SU959222A1

SU959222A1 - Single-phase electric motor

Info

Publication number: SU959222A1
Application number: SU802988034A
Authority: SU
Inventors: Иван Васильевич Марьясов; Семен Анатольевич Герман; Виктор Александрович Игнатов
Original assignee: Хабаровский институт инженеров железнодорожного транспорта
Priority date: 1980-09-22
Filing date: 1980-09-22
Publication date: 1982-09-15

Description

(54) ОДНОФАЗНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ(54) SINGLE PHASE ELECTRIC MOTOR

Изобретение относитс к электромашиностроению , а именно к однофазным асинхронным двигател м.The invention relates to electrical engineering, namely to single-phase asynchronous motors.

Известны однофазные электродвигатели , содержащие статор с обмотками, смещенными между собой в пространстве и включенными последовательно tl}«Known single-phase electric motors containing a stator with windings displaced between themselves in space and connected in series tl} "

Недостатком данных устройств вл етс пониженные энергетические показатели .The disadvantage of these devices is reduced energy performance.

Наиболее близким к изобретению влчетс одйофазный электродвигатель с обмоткой на статоре, состо щий из соединенных электрических и смещенных в пространстве частей, причем части обмотки уложены сло ми и содержат проводники лишь одной фазной зоны. Части обмоток в своих фазных зонах выполнены в одних и тех же пазах с наложением друг на друга. Лобовые вылеты так же, накладываютс . Зашунтированна при пуске часть обмотки выполнена в сло х, принадлежащих разноименным фазным зонам. В шунтирующую цепочку включены обмотки, не принадлежащие фазным зонам шунтированных частей. Согласно схеме соединени частей обмотки друг с другом, они образуют гри отдельные обмотки С 2.The closest to the invention is a single-phase electric motor with a winding on the stator, consisting of connected electrical and space-displaced parts, with the winding parts laid in layers and containing only one phase zone conductors. Parts of the windings in their phase zones are made in the same slots overlapping each other. Frontal departures are also superimposed. The part of the winding that is shunted at start-up is made in layers belonging to opposite phase zones. The shunt chain includes windings that do not belong to the phase zones of the shunt parts. According to the scheme of connecting the winding parts to each other, they form separate grids C 2 for the gr.

Недостатке данного электродвигател вл етс недоиспользование активных материалов, поскольку часть Обмотки, включенна в и1унтирующую цепочку, используетс лишь при пуске электродвигател , а при работе отключаетс .The disadvantage of this electric motor is the underutilization of active materials, since the part of the winding included in the uniteing chain is used only at the start of the electric motor and is switched off during operation.

Цель изобретени - улучшение ис10 пользовани активных материалов.The purpose of the invention is to improve the use of active materials.

Цель достига,етс тем, что в однофазном двигателе со статором, в пазйх которого р асположена обмотка, выполненна из соединенные электрическими The goal is achieved by the fact that in a single-phase motor with a stator, in which the winding is located, is made of electrically connected

15 смещенных в пространстве частей и с пусковой цепью, шунтирующей половину обмотки, кажда часть обмотки выполнена из двух соединенных последовательно катушечных групп. Две части 15 parts displaced in space and with a starting circuit shunting half of the winding, each part of the winding is made of two coil groups connected in series. Two parts

20 обмотки равномерно размещены во всех пазах и выполнены из катушек с шагом ,5Т, аг кажда из двух других частей разметдена в 2/3 пазов статора, смещена одна относительно другой на 1/31 и выполнена из катушек с шагом 20 windings are evenly placed in all slots and are made of coils with a pitch, 5T, each of the two other parts is marked out in 2/3 of the stator slots, shifted one relative to the other by 1/31 and made of coils with a pitch

25 , причем конец первой части соединен с началом третьей, конец третьей с началом четвертой и конец четвертой с началом второй части, 25, with the end of the first part connected with the beginning of the third, the end of the third with the beginning of the fourth, and the end of the fourth with the beginning of the second part,

30 а пускова цепь подключена к точке соединени третьей и четвертой частей . На фиг.1 показана схема соединени частей обмотки; на фиг.2 и фиг.З схема выполнени частей обмотки статора в двухполюсном варианте. Обмотка статора состоит из двух групп частей. В,первую (услЬвно выделенную ) группу частей обмотки вход т две катушечные группы 1 и 2, размещенные в трех фазных зонах 3 и 4,размещенные в первой и второй фазных зонах. Во вторую группу частей обмотки так же, как и в первую вход т две катушечные группы 5 и б, выполненные аналогично катушечным группам 1 и 2, проводники которых размещены в трех фазных зонах и ка4гушечные группы 7 и 8 размещенные во второй и третьей фазных зонах. Группы 1, 2 и 7,8 размещены в нижнем слое, а части 3,4 и 5,6 - в верхнем слое. Группы 1,2 и 5,6 выпол нены с шагом 0,5tr, а группы 3,4 и 7,8 с шагом 2/3Т и размещены в 2/3 пазов статора, они смещены между собой на 1/31Г, где t - полюсное деле ние. Шунтирующа цепь, состо ща из ре зистора 9 и -ключа 10, подключена к одной из частей обмотки. Обмотка статора размещена в пазах 11-34. Статор, как и в трехфазной машине по расточке разбит на три равные фаз ные зоны. В первую (условно выделенную ) фазную зону вход т пазы 11-14 и 23-26, во вторую - 19-22 и 31-34 и в третью 27-30 и 15-18. Группы 1 и 2 (тонкие штрих-пунктирные линии), содержат проводники трех фазных зон и выполнены по типу однослойной обмотки вразвалку с шагом по пазам, равным шести. Группы 5 и 6 (жирные сплошные линии) выпол нены аналогично группам 1 и 2 во вс трех фазных зонах. Группы 1,2 и,5,6 выполнены в одних и тех же пазах ст тора с наложением друг на друга.. Ло бовые вылеты, так же как активные части слоев накладываютс . Группы 3 и 4 (жирные штрих-пунктирные линии) содержащие проводники первой и второй фазных зон так же выполнены по типу однослойных обмоток вразвалку по пазам, равным восьми. Группы 7 и 8 (тонкие.сплошные ли ний), содержащие проводники второй третьей фазных зон, выполнены аналогично группам 3 и 4. Наложение групп 3 и 4 и 7 и 8 на группы 1,2 и 5,6 происходит в актив ной части, а лобовые вылеты, наклад ва сь, .занимают разноименные фазные зоны. Таким образом, в схеме имеетс многофазна система обмоток с прост ранственной и витковой несимметрией Пространственный угол, между ос ми обмоток составл ет 150. Дл .осуществлени реверсировани двигател необходимо шунтировать группы 1,2 и 3,4 вместо групп 7,8 и 5,6. Пусковые свойства двигател завис т от соотношени чисел витков в сло х. Как показали исследовани лучшими соотнсвиени ми вл ютс .e I где W ,W.4 ,Wj. - числа витков групп, обозначенных цифрами 1,2, 3,4и 5,6,7,8, выраженные в дол х от числа витков фазной обмотки W|-p трехфазного двигател . Величина резистора 9 -также вли ет на пусковые свойства двигател и подбираетс из условий получени необходимых кратностей пусковых моментов и кратностей пусковых токов.Причем наибольший пусковой момент достиаетс при величине резистора 9, равной нулю, т.е. при коротком замыкании части обмотки при пуске. Работа двигател основана на дай- . ствии многофазной системы токов в многофазной системе обмоток статора. При замыкании ключа 10 и определенного соединени катушечных групп 1-2, 3-4 и 5-6, 7-8 между собой в схеме образуетс многофазна система обмоток. Многофазна система токов при этом создаетс за счет неравенства активных; и реактивных сопротивлений обмоток, вследствии их пространственной и витковой несимметрии . Сдвиг токов по времени и сдвиг осей обмоток в пространстве приводит к возникновению в зазоре машины вращающегос магнитного пол . Ротор разворачиваетс и увлекаетс в сторону вращени пол . При достижении определенной скорости ключ 10 размыкаетс и двигатель из пускового режима переходит в рабочий. В рабочем режиме обмотка состоит из четырех и последовательносоединенных групп 1,2,3,4 и 7,8,5,6, что соответствует двум последовательно соединенным обмоткам трехфазного двигател того же габарита, но с укороченными лобовь1ми вылетами. Предлагаемый однофазный электродвигатель имеет улучшенные показатели за счет полного использовани меди. Вследствие укорочени шага обмотки достигаетс значительна (до 50%) экономи активных материалов пр сравнению сизвестными однофазными двигател ми . Поскольку активные стороны проводников лежат в тех же пазах, что и дл обмотки с полным шагом и индуктированные в них ЭДС имеют те же направлени , то данна обмотка эквивалентна обмотке, .выполненной с полным шагом.30a, the starting circuit is connected to the connection point of the third and fourth parts. Figure 1 shows a diagram of the connection of the winding parts; Fig. 2 and Fig. 3 are a schematic diagram of the implementation of parts of a stator winding in a bipolar version. The stator winding consists of two groups of parts. In, the first (conventionally separated) group of winding parts consists of two coil groups 1 and 2 placed in three phase zones 3 and 4, placed in the first and second phase zones. The second group of winding parts, as well as the first, includes two coil groups 5 and b, made similar to coil groups 1 and 2, whose conductors are located in three phase zones and cable headers 7 and 8 located in the second and third phase zones. Groups 1, 2 and 7.8 are located in the lower layer, and parts 3.4 and 5.6 are located in the upper layer. Groups 1,2 and 5.6 are made in increments of 0.5tr, while groups 3.4 and 7.8 are made in steps of 2 / 3T and placed in 2/3 of the stator slots, they are shifted between themselves by 1 / 31G, where t - pole division. A shunt circuit consisting of a resistor 9 and a switch 10 is connected to one of the winding parts. The stator winding is located in the slots 11-34. The stator, as in the three-phase machine, is divided into three equal phase zones along the bore. The first (conditionally separated) phase zone includes grooves 11-14 and 23-26, the second - 19-22 and 31-34, and the third 27-30 and 15-18. Groups 1 and 2 (thin dashed-dotted lines) contain conductors of three phase zones and are made in the form of a single-layer winding waddle with a step along the slots equal to six. Groups 5 and 6 (thick solid lines) are made similar to groups 1 and 2 in all three phase zones. Groups 1, 2, and 5, 5 are made in the same grooves of the stator with overlapping each other. Groups 3 and 4 (fat dashed-dotted lines) containing the conductors of the first and second phase zones are also made by the type of single-layer windings, waddling along grooves equal to eight. Groups 7 and 8 (thin continuous lines) containing the conductors of the second third phase zones are made similarly to groups 3 and 4. The imposition of groups 3 and 4 and 7 and 8 on groups 1, 2 and 5, 6 occurs in the active part, and frontal overhangs, overlap, occupy opposite phase zones. Thus, there is a multi-phase winding system with spatial and winding asymmetry in the circuit. The spatial angle between the winding axes is 150. To implement motor reversal, it is necessary to shunt groups 1,2 and 3,4 instead of groups 7,8 and 5,6 . The starting properties of the engine depend on the ratio of the number of turns in the layers. As studies have shown, the best ratios are .e I where W, W.4, Wj. - the number of turns of the groups indicated by the numbers 1,2, 3,4 and 5,6,7,8, expressed in shares of the number of turns of the phase winding W | -p of a three-phase motor. The magnitude of the resistor 9 also affects the starting properties of the motor and is selected from the conditions for obtaining the necessary multiples of starting points and multiples of starting currents. And the largest starting moment is achieved when the value of the resistor 9 is zero, i.e. in case of a short circuit of the winding part at the start. The operation of the engine is based on dai. multiphase system of currents in a multiphase system of stator windings. When the key 10 and a certain connection of coil groups 1-2, 3-4 and 5-6, 7-8 are locked together, a multi-phase system of windings is formed in the circuit. A multi-phase system of currents is created due to the inequality of the active; and reactive resistances of the windings, due to their spatial and coil asymmetry. The shift of currents in time and the shift of the axes of the windings in space leads to the appearance of a rotating magnetic field in the gap of the machine. The rotor turns around and is carried away in the direction of rotation of the floor. When a certain speed is reached, the key 10 opens and the engine goes from the starting mode to the operating mode. In the operating mode, the winding consists of four and successively connected groups of 1,2,3,4 and 7,8,5,6, which corresponds to two series-connected windings of a three-phase motor of the same size, but with shortened front-end departures. The proposed single-phase electric motor has improved performance due to the full use of copper. Due to the shortening of the winding pitch, the saving of active materials is significant (up to 50%) compared to the well-known single-phase motors. Since the active sides of the conductors lie in the same grooves as for a full pitch winding and the emf induced in them have the same directions, this winding is equivalent to a winding made with a full pitch.

Кроме TorOj улучшены пусковые свойства двигател , так как уменьшен провал в механической характеристике от третьей гармонической составл ющей пол , выше кратность пускового момента, меньше кратность пускового тока.In addition to TorOj, the starting properties of the engine are improved, since the failure in the mechanical characteristic of the third harmonic component of the field is reduced, the multiplicity of the starting torque is higher, the starting current is smaller.

Claims

1. USSR author's certificate number 130969, cl. H 02 K-17 / D8, 1977.

2. USSR author's certificate No. 423225, cl. H 02 K 17/04, 1973.