SU1594656A1 - Трехфазный асинхронный редукторный электродвигатель - Google Patents

Abstract

Цель изобретени  - упрощение конструкции, снижение трудоемкости изготовлени  и повышение КПД двигател . Электродвигатель содержит статор и ротор в виде зубчатых пакетов, между которыми расположены кольцевые катушки, короткозамкнутую обмотку, магнитопроводы статора и ротора. Зубчатые пакеты статора и ротора выполнены с одинаковым числом зубцов, число их равно числу фаз. Дл  обеспечени  симметрии фаз, сечение проводов катушек двух фаз выполнено в два раза больше, чем сечение проводов катушки первой фазы. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к электрическим машинам малой мощности, а именно к тихоходным двигател м с электромагнитной редукцией частоты вращени , и может быть использовано, например, в системах автоматики.

Известны асинхронные редукторные электродвигатели, которые состо т из зубчатого статора с числом зубцов Zi, зубчатого ротора с числом зубцов Za и двух независимых обмоток на статоре с числом полюсов PI и Р2. Одна из обмоток  вл етс  обмоткой питани , а втора  замкнута на коротко через конденсатор. Во избежание непосредственной трансформаторной св зи между обмотками отношение их чисел, полюсов должно быть четным числом 1.

Недостатком такого двигател   вл етс  наличие во вторичной обмотке конденсаторов , число которых равно числу фаз вторичной обмотки. -При низкой (промышленной) частоте питани  емкость конденсатора составл ет значительную величину, а габариты конденсаторов станов тс  соизмеримыми или превосход т габариты двигател , что и  вл етс  ограничивающим фактором в при- .менении таких двигателей.

ел ю

4

ON

01

ONНаиболее близкими по технической сущности к предлагаемому  вл ютс  асинхронные редукторные электродвигатели, между которыми расположены кольцевые катушки, а также содержащие короткозамк- нутую обмотку, магнитопроводы статора и ротора 2.

Недостатками этого двигател   вл ютс  сложность конструкции, обусловленна  наличием магнитосв занных и магнитоизо- лированных магнитопроводов, что приводит к повышению трудоемкости производства, об зательное наличие немагнитного вала, наличие короткозамкнутой клетки на нескольких парах пакетов статора и ротора приводит к увеличенному расходу активных материалов и к повышению трудоемкости изготовлени  электромагнитной системы двигател , относительно невысокое использование двигател  из-за сравнительно небольшой величины рабочего магнитного потока.

Целью изобретени   вл етс  упрощение конструкции, снижение трудоемкости изготовлени  и повышение КПД двигател .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в трехфазном асинхронном редукторной электродвигателе, содержащем статор и ротор в виде зубчатых пакетов, между которыми расположены кольцевые катушки, коротко- замкнутую обмотку и магнитопроводы статора и ротора, зубчатые- пакеты статора и ротора выполнены с одинаковым числом зубцов , число их равно числу фаз, магнитопроводы выполнены общими дл  всех пакетов статора и ротора соответственно, пакеты ротора смещены друг относительно друга по окружности на 1 /3 зубцового делени , статор и ротор снабжены каждый дополнительным гладким пакетом, установленным в соответствующих магнитопроводах, обмотка первой фазы выполнена из одной катушки, размещенной между крайним и вторым зубчатыми пакетами статора, обмотки двух других фаз выполнены из двух катушек кажда , соединенных встречно и размещенных по торцам второго и третьего зубчатых пакетов , а между зубчатыми и гладкими пакетами статора и ротора расположены кольца из электропроводного материала.

Сечечие проводов катушек двух фаз может быть выполнено в два раза больше, чем сечение проводов катушек первой фазы.

Смещение пакетов может быть выполнено не на роторе, а на статоре.

На фиг.1 изображен трехфазный асинхронный двигатель, общий вид; на фиг.2 7 схема соединений обмоток статора.

Трехфазный асинхронный электродвигатель состоит из статора 1 с зубчатыми пакетами 2-4 и гладкого пакета 5, набранных из листов электротехнической стали. Зубцы (не показаны) пакетов 2-4 совпадают между собой. Все пакеты статора 1 объединены общим магнитопроводом 6 с продольной шихтовкой стальных пластин.

Ротор 7 содержит зубчатые пакеты 8-10 и гладкий пакет 11, которые расположены на общем магнитопроводе 12, имеющем продольную шихтовку стальных пластин и

0 расположенном на валу 13. Зубчатые пакеты 8-10 ротора 7 сдвинуты относительно друг друга в пространстве в одном направлении на 1/3 зубцового делени .

Обмотка первой фазы статора 1 состоит

5 из одной кольцевой катушки 14, обмотка второй фазы-из двух кольцевых катушек 15 и 16, расположенных по торцам пакета 3, а обмотка третьей фазы - из двух кольцевых катушек 17 и 18, расположенных по торцам

0 пакета 4. Катушки 15 и 16,17 и 18 соединены встречно и выполнены из провода с сечением в два раза большим, чем в катушке 14 первой фазы. Все кольцевые катушки всех фаз имеют одинаковое число витков.

5Между пакетами 4 и 5 статора 1 и пакетами 10 и 11 ротора 7 расположены короткозам- кнутые кольца 19 и 20 из электропроводного материала.

Электродвигатель работает следующим

0 образом.

Кольцевые обмотки каждой фазы возбуждают магнитный поток, который содержит составл ющую, соответствующую равномерному приведенному зазору, и со5 ставл ющую, обусловленную зубчатым строением статора и ротора. При равных числах зубцов статора и ротора обе составл ющие магнитного потока  вл ютс  унипол рными и проход т по пути, показанному

0 на фиг.1.

Перва  составл юща  измен етс  во времени с частотой питани  и в двух фазах

2

имеет временный сдвиг на угол отх5

5 носительно потока первой фазы. Сумма первых составл ющих магнитных потоков всех фаз равна нулю. Таким образом, непосредственна  трансформаторна  св зь между, кольцевыми катушками 14-18 всех фаз и

0 короткозамкнутыми кольцами 19 и 20 отсутствует , что исключает а них потери мощности .

Взаимна  индуктивна  св зь обмоток статора и короткозамкнутых колец 19 и 20

5 обеспечиваетс  посредством второй (зубцо- вой) составл ющей магнитного потока, котора  измен етс  во времени с частотой питани , в двух фазах относительно первой

2 имеет сдвиг на угол ±  : и модулирована

по амплитуде с частотой 7.1 ип., где Zz - число зубцов ротора (статора); W2 -углова  частота вращени  ротора. Вследствие пространственного сдвига зубчатых пакетов 8,9 и 10 ротора на 1/3 зубцового делени , мо- 5 дул ци  зубцового потока во второй и третьей фазах происходит с запаздыванием

2 по фазе на ± о относительно модул ции

в первой фазе.10

Модулированный по амплитуде зубцо- вый поток каждой фазы равен сумме двух составл ющих, которые имеют частоты у + Z2 QU и tw - Z2 ftJ2 , где О) - углова  частота питани .15

Из-за относительного сдвига между собой зубчатых пакетов ротора на 1 /3 зубцового делени  сумма составл ющих зуб- цового потока с частотой ш + Z2 од равна нулю, а поток статора, сцепл ющийс  с 20 кольцами 19 и 20, измен етс  с частотой й Sz (со - 22 ОД ), где Sz - скольжение зубцовых полей ротора относительно статора

„ (У-г2ОД25

(О

Частота ЭДС и токов, индуктированных в кольцах 19 и 20 этим потоком, равна Szu. Взаимодействие токов колец 19 и 20 с зубцовым магнитным потоком, измен ю- щимс  с частотой ft) - Z2 ОД и сцепленным с кольцами, создает асинхронный вращающий момент. Ротор двигател  вращаетс  со. коростью

««(.1-50

ИЛИ

П2(1 -Зг) Об/мин.

На фиг.2 показана схема соединений азных кольцевых катушек 14-18, где Н и К - начало и конец каждой катушки.

При вращении ротора происходит моду ци  магнитного потока и в катушках стаора наводитс  ЭДС, часть которой имеет р мое следование и уравновешивает нар жение на катушках, а часть имеет нулевое следование. Во избежание потерь мощности в обмотке от токов нулевого следовани  она должна быть соединена звездой (фиг.2).

Предлагаемый электродвигатель по сравнению с известными имеет следующие преимущества: более простую конструкцию и меньшую трудоемкость изготовлени  из- за меньшего числа пакетов статора и ротора , из-за отсутстви  магнитной изол ции пакетов, немагнитного вала, короукозамк- нутых обмоток на каждой паре магнитоизо- лированных пакетов, гораздо проще короткозамкнутое кольцо, изготовленное штамповкой, литьем под давлением или сваркой из проволоки; электродвигатель имеет более высокое использование магнитного потока и больший КПД вследствие того, что переменна  составл юща  магнитного потока каждой фазы, обусловленна  зубчатым строением воздушного зазора,  вл етс  в пространстве унипол рной, а не раз- ноименнополюсной. Из-за этого рабочий магнитный поток зубцовых полей, пропорциональный переменной составл ющей магнитной проводимости зубчатого зазора при одинаковых не обмоток, увеличиваетс  примерно в л раз.

Использование изобретени  позвол ет впервые получить тихоходный асинхронный редукторный двигатель, не имеющий во вторичной цепи конденсаторов, простой и не трудоемкий в производстве, имеющий наибольший КПД по сравнению с известными аналогами. Выполнение вторичной обмотки не в виде кольца, а в виде многовитковой обмотки позвол ет регулировать скорость вращени  и величину пускового момента путем введени  во вторичную цепь добавочного активного сопротивлени .

Применение асинхронных редукторных двигателей обеспечивает экономический эффект за счет устранени  промежуточного звена между электродвигателем и исполнительным органом - понижающего механического редуктора, что повышает надежность и срок службы электропривода.

1 г Щ /5 3 16 П ц 18 19 5 6

U

Claims (1)

1. ТРЕХФАЗНЫЙ АСИНХРОННЫЙ РЕДУКТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий статор и ротор в виде зубчатых пакетов, между которыми расположены кольцевые катушки, короткозамкнутую обмотку, магнитолроводы статора и ротора, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, снижения трудоемкости изготовления и повышения КПД