно в наружной и внутренней частях ярма статора.
На фиг.5 представлены расчетные механические характеристики однофазных асинхронных электродвигателей (М* - момент, отнесенный к номинальному моменту; S - скольжение), где кривая 1 - для электродвигателя, выбранного в качестве прототипа, а кривая 2 - для предлагаемого электродвигателя.
Однофазный асинхронный электродвигатель (фиг.2) содержит ротор 1, статор 2 с пазами 3, в которых уложена основная обмотка 5, и пазами 4, в которых уложена вспомогательная обмотка 6. В области пазов 4 вспомогательной обмотки 6, расположенных в зонах магнитных осей основной обмотки 5 (магнитные оси совпадают с осью ординат), образованы мостики насыщения 8 путем выполнения немагнитных зазоров 7.
Полюсное деление каждой из систем полюсов составляет 180°, сдвиг основной и вспомогательной систем полюсов выполнен на 90° относительно друг друга. Возможно выполнение предлагаемой конструкции электродвигателя с большим числом полюсов в каждой из фаз, например, с четырьмя полюсами.
Вспомогательные обмотки 6 имеют большее, по сравнению с основными обмотками 5, соотношение активного и индуктивного сопротивлений, либо включены последовательно с конденсатором.
Мостики насыщения 8 могут быть расположены, например, в наружной части ярма статора (фиг 2), во внутренней части ярма статора (фиг.3), либо одновременно в наружной и внутренней частях ярма статора (фиг.4). При этом немагнитные зазоры 7 могут иметь различное поперечное сечение, например, в виде сквозных отверстий (фиг.4) или в виде выемок с уширением к наружной части ярма, как показано на фиг.3.
При включении основной фазы с основными обмотками 5 и вспомогательной фазы с вспомогательными обмотками 6 в сеть переменного напряжения создаются два пульсирующих магнитных потока, сдвинутых в пространстве и во времени. Суммарное магнитное поле статора 2, действующее на ротор 1, будет вращаться в пространстве и наводить в короткозамкнутой обмотке ротора 1 ЭДС, под действием которых в короткозамкнутой обмотке ротора 1 будут протекать токи и создавать магнитный поток ротора 1. Взаимодействие магнитных потоков статора 2 и ротора 1 создает вращающий момент на роторе 1. Наличие мостиков насыщения 8 в ярме статора в области пазов 4 вспомогательной обмотки 6, расположенных в зонах магнитных осей основной обмотки 5 приводит к уменьшению индуктивного сопротивления обмотки ротора 1, что сопровождается изменениями во взаимодействии магнитных потоков статора 2 и ротора 1 и увеличением пускового момента однофазного асинхронного электродвигателя. Причем, чем больше пусковые токи ротора 1, тем больше эффект ограничения магнитного потока в мостиках насыщения 8 и снижение индуктивного сопротивления обмотки ротора 1. В результате, пуск электродвигателя при заданной нагрузке осуществляется за более короткий промежуток времени, либо может быть выполнен с увеличенной нагрузкой на валу. После выхода электродвигателя в рабочий режим вспомогательная фаза с вспомогательными обмотками 6 может быть отключена, поскольку при рабочей скорости вращения может обеспечиваться достаточный вращающий электромагнитный момент при работе лишь основной фазы с основными обмотками 5 (для электродвигателя с пусковой обмоткой).
Эффект увеличения пускового момента в предложенной конструкции однофазного электродвигателя подтверждается сравнением расчетных механических характеристик испытуемого типа однофазного асинхронного электродвигателя (фиг.5). Исходные расчетные данные электродвигателя предлагаемой конструкции отличаются от конструкции прототипа, уменьшенным почти в 1,4 раза значением индуктивного сопротивления фазы ротора. Приведенные расчетные зависимости момента М от скольжения S подтверждают повышение пускового момента при снижении индуктивности ротора в электродвигателе предложенной конструкции (кривая 2) в сравнении с конструкцией прототипа (кривая 1), а также снижение частоты вращения на рабочем участке механической характеристики.
Таким образом, использование предлагаемого однофазного асинхронного электродвигателя позволяет повысить пусковой момент, что обеспечивает надежный пуск электродвигателя при близкой к номинальной нагрузке на валу, а также при снижении напряжения питающей сети относительно номинального значения.
Claims (1)
- Однофазный асинхронный электродвигатель, содержащий ротор и статор с пазами, в которых размещены основная и вспомогательная обмотки, образующие неявновыраженные полюсы со смещением магнитных осей по отношению друг к другу на половину полюсного деления, отличающийся тем, что в ярме статора в области пазов, расположенных в зонах магнитных осей основной обмотки, выполнены немагнитные зазоры с образованием мостиков насыщения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012139937/07A RU2510120C1 (ru) | 2012-09-18 | 2012-09-18 | Однофазный асинхронный электродвигатель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012139937/07A RU2510120C1 (ru) | 2012-09-18 | 2012-09-18 | Однофазный асинхронный электродвигатель |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2510120C1 true RU2510120C1 (ru) | 2014-03-20 |
Family
ID=50279758
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012139937/07A RU2510120C1 (ru) | 2012-09-18 | 2012-09-18 | Однофазный асинхронный электродвигатель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2510120C1 (ru) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU23487A1 (ru) * | 1929-07-30 | 1931-10-31 | А.И. Моложенюк | Асинхронный однофазный двигатель |
SU1410203A1 (ru) * | 1986-12-26 | 1988-07-15 | Специальное Проектно-Конструкторское Бюро По Трансформаторам Средневолжского Производственного Объединения "Трансформатор" | Статор однофазного асинхронного электродвигател |
SU1636945A1 (ru) * | 1987-09-22 | 1991-03-23 | Специальное Проектно-Конструкторское Бюро По Трансформаторам Средневолжского Производственного Объединения "Трансформатор" | Однофазный асинхронный электродвигатель |
RU2010410C1 (ru) * | 1991-06-24 | 1994-03-30 | Борис Фадеевич Ковалев | Однофазный асинхронный электродвигатель |
RU2028024C1 (ru) * | 1991-08-16 | 1995-01-27 | Евгений Иванович Ефименко | Однофазный электродвигатель |
US5422530A (en) * | 1991-12-16 | 1995-06-06 | Blum Gmbh | Stator for induction motors |
RU2088028C1 (ru) * | 1994-12-19 | 1997-08-20 | Чувашский государственный университет | Двигатель ефименко (его варианты) |
RU2421865C1 (ru) * | 2010-04-12 | 2011-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Однофазный электродвигатель |
-
2012
- 2012-09-18 RU RU2012139937/07A patent/RU2510120C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU23487A1 (ru) * | 1929-07-30 | 1931-10-31 | А.И. Моложенюк | Асинхронный однофазный двигатель |
SU1410203A1 (ru) * | 1986-12-26 | 1988-07-15 | Специальное Проектно-Конструкторское Бюро По Трансформаторам Средневолжского Производственного Объединения "Трансформатор" | Статор однофазного асинхронного электродвигател |
SU1636945A1 (ru) * | 1987-09-22 | 1991-03-23 | Специальное Проектно-Конструкторское Бюро По Трансформаторам Средневолжского Производственного Объединения "Трансформатор" | Однофазный асинхронный электродвигатель |
RU2010410C1 (ru) * | 1991-06-24 | 1994-03-30 | Борис Фадеевич Ковалев | Однофазный асинхронный электродвигатель |
RU2028024C1 (ru) * | 1991-08-16 | 1995-01-27 | Евгений Иванович Ефименко | Однофазный электродвигатель |
US5422530A (en) * | 1991-12-16 | 1995-06-06 | Blum Gmbh | Stator for induction motors |
RU2088028C1 (ru) * | 1994-12-19 | 1997-08-20 | Чувашский государственный университет | Двигатель ефименко (его варианты) |
RU2421865C1 (ru) * | 2010-04-12 | 2011-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Однофазный электродвигатель |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Журнал "Электричество", 1990, No.12, с.67-69. * |
Журнал "Электричество", 1990, №12, с.67-69. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Sekerak et al. | Comparison of synchronous motors with different permanent magnet and winding types | |
Chalmers | Electric motor handbook | |
WO2011136475A3 (ko) | 이중돌극형 영구자석 전기기기의 권선 배치법 | |
Wang et al. | Characteristic analysis of a novel segmental rotor axial field switched reluctance motor with single teeth winding | |
Piña et al. | Comparison of apparent power consumption in Synchronous Reluctance and Induction Motor under vector control | |
Sharma et al. | Design of an energy efficient outer rotor ceiling fan single phase induction motor | |
RU2510120C1 (ru) | Однофазный асинхронный электродвигатель | |
RU2421865C1 (ru) | Однофазный электродвигатель | |
RU2516250C2 (ru) | Однофазный асинхронный электродвигатель | |
Zhang et al. | Design and performance analysis of segmental rotor type 12/8 switched reluctance motor | |
RU2652102C1 (ru) | Вентильный электродвигатель | |
Joksimović | Parameterized dynamic model of cage induction machine | |
Upadhyay et al. | Design of two-phase 4/6 switched reluctance motor for bidirectional starting in washing machine application | |
RU2585280C1 (ru) | Однофазный асинхронный электродвигатель | |
Hieu et al. | Design and control of a high speed segmental stator 4/3 switched reluctane motor | |
Zhang et al. | A segmental rotor type 12/8 switched reluctance motor: Concept, design and analysis | |
AKYÜN et al. | Design analysis and verification of PMSM motor for dishwasher machine | |
Deshmukh et al. | Three Phase Induction Motor-Model Design and Performance Analysis in ANSYS Maxwell | |
Hanic et al. | Calculation of no-load saturation curve for wound field synchronous machines based on magnetic equivalent circuits and conformal mapping | |
RU2468490C1 (ru) | Однофазный электродвигатель | |
Nam et al. | Design of pole change single-phase induction motor for household appliances | |
Di Tommaso et al. | A novel improved matlab-based software for the electric and magnetic analysis and design of rotating electrical machines | |
Bogusz et al. | A two-phase switched reluctance motor with reduced stator pole-arc | |
Siadatan et al. | Torque comparison between a novel multilayer switched reluctance motor and a custom one | |
Xu et al. | Preliminary performance evaluation of a novel 12/8 segmental rotor type SRM |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140919 |