СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ Российский патент 1995 года по МПК H02K19/36 

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к синхронным электродвигателям с переменным магнитным сопротивлением, и может быть использовано как в силовых электроприводах, так и в различных системах автоматики, в частности в шаговом электроприводе.

Известны редукторные электродвигатели, содержащие зубчатый ротор, статор с полюсами, трехфазную обмотку в виде размещенных на полюсах катушек, соединенных с диодами, диоды подсоединены одноименными электродами к началам фаз, фазы включены в треугольник.

Недостатком указанных двигателей является пульсирующий характер вращающего момента, в результате чего среднее значение момента значительно меньше максимального. Пульсации момента вызваны в свою очередь изменением по амплитуде результирующей намагничивающей силы полюсов за один период изменения питающего напряжения.

Наиболее близким к предлагаемому является синхронный электродвигатель, являющийся прототипом, содержащий ротор, статор с полюсами, трехфазную обмотку, соединенную в треугольник, состоящую из размещенных на полюсах катушек и вентилей.

Недостатком этого двигателя является сложность конструкции в связи с большим количеством вентилей.

Изобретение направлено на упрощение конструкции двигателя. Это достигается тем, что в известном двигателе, содержащем ротор, статор с полюсами, трехфазную обмотку, соединенную в треугольник, состоящую из размещенных на полюсах катушек и вентилей, вентили подсоединены к зажимам фаз одноименными выводами, каждая фаза обмотки образована из двух полуфаз, содержащих по одной катушке, катушки полуфаз каждой фазы размещены на смежных полюсах и соединены друг с другом последовательно встречно, при этом общая точка соединения двух полуфаз каждой фазы присоединена через вентиль к выводу смежной фазы.

Каждая полуфаза может быть образована из n катушек, размещенных относительно друг друга через 360 эл. градусов, при этом n=2, 3.

На фиг. 1 изображена конструкция двигателя с цилиндрическим ротором; на фиг. 2 схема включения катушек полюсов и вентилей элементарной машины; на фиг. 3 схема включения катушек полюсов и вентилей с двумя катушками в каждой полуфазе; на фиг.4 эпюры токов катушек полюсов; на фиг.5 распределение н.с. полюсов в различные моменты времени.

Электродвигатель содержит статор 1 с полюсами 2 (см. фиг.1), на которых расположены катушки 3 и ротор 4. Ротор и статор двигателя могут быть выполнены зубчатыми, например, в двигателях индукторного типа. Двигатель также может быть выполнен с катящимся или волновым ротором.

Число полюсов 2 такого двигателя (Р₁-Р₆) должно быть кратно шести, поэтому в элементарном двигателе полуфазы содержат по одной катушке (фиг.2), в двигателе по одному из вариантов изобретения число катушек в полуфазе может быть любое, например две (фиг.3). Катушки полюсов 3 (фиг.2) собраны в фазы 5, 6, 7. Каждая фаза содержит две полуфазы 8 и 9, каждая из которых выполнена из катушек 3, размещенных на соседних полюсах 2, и включены встречно друг с другом. Точки соединения полуфаз через вентили 10 присоединены к зажимам такой фазы 5, 6, 7, с которой полуфазы не имеют непосредственного контакта. Вентили 10 присоединены к зажимам фаз 5, 6, 7 одноименными выводами.

Электродвигатель работает следующим образом.

При подключении зажимов фаз в трехфазной сети по катушкам 3 полуфаз 8, 9 начинает протекать ток. Распределение тока в катушках полюсов (Р₁-Р₆) приведено на фиг.4, а распределение н.с. полюсов в различные моменты времени на фиг.5.

Для двигателя по одному из вариантов распределение тока в катушках полюсов аналогично, но вдоль расточки статора оно повторяется n раз.

Как следует из фиг.4 и 5, распределение токов и н.с. полюсов у предлагаемого двигателя аналогично двигателю прототипу. Но одинаковый результат получен при меньшем количестве вентилей (три против шести у прототипа), т.е. конструкция предлагаемого двигателя является более простой.

Использование: в силовых электроприводах, в различных системах автоматики. Сущность изобретения: вентили статора синхронного электродвигателя подсоединены к зажимам фаз одноименными выводами, а каждая фаза обмотки образована из двух полуфаз, содержащих по одной катушке, катушки полуфаз каждой фазы размещены на смежных полосах и соединены друг с другом последовательно встречно, при этом общая точка соединения двух полуфаз каждой фазы присоединена через вентиль к выводу смежной фазы. 1 з. п. ф-лы, 5 ил.

1. СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий ротор, стататор с полюсами, трехфазную обмотку, соединенную в треугольник, состоящую из размещенных на полюсах катушек и вентилей, отличающийся тем, что вентили подсоединены к зажимам фаз одноименными выводами, каждая фаза обмотки образована из двух полуфаз, содержащих по одной катушке, катушки полуфаз каждой фазы размещены на смежных полюсах и соединены одна с другой последовательно встречно, при этом общая точка двух полуфаз каждой фазы присоединена через вентиль к выводу смежной фазы. 2. Электродвигатель по п.1, отличающийся тем, что каждая полуфаза образована из n катушек, размещенных одна от другой через 360 эл. град. при этом n=2,3.