ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Российский патент 1997 года по МПК H02K57/00 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к регулируемым двигателям переменного тока, и может быть использовано при проектировании и производстве электропривода, необходимого для плавного и экономичного регулирования скорости вращения вала в широких пределах ее изменения с сохранением достаточно высокого пускового момента.

Известна конструкция коллекторного двигателя переменного тока, принцип действия которого основан на законах электромагнитной индукции и притяжения электромагнита к магнитному материалу. Существенными недостатками данного двигателя являются конструктивная сложность и наличие тяжелых условий коммутации, что ограничивает широкое применение их на практике.

Изобретение направлено на создание регулируемого электродвигателя переменного тока без коллектора с целью упрощения его конструкции и устранение тяжелых условий коммутации.

Это достигается тем, что на якоре установлены изолированные друг от друга внутренний и внешний кольцеобразные магнитопроводы с радиальными пазами для размещения в них вторичных обмоток трансформатора, выполненных в виде короткозамкнутых витков в форме цифры 8 и охватывающих оба магнитопровода, а на внутреннем из последних установлены два жестко соединенные между собой трансформатора с П-образным сердечником и первичной обмоткой для подключения к внешней электросети. Трансформаторы имеют возможность вращаться относительно вала двигателя в обоих направлениях в пределах 90^o и фиксации в произвольном направлении.

На фиг.1 изображен предлагаемый электродвигатель; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1.

Статор двигателя состоит из двух полых сегментов 1, внутри которых вращается якорь 2, состоящий из кольцеобразных магнитопроводов. Магнитопровод меньшего диаметра 4 расположен внутри большего 3 и изолирован от последнего немагнитным металлическим кольцом 5. Оба магнитопровода имеют одинаковое количество совмещенных в радиальном направлении пазов 6 для размещения в них обмоток якоря 7, представляющих собою короткозамкнутые витки в форме цифры 8, и охватывающих оба магнитопровода.

Внутри магнитопровода 4 установлены два одинаковых жестко взаимосвязанных и расположенных в диаметрально противоположных частях трансформатора с П-образными сердечниками 8, 9 и первичной обмотке 10 с возможностью подключения ее к внешней электросети. Вторичными обмотками указанных трансформаторов являются короткозамкнутые витки якоря 2, расположенные только в зоне действия магнитных потоков
Сердечники 8 и 9 имеют возможность одновременно вращаться относительно вала электродвигателя в обоих направлениях в пределах 90^o и фиксироваться при этом в любом положении.

Электродвигатель работает следующим образом. При подключении первичных обмоток 10 к источнику напряжения в них создаются магнитные потоки , которые в свою очередь индуцируют в короткозамкнутых витках якоря, расположенных в зоне действия указанных потоков, э.д.с. создающие в этих витках токи i₁ и i₁'. Последние возбуждают в магнитопроводе 3 переменные магнитные потоки , которые, замыкаясь по магнитопроводам якоря и статора 1, создают усилия для втягивания магнитопровода 3 во внутрь полых сегментов статора, и обеспечивая тем самым вращение якоря с соответствующим моментом.

При вращении якоря набегающие короткозамкнутые его витки, входя в зону действия потоков , возбуждаются, сбегающие витки, выходя из указанных зон, обесточиваются, и в связи с этим они свободно выходят из магнитопровода статора.

Регулирование скорости вращения якоря двигателя осуществляется изменением величины подаваемого к последнему электрического напряжения, а реверсирование направления движения якоря достигается вращением трансформаторов 8, 9 на угол 90^o по часовой или против часовой стрелки относительно вала двигателя.

Применение предлагаемого изобретения в промышленности позволит создавать практически любой мощности двигатели переменного тока с достаточно простой конструкцией, экономичным и плавным регулированием скорости вращения вала в широких пределах ее изменения, сохраняя при этом необходимый высокий пусковой момент, а также значительно снизить стоимость электропривода.

Использование: изобретение может быть использовано при проектировании регулируемых двигателей переменного тока. Сущность: на якоре установлены изолированные друг от друга внутренний и внешний кольцеобразные магнитоприводы с радиальными пазами для размещения в них вторичных обмоток трансформатора, выполненных в виде короткозамкнутых витков в форме цифры 8 и охватывающих оба магнитопровода, а во внутреннем магнитопроводе установлены два жестко взаимосвязанных трансформатора с П-образным сердечником и подключаемым к внешней электросети первичной обмоткой, имеющих возможность поворота относительно вала двигателя в обоих направлениях в пределах 90^o и фиксации в произвольном положении. Технический результат: экономичное и плавное регулирование скорости вращения вала в широких пределах ее изменения. 2 ил.

Электродвигатель переменного тока, содержащий статор с магнитопроводом и якорь с электромагнитами, отличающийся тем, что на якоре установлены изолированные друг от друга внутренний и внешний кольцеобразные магнитопроводы с радиальными пазами для размещения в них вторичных обмоток трансформатора, выполненных в виде короткозамкнутых витков в форме цифры 8 и охватывающих оба магнитопровода, а во внутреннем магнитопроводе установлены два жестко взаимосвязанных трансформатора с П-образным сердечником и подключаемой к внешней электросети первичной обмоткой, имеющих возможность поворота относительно вала двигателя в обоих направлениях в пределах 90^o и фиксации в произвольном положении.