SU1638765A1

SU1638765A1 - Короткозамкнутый асинхронный электродвигатель

Info

Publication number: SU1638765A1
Application number: SU884393230A
Authority: SU
Inventors: Владимир Иосифович Гуков; Владимир Петрович Кирюхин
Original assignee: Предприятие П/Я А-3697
Priority date: 1988-03-17
Filing date: 1988-03-17
Publication date: 1991-03-30

Abstract

Изобретение относитс к области элек- .тромашиностроени . Цель - повышение КПД за счет минимизации искажений сигнала в динамически форсированном режиме разгона. Электродвигатель содержит статор с распределенной обмоткой и короткозамк- нутый ротор. Пазы, составл ющие третью часть всех пазов ротора, выполнены углубленными , при этом высота рма над углубленными пазами не превышает 2/3 высоты над остальными пазами. Участки углубленных пазов, расположенные на каждом полюсном делении, распределены равномерно по окружности ротора. Предложенна конструкци обеспечивает получение оптимального неискаженного сигнала дл управлени частотного разгона, что повышает КПД. 7 ил.

Description

со С

Изобретение относитс к конструкции электрических машин и может быть использовано в электротехнической промышленности .

Цель изобретени - повышение КПД за счет минимизации искажений магнитопро- вода дл создани сигнала в динамически форсированном режиме разгона.

На фиг. 1 показан предлагаемый ротор короткозамкнутого асинхронного электродвигател (статор не показан); на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - пластина обращенного исполнени ; на фиг. 4 и 5 - зависимости максимально возможного уровн коэффициента амплитудной модул ции полезного сигнала в токе от отношени количества углубленных пазов к количеству обычных пазов и от отношени высоты участков рма под углубленными пазами к высоте рма под основными пазами; на фиг. 6 - несуща частота питающего тока с пульсацией огибающей полезного сигнала с двойной частотой скольжени ; на фиг. 7 - зависимости изменени магнитного сопротивлени от угла поворота реального ротора.

Электродвигатель (на фиг. 1 и 2) состоит из магнитопровода 1 ротора и литой корот- козамкнутой клетки 2. Магнитопровод 1 ротора выполнен из магнитно-м гкого материала , обычно набран из штампованых крайних 3 и средних 4 пластин, и вместе с клеткой 2 закреплен на валу (втулке) 5 ротора с помощью буртика 6 и запорного кольца 7.

В магнитопроводе 1 на каждом полюсном делении т (фиг. 3) в пластинах 3 (4) и 8 (дл пр мой и обращенной машины) число пазов Пу на дуге I с увеличенной высотой паза 9 выполнено равным 1/3 от общего числа пазов л, а в кольцевом рме предусмотрено образование участка высотой НЯу рма 10 с техническим насыщением материала и пониженной магнитной проводимостью под углубленными (увеличенной высоты) пазами 9. Участки I со стороны рао

СО 00 VI

о ел

бочей поверхности расточки магнитопрово- да, на которых размещены углубленные пазы 9, симметричны относительно середины полюсного делени г. При этом высота Ь у участка рма 10 составл ет не более 2/3 высоты Ь рма 11 под остальными основными пазами 12, что позвол ет обеспечить при заданном токе потреблени I за счет насыщени суженных участков получение макси- мал ьно-возможного уровн коэффициента амплитудной модул ции М полезного сигнала в данном токе f электродвигател в динамических режимах разгона (фиг. 4.5).

Конкретное значение отношени -г%- ( которое следует стремитьс выбирать наибольшим дл получени максимума КПД электродвигател ) в пределах от 2/3 до минимума определ етс , исход из обеспечени насыщени при заданном токе I, При этом в случае получени сигнала модул ции М, превышающего необходимый уровень дл надежного функционировани конкретной системы управлени разгоном, целесо

образно повысить отношение -г-, что позвол ет дополнительно подн ть энергетические характеристики электродвигател . Обычно минимально допустимый уровень коэффициента амплитудной модул ции М .полезного сигнала составл ет 1-2%. Минимальное значение отношени

h

у

определ етс , исход из обеспечени механической прочности ротора, при этом минимальную высоту ЬЯу рма 10 дл электродвигателей с диаметром расточки 50-100 мм выполн ют толщиной 2-5 мм.

В углубленные пазы 9 и основные пазы 12 установлена короткозамкнута клетка 2, выполненна из одного токопровод щего материала.

В результате создани в кольцевом рме магнитопровода участков с неодинаковой магнитной проводимостью при повороте ротора происходит пульсаци намагничивающего тока и соответственно тока потреблени | несущей частоты питани пит (крива 13, фиг. 6) асинхронного электродвигател . Поскольку изменение тока св зано с изменением.индуктивного сопротивлени взаимоиндукции, которое пульсирует с двойной частотой скольжени S, то и ток I оказываетс модулирован этой частотой с коэффициентом кратности, равным 2. Таким образом, в потребл емом, токе 1фор- мируетс полезный сигнал, модулированный двойной частотой скольжени 2S (крива 14), по частоте которого суд т о ско 0

,0

5

0

5

0

5

0

5

рости вращени щ или абсолютном скольжении рОТОра S, а Сигнала 2 (Гпит. - - fepaut) 2S, где Тлит - частота питани , Гц; fepaui - частота вращени ротора электродвигател , Гц. При этом отношение ср- противлений магнитной цепи при насыщении по продольной и поперечной ос м наход тс на уровне 1, 4, что подтверждаетс характером зависимости изменени магнитного сопротивлени от угла поворота реального ротора электродвигател при токе потреблени 1,5А (на фиг. 7),

При переходе асинхронного электродвигател в нормальный рабочий режим в его магнитной системе насыщение практически отсутствует. В этом случае исчезает различие магнитных сопротивлений по про- дольной и поперечной ос м и исчезают услови дл возникновени реактивного момента, что обеспечивает получение на наиболее высоком уровне характеристик асин- хронного электродвигател в рабочем режиме. Выполнение в магнитопроводе 1 согласно предложенных признаков расположени пазов 9 и 12 вносит в магнитопро- вод минимальные искажени , что обеспечивает возможность получени повышенного КПД электродвигател . Рекомендуемые отношени также обеспечивают в реальной системе управл емого разгона получение требуемого полезного сигнала М при заданных режимах работы (по току, скольжению, частоте) в широком диапазоне скоростей вращени с учетом конструктивно-технологических ограничений.

Кроме того, наличие полезного сигнала о скорости вращени (скольжении) позвол ет существенно уменьшить нежелательные динамические моменты, св занные с установлением требуемой рабочей скорости вращени ротора электродвигател после переключени с форсированного на рабочий режим питани при посто нной частоте.

Практически это позвол ет в необходимых случа х обеспечить рабочий режим сразу после завершени режима разгона. Предлагаема конструкци электродвигател нар ду с повышением КПД позвол ет в 5-10 раз повысить допустимую скорость вращени ротора, повысить монолитность магнитопровода с литой короткозамкнутой клеткой за счет упрощени конструкции магнитопровода и обеспечить оптимальный уровень полезного сигнала скольжени в токе потреблени , что позвол ет снизить намагничивающий ток, повысить коэффициент мощности машины. Таким образом, изобретение позвол ет повысить КПД асинхронного электродвигател и одновременно

совместить его с функцией датчика скольжени в режимах разгона, упростить технологию изготовлени ротора и повысить надежность электрической машины.

Claims

Формула изобретени Короткозамкнутый асинхронный электродвигатель , содержащий двухполюсный статор и ротор с магнитопроводом, имеющим рмо и пазы, часть из которых в зоне

0

каждого полюсного делени выполнена углубленными , отличающийс тем, что, с целью повышени КПД за счет минимизации искажений магнитопровода дл создани сигнала в динамически форсированном режиме разгона, число углубленных пазов равно 1/3 от их общего числа, а высота рма под углубленными пазами - не более 2/3 высоты рма магнитопровода под остальными пазами.

А-А

Фиг.З

#ЛШ,

0,1

3-переменна

0,2 Фиг.4

W

$

ЬО W ZO

W

45 90 155 1дО 25 270 J/S Ш Фиг7

фиг. 6

Л&аЯ