RU286U1 - Трехфазный синхронный редукторный электродвигатель - Google Patents

Abstract

Трехфазный синхронный редукторный электродвигатель, содержащий зубчатый статор с явно выраженными полюсами, трехфазную обмотку питания, катушки которой охватывают один или три явно выраженных полюса, и безобмоточный зубчатый ротор, зубцовый шаг статора равен зубцовому шагу ротора, зубцы полюсов второй и третьей фаз обмотки смещены относительно оси своих полюсов на третью часть зубцового деления во взаимно противоположных направлениях, отличающийся тем, что обмотка питания соединена в треугольник, а в каждую фазу обмотки включен однонаправленный диод.

Description

ТРЕХФАЗНЫЙ СИНХРОНШЙ РБдаСТОРНШ ДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к эдвктричвским машинам малой мощности и может быть использовано для создания тихоходных синхронных электроприводов.

Известен синхронный редукторный двигатель (патент СЖ Ш535604, 1970, Кл, НОЖ 37/00), состоящий из зубчатого статора с явновьфаженными полюсами, на которых расположены катушки трехфазной обмотки, и безо(оточного зубчатого ротора, зубцовый шаг статора не равен зубцовому шагу ротора, каждая фаза обмотки состоит из двух параллельных ветвей, в каждую ветвь включены катушки полюсов одноименной полярности последовательно с диод см, диоды в смежных параллельных ветвях имеют встречное направление.

Недостатками этих двигателей являются большое число диодов, равное удвоенному числу фаз обмотки, и их низкий кпд, обусловленный тем, что в создании вращающего момента участвуют лишь по одной паре зубцов статора и ротора на каждой паре полюсов одной фазы обмотки.

Известен также трехфазный редукторный электродвигатель (заявка М446567/07 от 11,04,88 с положительным решением о выдаче а.с. от 29.06.89 г.), состоящий из зубчатого статора с двумя трехфазными обмотками на явновыраженных пожюах и безос оточного зубчатого ротора, зубцовый шаг статора равен зубцовсму шагу ротора. Зубцы явновыраженных полюсов статора дан второй и третьей фаз смещены относительно осей своих полЕВОв на I/g зубцового деления во взаимно противоположных направлениях, Сйра из соединена в звезду и подключена к сети, а вторая соединена в замкнутый треугольник.

заявке 5003553/07

4. Кд ПОЖ IO/-Q&/

В таком двигателе равенства зубцового шага статора зубцовому шагу ротора, в @1цршш вравщщего момента участвуют все пары зубцов статора и жриходящиеся на один из явновыраженных пожюов статора,

Данное техническое решение наиболее близко по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемсжду.

Недостатками известного двихателя являются наличие на статоре двух обмоток, что приводат к повышению трудоемкости изготовления двигателя, и зависииоеть скорости вращения ротора от нагрузки.

Целью настоящего изобретения является синхронизация двигателя постоянвим магнитным штоком при низкой скорости вращения, снижение его стоимости и пш|шение код.

Указанная цель достигается тем, что в трехфазном синхронном редукторном двигателе, еедержащем зубчатый статор с явновыраженными полюсами, трехфазную питания и безобмоточный зубчатый ротор, зубцовый шаг статора равен зубцовому шаху ротора, зубцы полюсов второй и третьей фазы смещены относительно осей своих полюсов на третью часть зубцового делешшг во взаимно противоположных направлениях, согласно изобретению кадщая катушка обмотки охватывает три явновыраженных полюса однов рвиенно, обмотка соединена в треугольник, в каадую фазу обмотки вшопен однонаправленный диод.

Сопоставительный анализ с прототипа показывает, что заявляемый электродвигатель еоо-шететвует критерию новизна.

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими рвозшшш в дашной о(5ласти техники, не позволило выявить в них цркэвшси, отличаюшре заявляемое решение от прототипа, что позволяет ©дцать вывод 6 соответствии критерию существенные отличия.

показано поперечное сечение двигателя, на фиг. 2 - схема соединений трехфазной обмотки двшателя и диодов.

Трехфазный СИНЗФОННБЕЙ редукторный двигатель состоит из статора I, имеющего явновыраженнне полюса 2,3,4,5,6,7 с зубчатыми гребенками 8,9,10,11,12,13, и безо(оточного зубчатого ротора 14. Зубцы 10,13 и 9,12 полюеов, соо-шетственно, 4,7 и 3,4, принадлежащие ко второй и третьей фазе, смещены относительно осей своих полюсов на третью часть зуйчового деления во взаимно противоположных направлениях, показанных стрелками А и В. Зубцовый шаг статора равен зубцовому шагу ротора. На явновыраженных полюсах 2«-7 расположены катушки 15,16; 17,18 и 19,20 трех фаз двухполюсной обмотки статора. Каадая из катунюк, например 15, охватывает одновременно три явновыраженных полюса, например 2,3,7, Фазы обмотки статора соединены в треугольник, 1сак на фиг, 2. В кавдую фазу последовательно с катутаками включены диоды 21,22 и 23, имеющие во всех фазах однонаправленность включения,

Принцип действия заявленного электродвигателя состоит в следующем.

С псмощью диодов 21,22, и 23 происходит однополупериодное выпрямление тока в фазах трехфазной обмотки. Постоянная составляющая выпрямленных токов цвф1оглирует по замкнутому треугольнику обмотки статора и не ВБЕХОДИТ в сеть. Постоянный ток каждой из фаз обмотки создает намагничивающую онз (не) в ввде суммы стоячих волн пространственных гармоник. Из них сумма стоячих волн гармоник порядков

у 1,5,7...(не кратныхтрем), в силу цространственнего сдвига

р обмоток фаз на - полюсного дел:ения о(отки, равна нулю. В спектре

НС обмотки статора остаючея лишь гармоники, кратные трем, которые

f c) 3P«fri3Jgi ,(I)

где - полюсное деление обмотки;

ffo - полюсное дел;ение явновыраженных полюсов статора.

Поскольку калиая ив катушек охватывает одновременно по три явновьфаженных полаоеа статора, то амплитуды всех гармонЕгаеских составляющих не статора будут нажболышши в отличие от любого другого расположения катушек осййотки.

ПеременЕие составлнющие выпрямленных токов фаз смещены относительно друг друга во времени на 120 электрических градусов. Протекая по фазам обмотки, которне также смещены относительно друг друга на 120 электрических град|згсов в пространстве, они создают вращающуюся НС статора.

ffy.« f fvCwl-

uto

(2)

Калздая из не (I) и (2) воздействзш т на магнитную проводимость зубчатого зазора, которая под кавдой из фаз определяется как

)« CosI- zu/ft-lir -DO (3)

где fl - порядковый номер фазы, у 1,2,3;

- магнитная проводимость равномерного приведенного

воздушного ааэора; Д.-2- амплитуда магнитно проводимости зубцового слоя

статора ж poTOpi При скорости вращения ротора, равной

магнитный поток, обусловленный не (I) и переменной составляющей проводимости (3), изменяетоя с частотой сети сл и взаимодействует с потоксм, обусловленным нсС2) и магнитной проводимостью /N , синхронизируя двигатель при низкой скорости вращения ротора.

. GOt /

Па. г УМИЧ,(5)

где частота сети;

2. - число 8y(fc|OB ротора.

Аналогично взаимояействуют магнитный поток от не (2) и зубцовой проводимости / с потоксм от НС (I) и проводимости бПри скорости (4) они нежодвшшы взаимно и в пространстве.

В каяздый мсмент времени электромагнитный момент создается парами зубцов статора и ротора, цриходшрмися на один явновыраженный полюс статора, например, 2. Электромагнитные силы созданные под остальными полюсами, например 4 и 6, из-за сдвига зубцов на одну треть зубцового деления, направлены взаимно противоположно и уничтожаются. Такшя образш, число вэаимодействухщих пар зубцов статора и ротора в заявленнш двигателе намного больше, чем в аналоге по патенту США. Л3535604. В.ледствие этого больше и шщ двигателя. Выполнение об/готки из катушек, охватывающих одновременно по три явновыраженных полюса, приводит к наиболш1ей амплитуде не Fo от постоянного тока, что также вндет к повышению кцц двигателя,

Что касается зубцовжх пар статора и ротора под смежными полюсами, например 3,5 и 7, то как и в аналоге под этшли полюсами результирующий магнитный поток ояредаляется разностью потоков от не (I), (2) и проводимостей 7 ж 9 , соответственно. Эта разность при однополупериодном выпрямжбщш нерршчительна и ею можно без ущерба пренебречь.

Предложенный двигатель имеет меньшую трудоемкость изготовления (примерно в два раза) из-за наличия на статоре только одной обмотки, и, как следствие, меньшую стоимость из-за сниженной трудоемкости и меньшего числа диодов (число диодов уменьшено по сравнению с аналогом в два раза), более высокий кпд (в несколько раз) из-за увеличенного числа зубцовых пар статора и ротора, создающих вралщшщй момент, и выполнения обмотки из катушек, охватьшающих одновременно по три явновыраженных полюса статора. Двигатель синхронизирован постоянным магнитным потоком при низкой скорости вращения ротора (5).

ФОРШМ MtiUiiHiJlbliMH

Трехфазный синхгронный редукторный двигатель, содержащий зубчатый статор с явновыраженными полюсами, трехфазную обмотку питания и безобмоточный зубчатый ротор, зубцойый шаг статора равен зубцовсму шагу ротора, зубцы псхлюсов и третьей фазы смещены относительно осей своих полюсов на- фбтью часть зубцового деления во взшгао противопложных надвайлениях, отличающийся тем, что, с целью синхронизации двигателя при низкой скорости вращения, снижения его ст 5шости и повышение код, каждая катушка обмотки охватывает

одновррГенно три явновцраженных полюса, обмотка соединена в треугольник,/а в каждую фазу обмотки вк®уавн--вйнвна11равлбнный диод. /Начальник патентного оэдела Автор /U/ , г Бригадина Р.Н. .,.//Куракин А.С.

Claims (1)

1. Трехфазный синхронный редукторный электродвигатель, содержащий зубчатый статор с явно выраженными полюсами, трехфазную обмотку питания, катушки которой охватывают один или три явно выраженных полюса, и безобмоточный зубчатый ротор, зубцовый шаг статора равен зубцовому шагу ротора, зубцы полюсов второй и третьей фаз обмотки смещены относительно оси своих полюсов на третью часть зубцового деления во взаимно противоположных направлениях, отличающийся тем, что обмотка питания соединена в треугольник, а в каждую фазу обмотки включен однонаправленный диод.