SU69548A1 - Однофазный электрический двигатель - Google Patents

Description

Расщепление фазы пульсирующего магнитного пол  посредством экранировани  части полюса медными кольцами благодар  крайней простоте такого устройства получило значительное применение в различных электрических приборах, электрических аппаратах и малых однофазных электродвигател х переменного тока.

Но эффект применени  этой системы сильно .ограничиваетс  крайне малым углом сдвига во времени между поток;ами в зубцах расщепленного полюса.

Вращающеес  магнитное поле в форме сильно раст нутого эллипса близко подходит ,к пульсирующему полю. Как следствие, экранированные асинхронные двигатели в зависимости от размеров имеют к. п. д. от 2 до 8%. К. п. ,д. синхронных двигателей еще ниже (мотор Уоррена, например, имеет к. п. д. в несколько дес тых долей процента).

Механическа  характеристика однофазных экранированных двигателей в виде слегка изогнутой дуги не имеет точки опрокидывающего момента . При.изменении интенсивности экранировани  (сечени  колец) или при изменении величины экраниро12 Свод-в. 10.

ванной части полюса (процента экранировани ) получаютс  новые харак теристики, близкие к прежним и пересекающие их, т. е. если несколько увеличиваетс  пусковой момент, то понижаетс  число оборотов при малой нагрузке, а если увеличиваетс  число оборотов холостого хода, то уменыиаетс  пусковой момент. Таким образом подбором интенсивности экранировани  или процента экранировани  нельз  получить общего улучщени  характеристики двигател  на всем диапазоне нагрузок.

При невозможности же увеличить мощность двигател  за счет увеличени  к. п. д. возникает необходимость увеличени  его размеров или изменени  типа двигател , что весьма затруднительно, например, дл  приборов автоматики.

Целью насто щего изобретени   вл етс  улучшение формы вращающегос  магнитного пол  в таких двигател х и значительное повышение к. п. д. и общей мощности на валу без изменени  размеров экранированного двигател .

Дл  достижени  этой цели предлагаетс  в двигател х, имеющих не менее двух короткозамкнутых колец

177

или обмоток на каждом полюсе, выполн ть эти обмотки разной (по окружности ) щириныи располагать их ступенеобразно так, чтобы обмотка с меньшей шириной по окружности расщепл ла часть полюса, экранированную более широкой обмоткой.

Сущность изобретени  по сн етс  фиг. 1-4. На фиг. 1 схематически представлен статор однофазного двигател  с трехступенчатым экранированием согласно изобретению, на фиг. 2 - статор двигател  с несколькими парами полюсов, на фиг. 3 - схема трехступенчатого экранировани  (в плане), выполн емого согласно изобретению , на фиг. 4 - по снительные диаграммы.

В предлагаемом двигателе каждый полюс делитс  несколькими пазами на р д частей. Короткозамкнутые медные кольца по числу, равному количеству пазов, охватывают последовательно части одного полюса со ступенчатым отступлением в одном направлении, как это показано на фиг. I, 2 и 3.

Основной пульсирующий поток в железе статора индуктирует во всех кольцах «вторичный ток, отрицательно сдвинутый относительно тока главной катушки статора на угол, несколько меньший 180°: а, - 180° - 6.

Благодар  этому в зубцах внутри колец создаетс  суммарный поток, отстающий от основного на небольшой угол; этот угол тем больше, чем интенсивнее экранирование, т. е. в зубце Zj экранирование сильнее, чем в зубце Z, ив первых двух сильнее, чем в зубце Zj. Но, кроме того, «вторичный поток, созданный током кольца W, должен, в свою очередь, индуктировать в коль .це кольце W вторичные токи, сдвинутые относительно тока в кольце на какой-то угол а - 180° - §2- Эт(Э уже втора  ступень экранировани . Угол сдвига суммарного потока в зубце Z увеличиваетс . То же получаетс  с зубцом Zg благодар  третьей ступени экранировани . В результате векторы потоков в четырех зубцах располагаютс  веером, суммарный сдвиг

178

между потоками в крайних зубцах каждого полюса значительно больше чем при одноступенчатом экранировании . Все это должно создать более благопри тную форму вращающегос  магнитного пол  и характеристикадвигател  должна повыситьс .

Экспериментальна  проверка подтвердила правильность изложенных соображений.

На фиг. 4 показаны сравнительные диаграммы скорости « / (М) и мощности на валу Я / (М) в зависимости от момента М на валу двух одинаковых двигателей типа, показанного на фиг. 1 - кривые п и PJ - при расположении шести колец в среднем пазу (все кольца охватывают два соседних зубца, что аналогично обычной системе экранировани ) и кривые «2 и РЗ - при трехступенчатом экранировании согласно фиг. 1 - шестью кольцами такого же сечени  (W - 2 кольца, 2 кольца и W 2 кольца)

Сопоставление механических характеристик и кривых мощностей указывает на несомненные преимущества системы многоступенчатого экранировани , заключающиес  в следующем:

а)пусковой момент увеличиваетс  на 35-75%;

б)максимальна  мощность на валу и максимальный к. п. д. увеличиваютс  приблизительно в 2,5 раза,в )скольжение резко уменьшаетс  на всем диапазоне нагрузок.

Обобщенные характеристики двигателей обычной системы экранировани  не пересекаютс  и мало сближаютс  с характеристиками двигателей предлагаемой системы экранировани , как если бы эти характеристики относились к двигател м разных типов или даже к двигател м, различным по принципу своего устройства .

Предмет изобретени 

Однофазный электрический двигатель с расщепленными полюсами и с короткозамкнутыми обмотками или кольцами в количестве не менее двух на каждом полюсе, отличающийс  тем, что на каждом из полюсов разные короткозамкнутые обмотки имеют разную ширину и расположены ступенеобразно так, что кажда  менее широка  обмотка расшепл ет экранированную более широкой обмоткой часть полюса.

Фиг. 3