SU830616A1 - Электродвигатель переменного тока - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к электрическим машинам переменного тока, в частности к двигател м с цилиндрическими катушками возбуждени  Г

Известен электродвигатель переменного тока, статор которого выполнен из магнитом гкого материала и состоит из двух одинаковых половинок , внутри которых размещаетс  обмотка возбуждени , выполненна  в виде цилиндрической катушки. На каждой половине статора имеютс  зубцы (выступы), равномерно распределенные по окружности. На валу закреплен плоский цилиндрический магнит с выемками, число которых равно числу зубцов одной половины статора Магнит ротора намагничен таким образом , что центргшьное отверстие имеет одну пол рность, а все выступы , обращенные к воздушному зазору, противоположную Tin

Недостатком этого электродвигател   вл етс  неопределенность направлени  вргицени  вала, так как оно зависит от положени  ротора и от пол рности напр жени  в момент включени .

Известны также электродвигатели переменного тока, содержащие статор в виде магнитопровод щего сердечника с кольцевыми канавками, в которых размещены кольцевые катушки , соединенные последовательно с вентил ми и фазосдвигающими элементами , и эксцентрично расположенный относительно статора полый ротор Г23 .

to

Недостатками данных электродвигателей  вл ютс  сложность устройства статорной системы, что делает конструкцию нетехнологичной; ограниченность функциональных возможно15 ртей из-за того, что частота вращени  определ етс  только четным числом; ограниченность эксплуатационных возможностей, обусловленна  тем, что нельз  изменить частоту вращени 

0 двигател  путем замены одного лншь ротора при неизменном статоре.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей, состо щее в получении частоты вращени  5 кратной целому числу .(в том числе и нечетному).

У1«аэанна  цель достигаетс  тем, что ротор выполнен из разделенных немагнитными промежутками магнито0 провод щих полос, установленных по

винтовой линии с углом подъема,определ емым из соотношени 

N1

ci arctgjjrg ,,

- длина рабочей части ротогде I ра,м;

D - диаметр- ротора,м; N - число магнитопровод щих полос .

На фиг. 1 представлен двигатель, общий вид; на фиг, 2 - развертка ротора; на фиг. 3 - электрическа  схема включени  катушек обмотки статора ; на фиг. 4 - графики, определ ющи характер токов в катушках.

Статор 1 электродвигател  содержит шесть катушек 2-7, намотанных на магнитопровод щий сердечник 8. Ротор 9, установленный эксцентрично относительно статора 1, содержит магнитопровод щие полосы 10, кажда  из которых направлена по винтовой линии и отделена друг от друга немагнитными промежутками 11. Как видно из фиг.2, верхний срез каждой магнитопровод щей полосы 10 расположен над нижним срезом соседней с ней полосы 10.Угол подъема винтовой линии при этом равер

N1

oL arctgj,,

-осева  длина рабочей части

где ротора, м;

N

-число магнитопровод щих полосок ротора;

D - диаметр ротора, м. Ротор 9, изображенный на фиг.1 и 2, содержит восемь магнитопровод щих полос 10, т.е. N 8, однако в общем случае может быть любым целым числом . Последовательно с каждой катушкой 2-7 включен соответствующий вентиль 12. В катушках 2-4 вентили включены встречно по отношению к вентил м катуиюк 5-7. Кроме того, к паре катушек 2 и 5 (см.фиг.З) подключен фазосдвигающий элемент 13 (ФЭ), за счет чего ток, протекающий по этому элементу, опережает по фазе приложенное напр жениена 60 (при надлежащем выборе величины фазосдвигакицего элемента) .причем в течение одного полупериода -ток протекает по катушке 1, а в течение другого полупериода - по катушке 5 (как показано на фиг.4 лини ми г и IK). К паре катушек 3 и 6 (см;фиг.3) подключен фазосдвиганвдий элемент 14 ТФЭ),который обеспечивает совпадение фазы тока, протекающего по этому элементу с фазой приложенного напр жени .При этом в течение одного полупериода ток протекает по катушке 3, а в течение другого полупериода - по катушке 6 (как показано на фиг.4 лини ми i и 1б ) . К паре катушек 4 и

7 (см.фиг.З) подключен фазосдвигающий элемент 15 ФЭ, за счет чего ток, протекающий по этому элементу, отстает по фазе от приложенного напр жени  на 60°. В течение одного полупериода ток протекает по катушке 4, а в течение другого полупериода по катушке 7 (как показано на фиг.4

и Iлини ми I,

Из изложенного следует, что максимальные значени  тока чередуютс  (по абсолютной величине) в такой последовательности i i. 5- U

.т 12.- з- U y- 7 фиг.4). Следовательно, ток сначала достигает максимума в катушке 2. При этом ротор располагаетс  так, как показано на фиг.1, т.е. магнитопровод ща  полоса 10 занимает положение , при котором наименьший зазор между полосой 10 и статорным сердечником 8 имеет место в зоне катушки 2. Затем ток достигает максимума в катушке 3. В этот момент магнитопровод ща  полоса 10 занимает положение, при котором наименьший зазор между полосой 10 и статорным сердечником 8 имеет место в зоне катушки 3, т.е. происходит

360°

поворот ротора 9 на

где К NK

общее число катушек. Дл  случа , представленного на фиг.1, N 8, К 6, угол поворота ротора 9 за промежуток времени At (см.фиг.4)

360

5 составит - 7,5 (против часовой стрелки). Аналогично за врем  jStg угол поворота составл ет 7, и.т.д. За полный период времени Т,

показанный на фиг.4, 0 (.й,)

угол поворота ротора 9 составл ет 7,5 (или иначе - угол поворота

360

360 ..°, -S- 45 J

ротора составл ет N

По истечении пери.ода Т,происходит перемещение ранее упом нутой магнитопровод щей полосы 10 из положени  А в положение Б (см.фиг.1), а в положении А оказываетс  уже соседн   полоса 10 (расположенна  справа от ранее упом нутой) и процесс поворота ротора 9 повтор етс . Таким образом, при частоте питани  f, частота вращени  п ротора 9 составл ет

п -jj- об/мин.

Например, если f 50 Гц, то при N 8 получим

0 „ . 6050

375 об/мин.

-8- 9 получим

а при N 60.50

333,3 об/мин.

п Дл  обычных синхронных машин (при f 50 Гц) частоту вращени  333,3 об/мин вообще получить невозможно , так как их частота вращени  определ етс  как отношение 60 f „ р

где р - число пар плюсов (т,е.

величина 60f делитс  на четное число ) .

Таким образом, функциональные возможности предлагаемого изобретени  шире, чем в случае обычных синхронных электродвигателей. Кроме того , данное изобретение позвол ет осуществить сочетание роторов с различными числс1ми магнитопровод щих полос 10 (т.е. с разными значени ми N) с одиим и тем же статором 1. В обычных синхронных двигател х такой возможности нет. Следовательно, в предлагаемом изобретении эксплуатационные возможности также шире.

Claims (2)

1. Патент Японии 38-4964, кл. 55А, 1964.

2. Патент США 3092743, кл. 310-162, Д968.

11