Синхронный электродвигатель с двойной электромагнитной редукцией частоты вращения Советский патент 1983 года по МПК H02K19/06 

ким машинам, а именно к синхронным электродвигателям с двойной эяектромаг ни гной редукцией, которые могут &лть . использованы в качестве силового ис. поянительного тихоходного двигателя в системах автоматического регулирования.. Известны синхронные электродвкгате ля с двойной электромагнитной редукцией, содержащее зубчатый статор с обмот кой переменного тока и несколько зубчатых роторов, например редукторный .,тродвигатель Cll Однако данные электродвигатели слож ны в изготовлении, а также имеют.Зтве яиченный расход активных .мвт иалов и значительные габариты. Наиболее близок к предлагаемому . электродвигатель с двойной электромагнИ ной редук1шей частоты враигешш, который содержит зубчатый статор с многофазной обмоткой переменного тока, полый ротор с зубцами на внешней и внутренней повер ностях, расположенный коаксиально стаi-opy, зубчатый массивный ротор из магнитомпгкого материала, расположенный в расточке полого ротора, обмотку возбуждения и ферромагнитный корпус. Ощтгуз известный электродвигатель имеет повышенный расход меди из-за наличия обмотки возбуждения и сложную конатрукдию.В этом двигателе перемен1а,1й поток, возбужденный обмоткой статора, проходит в радиальном направлении и поэтому может замыкаться по спинке полого ратора, уменьшая величину потока, проходящего через второй зазор. Для того, чтобы роток статора был направлен через оба зазора, полый ротор в У1сааанной конструкции выполняется из отдельных продольных зубцов, разделенны немагнитными промежутками, что усложняет конструкцию полого ротора и двигателя в целом. Цель изобретения - снижение расхода актившлх материалов. Для достижения поставленной пели в синхронном электродвигателе с двойной электромагнитной редукцией, содержащем зубчатый статор с многофазной распределешюй обьюткой, полый ротор с зубцами на внешней и внутренней поверхностях, {эасположенный коаксиально статору, зубчатый массивный ротор, расположенный коаксиально полому ротору, и ферромагннтгшй окорпус, каждая фаза обмотки выполнена из двух параллельных ветвей, расположенных в пространстве под углом дая ветвь состоит из п катушетс, раэмещенных под углом2Ж/п, катушки папар аллельных ветвей имеют одинаковые направления намотки, причем начало катушки одной из ветвей фазы подсоединено к одному гз электродов одного вентиля, конец катушки другой ветви этой же, фазы подсоединен к электроду противоположной поляр21 ости другого вентиля. На фиг. 1 представлен электродвигатель, продольный разрез; на фиг. 2 - то же поперечный разрезу на фиг, 3 - электрическая схема электродвигатели; на фиг.4 изменение питающего напряжения, Электродвигатель (фиг. 1) содержит корпус 1 из ферромагнитного материала, Ь котором установлен статор 2 с -кой 3 переменного тока, полый ротор 4 ферромагнитного материала с зубцами 5 и 6 на наружной, в внутренней поверхностях , массивный ротор 7 с зубцами-8 на наружной поверхности, расположенный коаксиально со статором 2 полым ротором 4, переднюю крьш1ку 9 из немагнитного материала и заднюю крышку 1О из ферромагнитного материала. В приведенном варианте исполнения статор 2 (рис. 2) вьшолнен с двенадцатью полюсами 11 - 22. На внутренней поверхности статора 2 расположеио тридцать шесть зубцов 23 (по три зубца на каждом полюсе). На наружной и внутренней поверхнос-тях полого ротора 4 и поверхности массивного ротора 7 расположено соответственно пятьдесят, сорок весемь и сорок шесть зубцов. Каждая фаза обмотки 3 состоит из двух параллельных ветвей, расположенных в п ростр анстпве под углом Ж/п 90 (в приведенном варианте исполнения двигателя 2). Например, обмоткаиз фаз (фиг. 2 и 3) состоит из ветвей, образованных катушками 24, 25 и 26, 27. Каждая ветвь состоит из п - 2 катушек 24 - 31. Например, одна из параллельных ветвей той же фазы.образована катушками 24 и 25, сдвинутыми друг относительно друга на угол 2Л/П ISO. Катушки 24 - 31 параллельных ветвей имеют одинаковые направления намотки, В каждую ветвь включен вевнтиль 32. Вентили 32 в параллельных ветвях вкгаочены встречно. Электродвигатель может быть реалиаоЪан с другим числом полюсов 1122 и числом зубцов 23 статора 2 и. эубиов 5,6 и 8 обоих роторов 4 и 7, а Кроме того, пэредняя крышка 9 может быть выполнена из ферромазтнитногс материала. Ротор 4 может баыть вьтол нен цельным из ферромагнитного материала. Предлагаемый электродвигатель рабо тает следуняцим образом. При включении обмотки 3 на переме ное напряжение возникает вршцакяцееся магнитное поле, которое создает униполярный магнитный поток, проходящий через статор 2, зубцы 5 и 6 полого ротора 4, зубцы массивного ротора 7, ярмо 33 массивного ротора 7 (в аксиальном направлении), заднюю.крышку 1О и корпус 34 статора 2 (фиг. 1). Образование вращающегося унипр яр ного магнитного поля происходит еледующим образом В момент времени (фиг. .4) напр жение фазы А положительно и имеет максимальноезначение, а напряжение фаз В и С атрицатепьны. Под действием положительного напряжения возбуждаются катушки 26 и 27 (фиг. 2 и 3). Под действием отрицательного нал ряжения фаз В и С возбуждаются катушки 28 - 31. Через остальные катушки ток не про текает. Под полюсами 13 - 17 и диаметрально расположенными полюсами 19 - 22 и 11 создается намагниченность одной и той же полярности, в результате чего магнитный поток прохо дит в аксиальном направлении. При этюм под полюсами 15-и 21 поток создается тремя фазами, под полюсами 14,16 и 20,22 - двумя фазами,а под полюсами 13, 17, 11 и 19 - одной фазой, в ре аультате чего в момент времени -t маг нитное поле имеет максимальное значение под полюсами 15 и 21. При .эт-ом полый ротор 4 занимает положение, соответствуклцее максимальной производимости. В момент времени t магнитное доле имеет максимальное значение под полкусами 14 и 20, в результате чего пошый ротор 4 поворачивается к опять занимает положение, соответствующее максимальной проводимости. При вращении полого ротора 4 образуется вращающееся магнитное поле в рабочем зазоре массивного ротора 4. Взаимодействие зубцов 8 массивного ротора 7 с этим полем вызывает появление момента, приводящего во вращение массивный ротор 7. В результате этот ротор 7 вращает ся со скоростью, определяемой по фор.о муле «2-Z7 2з где -частота питающей сети; -число зубцов 5 полого рото2. ра 4, расположенных на наружной поверхности; 2я - число зубцов 6 полого ротора 4, расположенных на внутренней поверхности; ZT - число зубцов 8 массивного ротора 7. В рассматриваемом примере 50 Гц; Z 50; 48; 46. Частота вращения массивного ротора 7 равна no j50. 50 - 48 1/23 об/с 5046 Конструкция позволяет отказаться от возбуждения двигателя специальным, Щ стоянным магнитом или обмоткойВозбуждения, питаемой постоянным током, которая в известной конструкции -установлена на подшипниковом щите, а также выполнить полый ротор 4 цельным из ферромагнитного материала в силу, того, что обмотка 3 создает ушшоляр-. ный поток, исключая, тем, самым, воэД можность замыкания потока радиально по спинке полого ротора 4. Кроме того, в предлагаемом электродвигателе по сравнению с прототипом число воздушных зазоров на пути потока снижено. Все это позволяет снизить расход ак- .тивных материалов, уменьшить вес и Упростить конструкцию электродвигате ля.

-Tfraifc

i -I/tuffC

0ue.ff

1. СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРа ДВИГАТЕЛЬ С ДВОЙНОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ РЕДУКЦИЕЙ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ, содержащий зубчатый статор с :мндгофазной распределенной обJ / г ) ЛЛЙЙЙ/;;. ..,:, ,-. .; моткой, полый ротор с зубцамн на внешней и внутренней поверсностях, расположенный коаксиально (статору, зубчатый массивный рогор, расположенный ко ксиально полому ротору, и ферромагнитный Kopnj, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода активных материалов, каждая фаза обмотки вьшолнена из двух параллепьньк ветпвей, расположенньк в пространстве под углом (где п. - любое целое число), каждая ветвь состоит из h лветушек, размещенных под углом 23Г/П, катушки параллельных вегвей выполнены с одинаковым направлекиеы намоткн, причем начало катушки одной из ветвей фазы подсоединено к одному из электродов одного вентиля, ко){ец катушки /фуго и ветви этой же фазы подсоединен к электроду противоположной полярности другого вентиля. ff