ОДНОФАЗНЫЙ АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ Российский патент 1994 года по МПК H02K17/04 

Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к электрическим машинам малой мощности, используемым в различных областях техники и быта.

Известны однофазные асинхронные электродвигатели, содержащие статор с явновыраженными полюсами, на которых расположены катушки обмотки питания, и съемными магнитными шунтами в виде отдельных магнитопроводящих деталей, устанавливаемых между наконечниками рядом лежащих полюсов, и ротор со скошенными вдоль оси его вращения пазами, в которых расположена его обмотка [1] . Эти электродвигатели имеют сложные конструкцию и технологию изготовления, обусловленные наличием магнитных шунтов в виде отдельных магнитопроводящих деталей, сложностью их изготовления и крепления к наконечникам полюсов магнитопровода статора, а также скошенными пазами в роторе. Кроме того, указанные электродвигатели обладают низкими энергетическими показателями вследствие больших по величине потоков рассеяния статора и ротора, сложной формой распределения магнитного поля в воздушном зазоре между статором и ротором и скоса пазов в роторе.

Известен однофазный асинхронный электродвигатель с явновыраженными полюсами, на которых расположены катушки обмотки питания, содержащий статор с разъемным магнитопроводом, состоящим из ярма и полюсов в виде крестовины, в перемычках между полюсами которой имеются мостики насыщения, расположенные несимметрично относительно оси каждого полюса, и ротор со скошенными пазами, в которых расположена его обмотка [2] . Мостики насыщения в электродвигателе указанной конструкции предназначены для уменьшения величины магнитного потока, замыкающегося по магнитным перемычкам между полюсами, выполняющими функции полюсных наконечников и магнитных шунтов, минуя воздушных зазор между статором и ротором и ротор, а также для улучшения формы распределения магнитного поля в воздушном зазоре.

Конструкция этого электродвигателя проще и технологичнее, но вместе с тем конструкция электродвигателя и технология его изготовления по-прежнему остаются сложными. Невысокими остаются также и энергетические показатели электродвигателя.

Целью изобретения является упрощение конструкции, технологии изготовления и повышение энергетических показателей электродвигателя.

Для достижения этой цели в известном однофазном асинхронном электродвигателе с явновыраженными полюсами, содержащем статор с разъемным магнитопроводом, состоящим из ярма и полюсов в виде крестовины, в перемычках между полюсами которой имеются мостики насыщения, расположенные несимметрично относительно оси каждого полюса, магнитопровод крестовины составляется вдоль оси вращения ротора из нескольких одинаковых в поперечном сечении частей, причем одна из любых двух рядом лежащиx частей повернута на 180^о относительно оси полюса, а пазы в роторе вдоль оси его вращения выполняются прямыми (нескошенными).

Благодаря этому из конструкции и технологии изготовления электродвигателя исключается скос пазов в роторе, который является в однофазных асинхронных электродвигателях с явновыраженными полюсами основным средством борьбы с вредным влиянием высших пространственных гармоник магнитного поля в воздушном зазоре электродвигателя на его пусковые и виброакустические характеристики, но при этом существенно усложняющий конструкцию и технологию изготовления электродвигателя, а также ухудшающий его энергетические показатели.

В предложенной конструкции электродвигателя магнитные поля в воздушном зазоре под любыми двумя рядом расположенными частями крестовины оказываются сдвинутыми в пространстве в одном из направлений вращения часовой стрелки, что создает условия так же, как и скос пазов в роторе, для существенного уменьшения или полной компенсации какой-либо пространственной гармоники магнитного поля и для улучшения пусковых и виброакустических характеристик электродвигателя.

В электродвигателях рассматриваемого типа наиболее опасной гармоникой является основная зубцовая гармоника, длина периода волны которой равна зубцовому делению ротора. Максимального уменьшения или полной ее компенсации (а также кратных ей гармоник) можно добиться при следующих условиях: части в магнитопроводе крестовины вдоль оси вращения ротора должны иметь одинаковые размеры; число частей в магнитопроводе крестовины должно быть равным четному числу; мостик насыщения должен быть расположен от средней линии между осями любых двух рядом лежащих полюсов на расстоянии К/4 зубцового деления, где К - целое нечетное число (К= 1, 3, 5, . . . ).

На фиг. 1 показан предложенный электродвигатель, поперечный разрез; на фиг. 2 - то же, продольный разрез.

Электродвигатель содержит статор с разъемным магнитопроводом, состоящим из ярма 1 и полюсов в виде крестовины 2, на которых размещены катушки 3 обмотки питания, и ротор 4. Магнитопровод крестовины 2 вдоль оси вращения ротора 4 составлен из двух одинаковых частей 5 и 6. В перемычках 7 между полюсами каждой части 5 и 6 крестовины 2 имеются мостики насыщения 8, расположенные несимметрично относительно оси каждого полюса. Часть 6 магнитопровода крестовины 2 повернута на 180^о относительно оси полюса. Части 5 и 6 магнитопровода крестовины 2 и листы стали в каждой из этих частей соединены между собой посредством общих заклепок 9. Пазы 10 в роторе 4, в которых расположена его обмотка 11, выполнены прямыми (нескошенными).

Электродвигатель работает следующим образом.

При подаче напряжения на обмотку питания в магнитной системе электродвигателя создается магнитный поток. В результате взаимодействия магнитного потока с током в обмотке ротора электродвигатель развивает вращающий момент. (56) 1. Ермолин Н. П. Электрические машины малой мощности. М. : Высшая школа, 1967, с. 317, рис. 19.16.

2. Н. В. Астахов, Е. М. Лопухина, В. Т. Медведев, И. Л. Осин и др. Испытание электрических микромашин. М. : Высшая школа, с. 64, рис. 5.12.

Использование: электротехника, электрические машины малой мощности. Сущность изобретения: однофазный асинхронный электродвигатель содержит статор с разъемным магнитопроводом, обмотку возбуждение 3 и ротор 4. Статор имеет ярмо 1 и явновыраженные полюса 2 в виде крестовины. Мостики насыщения 8 расположены в перемычках 7 между полюсами. Мостик насыщения расположен от средней линии между осями двух полюсов на расстоянии K 4 зубцового деления, где K - целое нечетное число. Магнитопровод крестовины составлен из нескольких одинаковых частей вдоль оси вращения ротора. Число частей крестовины равно четному числу. Рядом лежащие части повернуты на 180, относительно оси полюса. Пазы в роторе прямые. 2 ил.

1. ОДНОФАЗНЫЙ АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ с явновыpаженными полюсами, содеpжащий статоp с pазъемным магнитопpоводом, состоящим из яpма и полюсов в виде кpестовины, в пеpемычках между полюсами котоpой имеются мостики насыщения, pасположенные несимметpично относительно оси каждого полюса, обмотку возбуждения и pотоp, отличающийся тем, что, с целью упpощения констpукции, технологии изготовления и повышения энеpгетических показателей, магнитопpовод кpестовины выполнен из нескольких одинаковых в попеpечном сечении частей вдоль оси вpащения pотоpа, пpичем одна из любых двух pядом лежащих частей повеpнута на 180^o относительно оси полюса, а пазы в pотоpе вдоль оси его вpащения выполнены пpямыми. 2. Электpодвигатель по п. 1, отличающийся тем, что части в магнитопpоводе кpестовины вдоль оси вpащения pотоpа имеют одинаковые pазмеpы. 3. Электpодвигатель по п. 1, отличающийся тем, что число частей в магнитопpоводе кpестовины pавно четному числу. 4. Электpодвигатель по п. 1, отличающийся тем, что мостик насыщения pасположен от сpедней линии между осями любых двух pядом лежащих полюсов на pасстоянии K/4 зубцового деления, где K - целое нечетное число (K = 1, 3, 5, . . . ).