ОДНОФАЗНЫЙ АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ Российский патент 2004 года по МПК H02K17/10 H02K1/14 

Изобретение относится к явнополюсным асинхронным двигателям с экранированными полюсами и может быть использовано в электроприводе приборов бытового назначения.

Известен асинхронный двигатель с экранированными полюсами (патент ЧССР №109966, МПК Н 02 К 17/10), содержащий главную обмотку статора, литые алюминиевые короткозамкнутые витки, охватывающие часть явно выраженных полюсов, штампованные из стали вставные магнитные шунты, короткозамкнутый ротор.

Недостатками известного электродвигателя являются большой отход алюминия при изготовлении короткозамкнутых витков, повышенная трудоемкость изготовления и низкое качество сборки статора из-за наличия магнитных шунтов, воздушный зазор под которыми имеет большой разброс значений в процессе сборки.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является электродвигатель (патент США №5568000, МПК Н 02 К 1/00), содержащий главную обмотку статора, состоящую из двух катушек, намотанных проводом на пластмассовые каркасы, разъемный сердечник статора, состоящий из замкнутого пакета ярма и пакета из двух полюсов с продольным пазом в каждом из них для установки вспомогательной обмотки в виде сварных из медной ленты короткозамкнутых витков, короткозамкнутый ротор. Собранный из стальных листов пакет из двух диаметрально расположенных полюсов с полюсными наконечниками, соединенных между собой двумя парами перемычек переменного сечения, вместе с катушками запрессован в собранный из стальных листов пакет ярма.

Отношение диаметра ротора к ширине каждого листа ярма статора находится в пределах от 1:2,36 до 1:4,4.

Недостатком известного электродвигателя является низкое качество сборки сердечника статора из-за отслоения стальных листов при запрессовке пакета полюсов в пакет ярма по причине плохого скрепления стальных листов, а также повышенная материалоемкость из-за увеличенных габаритов.

Техническим результатом изобретения является повышение качества сборки сердечника статора, кпд, уменьшение габаритов и материалоемкости электродвигателя.

Технический результат достигается тем, что в известном однофазном асинхронном электродвигателе, содержащем разъемный пакет сердечника статора, включающий в себя два пакета - полюсов с полюсными наконечниками, соединенными между собой насыщающимися перемычками переменного сечения, и ярма, которые собраны из листов стали, ротор, установленный в расточке статора, главную обмотку статора, состоящую из катушек, установленных на полюсах, вспомогательную обмотку в виде экранирующих короткозамкнутых витков, установленных в пазах полюсов статора, упомянутые листы ярма и полюсов сердечника статора скреплены в пакеты, по крайней мере, тремя парами заклепок, причем одна из двух пар заклепок ярма расположена на линии, совпадающей с осью полюсов, а вторая пара заклепок ярма и третья пара заклепок полюсов - на разных линиях, не совпадающих ни с осью полюсов, ни с перпендикулярной к ней осью, с противоположных сторон от оси вращения ротора, причем острые углы между линиями, на которых расположены оси второй и третьей пар заклепок, имеют значения в диапазоне от 65 до 89° и от 5 до 15° соответственно, а отношение диаметра ротора к ширине каждого листа ярма статора находится в пределах от 1:2,1 до 1:2,3.

Сущность изобретения заключается в том, что в электродвигателе стальные листы ярма и полюсов сердечника статора скреплены в пакеты, по крайней мере, тремя парами заклепок, причем одна из двух пар заклепок ярма расположена на линии, совпадающей с осью полюсов, а вторая пара заклепок ярма и третья пара заклепок полюсов - на разных линиях, не совпадающих ни с осью полюсов, ни с перпендикулярной к ней осью, с противоположных сторон от оси вращения ротора, причем острые углы между линиями, на которых расположены оси второй и третьей пар заклепок, имеют значения в диапазоне от 65 до 80° и от 5 до 15° соответственно, а отношение диаметра ротора к ширине каждого листа ярма статора находится в пределах от 1:2,1 до 1:2,3, что позволило повысить качество сборки сердечника статора за счет устранения отслаивания стальных листов при запрессовке пакета ярма в пакет полюсов, а также кпд электродвигателя и уменьшить материалоемкость за счет уменьшения габаритов электродвигателя.

На фиг.1 изображен поперечный разрез двигателя, на фиг.2 - вид сбоку. Предлагаемый электродвигатель состоит из статора 9 и короткозамкнутого ротора 10. Пакет сердечника статора выполнен разъемным и включает в себя два пакета - полюсов 1 и ярма 9, которые собраны из листов, например, электротехнической стали и скреплены заклепками 25, 26, 27, 28, 29, 30. Первая пара заклепок 25 и 26, скрепляющая стальные листы пакета ярма, расположены на линии, совпадающей с осью полюсов 31. Вторая пара заклепок 27 и 28, также скрепляющая стальные листы пакета ярма, расположены на линии 35, не совпадающей ни с осью полюсов 31, ни с перпендикулярной к ней осью 36. Острый угол α между линиями 31 и 35 имеет значения в пределах от 65 до 80°. Третья пара заклепок 29 и 30, скрепляющая стальные листы пакета полюсов, расположена на линии 37. Острый угол β между линиями 31 и 37 имеет значения в пределах от 5 до 15°. Границы разъема пакетов полюсов и ярма проходят по линиям 32 и 33.

Пакет полюсов содержит два полюса 1, 2, полюсные наконечники 3, 4 и 5, 6, которые соединены между собой двумя парами перемычек переменного сечения 7, 8. Главная обмотка статора состоит из двух катушек 18, 19, которые намотаны медным проводом на пластмассовые каркасы 20. Короткозамкнутые витки 21, 22 установлены в продольных пазах 23, 24, которые разделяют полюса статора на экранированную и неэкранированную части. Ротор 10 установлен в расточке сердечника 11 статора при помощи вала 34 и двух подшипниковых щитов 12, 13 (фиг.2), которые закреплены в отверстиях 14, 15 ярма статора двумя винтами 16, 17. Отношение диаметра ротора 10 к ширине каждого листа ярма статора 9 находится в пределах от 1:2,1 до 1:2,3.

Электродвигатель работает следующим образом. При подключении к сети переменного тока катушек 18, 19 главной обмотки статора по ним протекает ток, создающий магнитный поток, пульсирующий вдоль оси 31 полюсов статора. Часть магнитного потока сцепляется с экранирующими короткозамкнутыми витками 21, 22 и наводит в них ЭДС. Под действием ЭДС по короткозамкнутым виткам протекает ток и создается магнитный поток экранированной части полюсов. Благодаря сдвигу в пространстве и во времени магнитных потоков экранированной и неэкранированной частей полюсов образуется вращающееся магнитное поле статора. Вращающееся магнитное поле статора индуцирует в обмотке ротора 10 переменный ток. В результате взаимодействия тока ротора с магнитным полем статора создается электромагнитный момент, приводящий во вращение ротор.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к явнополюсным асинхронным двигателям с экранированными полюсами, и может быть использовано в электроприводе приборов бытового назначения. Техническим результатом изобретения является повышение качества сборки сердечника статора, повышение кпд электродвигателя, уменьшение его габаритов и материалоемкости. Технический результат достигается тем, что в известном однофазном асинхронном электродвигателе, содержащем разъемный пакет сердечника статора, включающий в себя два пакета – полюсов с полюсными наконечниками, соединенными между собой насыщающимися перемычками переменного сечения, и ярма, которые собраны из листов стали, ротор, установленный в расточке статора, главную обмотку статора, состоящую из катушек, установленных на полюсах, вспомогательную обмотку в виде экранирующих короткозамкнутых витков, установленных в пазах полюсов статора, упомянутые листы ярма и полюсов сердечника статора скреплены в пакеты, по крайней мере, тремя парами заклепок, причем одна из двух пар заклепок ярма расположена на линии, совпадающей с осью полюсов, а вторая пара заклепок ярма и третья пара заклепок полюсов – на разных линиях, не совпадающих ни с осью полюсов, ни с перпендикулярной к ней осью, с противоположных сторон от оси вращения ротора, причем острые углы между линиями, на которых расположены оси второй и третьей пар заклепок, имеют значения в диапазоне от 65 до 89° и от 5 до 15° соответственно, а отношение диаметра ротора к ширине каждого листа ярма статора находится в пределах от 1:2,1 до 1:2,3. 2 ил.

Однофазный асинхронный электродвигатель, содержащий разъемный пакет сердечника статора, включающий в себя два пакета полюсов с полюсными наконечниками, соединенными между собой насыщающимися перемычками переменного сечения, и ярма, которые собраны из листов стали, ротор, установленный в расточке статора, главную обмотку статора, состоящую из катушек, установленных на полюсах, вспомогательную обмотку в виде экранирующих короткозамкнутых витков, установленных в пазах полюсов статора, отличающийся тем, что упомянутые листы ярма и полюсов сердечника статора скреплены в пакеты, по крайней мере, тремя парами заклепок, причем одна из двух пар заклепок ярма расположена на линии, совпадающей с осью полюсов, а вторая пара заклепок ярма и третья пара заклепок полюсов – на разных линиях, не совпадающих ни с осью полюсов, ни с перпендикулярной к ней осью, с противоположных сторон от оси вращения ротора, причем острые углы между линиями, на которых расположены оси второй и третьей пар заклепок, имеют значения в диапазоне от 65 до 80° и от 5 до 15° соответственно, а отношение диаметра ротора к ширине каждого листа ярма статора находится в пределах от 1:2,1 до 1:2,3.