SU1758783A1 - Синхронный редукторный электродвигатель - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электрическим машинам, а именно к высокомомент- ным электродвигател м. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей двигател  путем обеспечени  асинхронного пуска. Двигатель состоит из статора 1 с зубцами 2 и трехфазной обмоткой 3, ротора 4 с зубцами 5 и трехфазной короткозамкнутой обмоткой 6. Число пазов статора zi 27, ротора Z2 30. Обмотка статора соединена в звезду, образована сосредоточенными катушками по одной на зубце. Число фазных зон щ 3 с последовательно соединенными катушками Si 3, Катушки включены согласно, фазные зоны соединены последовательно. Обмотка ротора выполнена из сосредоточенных катушек по одной на одном зубце. Число фазных зон 02 - 2, включенных последовательно, Фазна  зона ротора имеет 5 зубцов, образована $2 3 катушками. Катушки фазной зоны ротора соединены согласно. Такое включение катушек обеспечивает асинхронный пуск и обеспечивает расширение функциональных возможностей. 11 ил. V Ј VI ел 00 VJ 00 OJ Фиг 1

Description

Изобретение относитс  к области электрических машин, а именно к высокомомен- тным электродвигател м, и может быть использовано, например, в низкоскоростных электроприводах.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей двигател  путем обеспечени  асинхронного пуска.

На фиг. 1 показан общий вид двигател ; на фиг. 2 - схема соединени  катушек в обмотке статора; на фиг. 3 - схема соединени  катушек в обмотке ротора; на фиг. 4,5- диаграммы МДС обмоток статора и ротора в произвольный момент времени; на фиг. 6-11 - ЭДС, наведенна  в короткозамкну- той обмотке при вращении ротора.

Двигатель (фиг. 1) состоит из статора 1 с зубцами 2, в открытые пазы между которыми уложена трехфазна  обмотка 3. Ротор 4 также выполнен с зубцами 5, в пазы между которыми уложена трехфазна  короткозам- кнута  обмотка 6. Число пазов z1 статора 2 равно 27, число пазов ротора 4 Z2 30.

Трехфазна  обмотка статора 3 (фиг. 2) образована сосредоточенными катушками 7-33, расположенными по одной на каждом зубце 2. Кажда  фаза обмотки 3 выполнена в виде ги 3 фазных зон, а фазную зону образуют Si 3 последовательно соединенные катушки, расположенные на соседних зубцах и включенные согласно конец с концом, начало с началом. Все фазные зоны обмотки подключены началами. Например, фаза А образована трем  фазными зонами, куда вход т катушки 7, 8, 9, 16, 17, 18, 25, 26, 27. Первую фазную зону образуют катушки 7, 8, 9, вторую фазную зону образуют катушки 16, 17, 18, третью - 25, 26, 27. В пределах фазной зоны катушки включены согласно, то есть, например , конец катушки 7 соединен с концом катушки 8, начало катушки 8 - с началом катушки 9.

Все фазные зоны соединены между собой последовательно и началами подклго- чены к выводам. Например, если за начало 1-й фазной зоны прин ть начало катушки, за начало 2-й фазной зоны - начало катушки 16, а за начало 3-й фазной зоны - начало катушки 25, то все они подключены к выводу А одинаково, т.е. началами .

На роторе 4 (фиг. 3) уложена трехфазна  короткозамкнута  обмотка 6, выполненна  из сосредоточенных катушек 34-36, 39-41, 44-46, 49-51,54-56, 59-61. расположенных по одной на одноименных зубцах 5. Кажда  фаза обмотки 6 образована двум  фазными зонами. Например, 1 фаза образована катушками 34, 35, 36 - перва  фазна  зона и

катушками 49, 50, 51 - втора  фазна  зона. В пределах любой фазной зоны катушки включены согласно. Например, конец катушки 34 соединен с концом катушки, начало 35 катушки - с началом 36 катушки. Фазные зоны соединены между собой последовательно начало с концом, например , если за начало 1-й фазной зоны 1-й фазы прин ть начало 34 катушки, а за конец 2-й фазной зоны - конец 51 катушки, то эти точки должны быть соединены между собой, как и показано на чертеже.

Между двум  любыми соседними фазными зонами, принадлежащими различным

фазам, имеютс  два зубца 5 без обмоток. Например, между 1-ми фазными зонами 1-й и 2-й фаз имеютс  зубцы 37, 38, на которых нет катушек.

Двигатель работает следующим образом ,

, При включении обмотки 3 в сеть трехфазного переменного напр жени  по катушкам протекает ток частоты CDI, создающий вращающуюс  МДС-F, пространственное положение которой в произвольный момент времени показано на фиг. 4. Если ограничить гармонический спектр F рассмотрением основных составл ющих

F Fmcos(ftrt - n 1Q/2) cos(Z10/2) -|Fmcos(«t ) +

+ J-Fmcos(ftn -f Zl П1а) ,(1)

где Fm - амплитуда МДС;

. ft) - углова  скорость вращени  ротора;

t - врем ;

а - угол фазной зоны, то ее можно представить как сумму пр моZi +щ

15и

бегущей волны полюсности Pi

обратнобегущей - полюсности Ра 12,

Магнитную проводимость воздушного зазора Дб при разнице между числами зубцов 2 и 5 статора 1 и ротора 4 m 3, представим в виде

Ао -f Aicos(z2Wpt - - та), (2)

где До Я| посто нна  и переменна  составл юща ,

0)р - углова  скорость вращени  ротора 4.

Тогда обмотка 3 статора 1 создает в зазоре следующие гармоники пол  Вд

A5F Fmcos(wt - --J-) +5

1ч

+ yFmCOSfftrt + 22 о П1а) + -TFmCOs(z2ftJpt +

Z1 +3щ ч , Ai,,.10

+ ал-2- z) + - Fmcos( +

+ т + Z1 23nig) + Fmcos( - - at ) + -4Fmcos(z2ftJpt - an. +

+ a).

(3)

На синхронной скорости cop 2co/z2 взаимодействовать между собой с образованием момента будут две гармоники МДС (1) и две гармоники пол  (последний и пред- последний члены выражени  (3), имеющие одинаковую полюсность.

В свою очередь, обмотка 6 ротора 4 при протекании по ней трехфазной системы токов создает пространственную МДС с ши- роким гармоническим спектром (фиг, 5). Однако коэффициент взаимоиндуктивной св зи между обмотками 3 и б статора 1 и ротора 4 определ етс  только полюсностью Pi (ni +zi)/2 15, что видно из фиг. 6-11, где показаны ЭДС в катушках, при повороте ротора на 120°.

Действительно, если произвольным образом зафиксировать токи в обмотке 3 статора 1, например так, как показано на фиг. 4 и привести ротор 4 во вращение, то в 34 катушке, принадлежащей 1-й фазной зоне 1-й фазы, наведетс  ЭДС, временной характер которой показан на фиг. 6. Ниже на чертеже показаны ЭДС, наведенные а 35 и 36 катушках, на фиг. 9 - ЭДС в 1-й фазной зоне, а на фиг. 10 - ЭДС во второй фазной зоне первой фазы. Как видно из фиг. 11,ре5

10

15

0

0

5

зультирующа  ЭДС 1-й фазы (показана ЭДС при повороте ротора на 120°) содержит практически только одну гармонику с числом периодов, равным 15.

Последнее означает, что при частоте вращени  ротора 4 от нул  до , в короткозамкнутой обмотке будет наводитьс  ЭДС и взаимодействие трехфазной системы токов а роторе 3 с одной из основных гармоник пол  статора 1 (первый член в выражении (3) создает двигательный асинхронный момент . При достижении синхронной скорости токи в обмотке ротора 4 будут равны нулю.

В отличие от двигател -прототипа, двигатель по изобретению обладает возможностью асинхронного пуска, что расшир ет его функциональные возможности.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Синхронный редукторный электродвигатель , содержащий статор с zi 27 зубцами и с трехфазной обмоткой, соединенной в звезду и образованной сосредоточенными катушками по одной на каждом зубце, кажда  фаза обмотки выполнена в виде щ 3 последовательно соединенных фазных зон. фазную зону образуют Si 3 последовательно соединенные катушки, расположенные на соседних зубцах и включенные согласно конец с концом, начало с началом, все фазные зоны подключены к выводам началами, ротор выполнен зубчатым, с числом зубцов zi Z2 - ni, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей путем обеспечени  асинхронного пуска двигател , он снабжен трехфазной короткозамкнутой обмоткой, размещенной на роторе и образованной сосредоточенными катушками по одной на одном зубце, кажда  фаза обмотки ротора состоит из ° 2 фазных зон, включенных последовательно конец с началом, одна фазна  зона занимает Z2/3P.2 5 зубцов и образована $2 3 катушками, расположенными на трех средних зубцах, принадлежащих этой фазной зоне , причем в пределах каждой фазной зоны катушки включены согласно конец с концом, начало с началом.

   ШШ ШШШССС Ш

   i i I i j | I |i i ; I i i i i и ч , i i II li i h i i I i i I i i i ii i i i i i i i I

   в 9 ЮН/2} Mf5 6f7f8 &2вг( 12Z}24Z$262723MJ03IX33

   fi о В C

   л.

   0

   i i

   ii и i j и; MI i i i i л ; i

   343fJ637)8J/Wtr t ttWtS4S47t8&Sfff/32S5&r&-%f7-&-&Ј06tf2 63

   pfS/S : P2 /2

   П

   Щ 4U

   a

   Фиг. 2

   ГА

   о rffi nw

   Фиг У

   Редактор И.Касарда

   Составитель В,Трегубое Техред М.Моргентал

   С в

   Ш/f

   Корректор Н.Тупица