SU843120A1

SU843120A1 - Two-speed synchronous electric motor

Info

Publication number: SU843120A1
Application number: SU792813064A
Authority: SU
Inventors: Виктор Моисеевич Зайчик; Эдуард Алексеевич Богомолов; Алла Афанасьевна Коршунова; Галина Ивановна Самойленко
Original assignee: Предприятие П/Я А-7677
Priority date: 1979-08-23
Filing date: 1979-08-23
Publication date: 1981-06-30

Description

(54) ДВУХСКОРОСТНОП СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ(54) TWO-SPEED SYNCHRONOUS ELECTRIC MOTOR

1one

Изобретение относитс к электрИ ческим машинам, а именно к синхронным электродвигател м с посто нными магнитами.The invention relates to electric machines, in particular to permanent-magnet synchronous motors.

Известен двухскорбстной синхронный Электродвигатель, содержащий два посто нных магнита с разным числом полюсов, установленные на роторе с пусковой короткозамкнутой обмоткой.. Статорна обмотка выполнен полюснопереключаемой. Так как внутри статорного пакета располагаютс оба магнита, то при включении статорной обмотки по одной из двух возможных схем соединени происходит создание синхронного момента, тем из двух посто нных магнитов, число полюсов которого равно числу полюсов, создаваемых статорной обмоткой. Второй посто нный магнит, наход щийс в расточке статора, при этом полезной работы не выполн ет.The two-speed synchronous motor is known. It contains two permanent magnets with different numbers of poles, mounted on a rotor with a short-circuited starting winding. The stator winding is made pole-switchable. Since both magnets are located inside the stator package, when turning on the stator winding according to one of two possible connection circuits, a synchronous moment is created, that of two permanent magnets, the number of poles of which is equal to the number of poles created by the stator winding. The second permanent magnet, located in the bore of the stator, does not perform useful work.

При изменении числа пар полюсов статорной обмотки (при ее переключении ) рабочий синхронный момент создаетс вторым магнитом, но первый посто нный магнит не будет в этом случае выполн ть полезной работы 1When the number of pole pairs of the stator winding changes (when it is switched), the working synchronous moment is created by the second magnet, but the first permanent magnet will not in this case perform useful work 1

Недостатками такого электродвигател вл ютс повьвиенный расходThe disadvantages of such an electric motor are the flow rate

дорогосто щего активного материала (посто нного магнита), -так как на каждой из двух частот вреицени работает лишь один из двух посто нных магнитов, повышенные потери мощности , так как та часть активных материалов статора, котора располагаетс над неработающим посто нным магнитом не выполн ет полезной работы, од0 нако потери в ней существуют.costly active material (permanent magnet), since only one of two permanent magnets works on each of the two frequencies of the time, the increased power losses, since that part of the active materials of the stator which is located above the non-working permanent magnet does not useful work, however, there are losses in it.

Известен также двухскоростной синхронный электродвигатель, содержащий статор с многофазной полюснопереключаемой статорной обмоткой, ротор Also known is a two-speed synchronous motor containing a stator with a multi-phase pole-switched stator winding, a rotor

5 с пусковым устройством и аксиально расположенными с возможностью взаимного поворота между ограничивающими элементами посто нными магнитами в виде сегментов, намагниченных в дуговом направлении 2.5 with a starting device and axially arranged with the possibility of reciprocal rotation between the limiting elements of the permanent magnets in the form of segments magnetized in the arc direction 2.

00

Недостатком такого электродвигател вл етс ограниченность эксплуатационных возможностей, обусловленна тем, что этот электродвигатель тре5 бует довольно редко встречакхцегос соотнс иени чисел пар полюсов статорной обмотки 1/3 п, где п - нечетное число. The disadvantage of such an electric motor is the limited operational capabilities, due to the fact that this electric motor quite rarely encounters the ratio of the number of pole pair stator windings to 1/3 n, where n is an odd number.

Наиболее распространенными дви гател ми с полюснопереключаемой статор0The most common motors with pole-switched stator0

ной обмоткой вл ютс такие, у которых числа пар полюсов статорной / обмоткой относ тс как 1 и 2. Такое Ьоотнетиение чисел пар полюсов статорной обмотки позвол ет обеспечить конструктивное выполнение пос ледней, котором все секции обмотки пропускают ток на каждом из двух рабочих режимов, тогда как в известном это условие не обеспечиваетс , (в различных рабочих режимах испольэуютс различные секции обмотки, часть секций при этом вл ютс обесточенными ) ,These windings are those in which the number of pairs of stator / winding poles are 1 and 2. Such a decoupling of the number of pairs of stator winding poles ensures the constructive implementation of the last, which all sections of the winding pass current on each of the two operating modes, then as in the well-known, this condition is not ensured (in different operating modes different sections of the winding are used, some of the sections are de-energized),

Цель изобретени - расширение эксплуатационных возможностей электродвигател .The purpose of the invention is to expand the operational capabilities of an electric motor.

Указанна цель достигаетс тем, что в устройстве ограничивающие элементы смещены друг относительно друга на угол, равный 360°/р, где р число пар полюсов обмотки статора, и в одном из крайних положений подвижной части ротора ось симметрии сегментных посто нных магнитов этой части расположена перпендикул рно оси симметрии магнитов другой части ротора.This goal is achieved by the fact that in the device the limiting elements are displaced relative to each other by an angle of 360 ° / p, where p is the number of pole pairs of the stator winding, and in one of the extreme positions of the moving part of the rotor the axis of symmetry of the segment permanent magnets of this part is perpendicular The axis of symmetry of the magnets of another part of the rotor.

На фиг. 1 представлена конструкци ротора, положение посто нных магнитов, соответствующее четырехполюсному включению статорной обмот-. ки; На фиг.2 то же при восьмиполюсном включении статорной обмотки; на фиг. 3 и 4 - варианты конструктивного исполнени ротора.FIG. Figure 1 shows the design of the rotor, the position of the permanent magnets corresponding to the four-pole inclusion of the stator winding. ki; Figure 2 is the same with the eight-pole turn on the stator winding; in fig. 3 and 4 - variants of the design of the rotor.

Ротор электродвигател содержит вал 1, на котором неподвижно установлен держатель 2 (последний может быть изготовлен из немагнитного материала ) , На держателе 2 закреплены сегментообразные посто нные магниты 3 и 4, намагниченные в дуговом направлении . Кроме того, на валу 1 установлен с возможностью поворота немагнитный держатель 5, на котором укреплены посто нные магниты 6 и 7, Держатель 5 жестко св зан с пусковым устройством 8 в виде магнитопровода с короткозамкнутой обмоткой.The rotor of the electric motor contains a shaft 1 on which the holder 2 is fixedly mounted (the latter can be made of a nonmagnetic material). Segmental permanent magnets 3 and 4 magnetized in the arc direction are fixed on the holder 2. In addition, a non-magnetic holder 5, on which permanent magnets 6 and 7 are mounted, is rotatably mounted on the shaft 1. The holder 5 is rigidly connected to the starting device 8 in the form of a short-circuited magnetic circuit.

К держателю 2 приварен штырь 9/ вход щий в прорежьдо на держателе 5.A pin 9 / incoming to the slot on the holder 5 is welded to the holder 2.

Таким образом, ротор электродвигател состоит из двух аксиально расположенных частей, которых .Состо ща из деталей 2-4 и 9) неподвижно установлена на валу, а втора .(состо ща из деталей 5-8) имее возможность поворота относительно первой на , т.е. дл случа , когда наибольшее число пар полюсов статорной обмотки равно 4, угол поворота равен 90).Thus, the rotor of an electric motor consists of two axially arranged parts, of which. Consisting of parts 2-4 and 9) is fixedly mounted on the shaft, and the second (consisting of parts 5-8) has the ability to rotate relative to the first on, t. e. for the case when the largest number of pole pairs of the stator winding is 4, the rotation angle is 90).

Заметим, что в общем случае угол поворота одной части ротора относиг тельно другой должен составл ть ЗбО°/р, где р - наибольшее число пар полюсов полюснопереключаемой статорной обмотки.Note that in the general case the angle of rotation of one part of the rotor relative to the other should be ZbO ° / p, where p is the largest number of pole pairs of the pole-switched stator winding.

При вращении четырехполюсного пол статора по часовой стрелке деталиBy rotating the quadrupole stator clockwise the parts

ротора занимают положение (фиг.1). движущее усилие при этом воспринимаетс с помощью штыр 9, упираюе щегос в левый край прорези 10, вл ющейс ограничивающим элементом на держателе -5.rotor occupy the position (figure 1). the driving force is thus perceived with the help of the pin 9, resting against the left edge of the slot 10, which is the limiting element on the holder -5.

При измерении направлени вращени . пол обмотки статора (причём изменеи ние направлени вращени сопровоиздаетс изменением числа пар полюсов статорной обмотки с 4 на 8) рабочее положение посто нных магнитов 3/4,6, 7 будет таким, как на фиг.2. При этом штырь 9 упираетс в правый крайWhen measuring the direction of rotation. The field of the stator winding (and the change in the direction of rotation is accompanied by a change in the number of pole pairs of the stator winding from 4 to 8), the working position of the permanent magnets 3 / 4,6, 7 will be the same as in FIG. This pin 9 rests on the right edge

прорези 10 на держателе посто нные магниты б и 7 оказываютс смещеннйми относительно посто нных магнитов 4 и 3 так, что оси симметрии посто нных магнитов 6 и 7 оказываютс the slots 10 on the holder of the permanent magnets b and 7 are displaced relative to the permanent magnets 4 and 3 so that the symmetry axes of the permanent magnets 6 and 7 are

0 перпендикул рными оси симметрии магнитов 3 и 4.0 perpendicular to the axis of symmetry of the magnets 3 and 4.

Таким образом, при вращении пол статора по часовой стрелке (фиг.1) магниты 3,4,6 и 7 образуют четырех5 полюсную систему, а при вращении пол статора против часовой стрелки указанные магниты образуют восьмиполюсную систему.Thus, when the stator field rotates clockwise (Fig. 1), the magnets 3,4,6 and 7 form a four-pole system, and when the stator field rotates counterclockwise, these magnets form an eight-pole system.

С целью повышени эффективностиIn order to increase efficiency

n использовани объема ротора и дл облегчени пуска электродвигател / держатели 2 и 5 (фиг.1 и 2),могут быть изготовлены из гистерезисного материала.Using the volume of the rotor and to facilitate the start of the motor / holders 2 and 5 (Figures 1 and 2), can be made of hysteresis material.

с В.этом случае пол рность гистерезисного материала определ етс пол рностью пол статора, в результате чего при четырехполюсном статорном поле, вращающемс по часовой стрелке, гистерезисный материалIn this case, the polarity of the hysteresis material is determined by the polarity of the stator field, as a result of which, with a four-pole stator field rotating clockwise, the hysteresis material

0 держателей 2 и 5 будет намагничен так; как показано на фиг.З. в случае же восьмиполюсного пол статора, вращак цегос против часовой стрелкЙ, гистерезисиый материал держателей0 holders 2 and 5 will be magnetized so; as shown in FIG. in the case of the eight-pole stator floor, counterclockwise rotation, hysteresis material holders

5 2 и 5 будет намагничен так, как показано на фиг.4..5 2 and 5 will be magnetized as shown in figure 4 ..

Двигатель по предлагаемому изобретению позвол ет расширить зксплуQ атационные возможности его использовани , так как имеет соотношение частот вращени наиболее широко примен емые, например, в реверсируемых устройствах, где изменение направлени вращени должно сопровождатьс изменением частоты вращени , например, в устройствах магнитной записи.The engine according to the invention allows to expand the application possibilities of its use, since it has the ratio of rotation frequencies most widely used, for example, in reversible devices, where a change in the direction of rotation must be accompanied by a change in rotation frequency, for example, in magnetic recording devices.

ФормулаFormula

изобретени «inventions

Двухскоростной синхронный электродвигатель , содержащий статор с полюснопереключаемой обмоткой, ротор с посто нньв и магнитами в виде сегментов , намагниченных в дуговом направлении , и выполненный из двух частей, разкесеиньис друг от друга в аксиальном направлении, одна часть ротора закреплена на валу неподвижно , а друга с возможностью поворота между ограничивающими элементгиш относительно первой части, (отличающийс тем, что, с цел«ю расишрени эксплуатационных возможностей, ограничивающие элементы смещены друг относительно друга на угол, равный , где р - наибольшее Щ1сло пар полюсов обмотки статора , и в одном из крайних положений подвижной части ротора ось симметрии сегментных посто нных магнитов дтой части расположена перпендикул рно оси симкютрии магнитов другой части ротора.A two-speed synchronous electric motor containing a stator with a pole-switchable winding, a rotor with constants and magnets in the form of segments magnetized in the arc direction, and made of two parts, razkeseinis from each other in the axial direction, one part of the rotor is fixed to the shaft fixedly, and the other with the possibility of rotation between the limiting elements relative to the first part, (characterized in that, in order to improve the operational capabilities, the limiting elements are shifted relative to each other and at an angle equal to where p is the largest Sch1f the pair of poles of the stator winding, and in one of the extreme positions of the moving part of the rotor, the axis of symmetry of the segment permanent magnets of this part is perpendicular to the axis of the magnetic magnet of the other part of the rotor.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination

1.Авторское свидетельство СССР К 201522, кл. Н 02 К 21/14, 1958.1. USSR author's certificate K 201522, cl. H 02 K 21/14, 1958.

2.Авторское свидетельство СССР ,по за вке 2568693/24-07,2. USSR author's certificate, according to application 2568693 / 24-07,

кл. Н 02 К 21/14, 1977.cl. H 02 K 21/14, 1977.

Claims

Claim

A two-speed synchronous electric motor containing a stator with a pole switchable winding, a rotor with permanent magnets in the form of segments magnetized in an arc direction, and made of two parts spaced apart in the axial direction, one part of the rotor is fixed to the shaft, and the other with the possibility of rotation between the limiting elements relative to the first part, [characterized in that, 'in order to expand operational capabilities, the limiting elements are offset from each other at an angle equal to 360 ° / p, where p is the largest number of pairs of winding poles

21/14, 1977

Z (rig. I 'of the torus, and in one of the extreme positions) of the moving part of the rotor the axis of symmetry * of the permanent permanent magnets This part is located perpendicular to the axis of symmetry of the magnets of the other part of the rotor.