Редукторный электродвигатель Советский патент 1984 года по МПК H02K19/06 

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к электродвигателям с электромагнитной редукцией частоты вращения. По основному авт. св. № 645236 известны редукторные электродвигатели, содержащие ротор с зубцами, статор с полюсами, на внутренней поверхности которых выполнены зубцы, т-фазную обмотку с параллельными ветвями, соединенными в звезду. каждая из параллельных ветвей содержит катущки, размещенные на полюсах, смещенных друг относительно друга на 2т полюсов и 2т диодов, подключенных к фазам попарно разноименными электродами 1 . Недостатками таких электродвигателей являются недостаточное использование активных материалов и низкий КПД вследствие малой величины постоянной составляющей тока и соответственно момента. Целью изобретения является повышение использования активных материалов и увеличение КПД. Указанная цель достигается тем, что в электродвигателе, содержащем ротор с зубцами, статор с полюсами, на внутренней поверхности которых выполнены зубцы, тфазную обмотку с параллельными ветвями, соединенными в звезду, каждая из параллельных ветвей содержит катушки, размещенные на полюсах, смещенных друг относительно друга на 2т полюсных делений и 2т диодов, подключенных к фазам попарно разноименными электродами, параллельно катушкам полюсов, образующим параллельную ветвь каждой фазы, подключены конденсаторы. На фиг. 1 изображена конструктивная схема двенадцатиполюсного двигателя; на фиг. 2 - схема соединения обмоток и включения конденсаторов; на фиг. 3 - эпюры токов, напряжений в различные моменты времени. Электродвигатель содержит статор 1 с полюсами 2-13, на внутренней поверхности которых выполнены зубцы 14, ротор 15 с зубцами 16. На полюсах 2-13 размещены катущки 17. Число зубцов 14 и 16 статора 1 и ротора 15 выбрано таким образом, чтобы сдвиг зубцов 14 и 16 статора 1 и ротора 15 под соседними полюсами 2-13, например, для трехфазного двигателя, был равный 1/6 периода изменения магнитной проводимости под полюсами 2-13. Катушки 17,расположенные на полюсах 2-13, сдвинутых друг относительно друга на 2т полюсных делений, образуют последовательные ветви,параллельно которым включены конденсаторы 18-23. Все концы последовательных ветвей соединены в одной общей точке. Катушки 17 подключены через диоды 24-29 к. питающему напряжению, причем к одной фазе сети подключены последовательные ветви, катущки 17 в которых расположены на полюсах 2-13, сдвинутых друг относительно друга на m и 2т полюсных делений, катушки 17, расположенные на соседних полюсах 2-13,подсоединейы к разноименным электродам диодов 24-29. Двигатель работает следующим образом. В момент времени t (фиг. 3 а) напряжение, прикладываемое к фазе А, становится больщенуля. Ток, протекающий по катушкам 17 полюсов 2 и 8 (фиг. 36)., начинает увеличиваться.В момент времени tj, когд-а ток достигнет своего максимального значения, токи в катушках 17 полюсов 3, 9 и 7, 13 равны примерно половине максимального значения (фиг. Зв). Зубцы 16 ротора 15 выставляются таким образом, чтобы проводимость воздушного зазора по оси полюсов 2 и 8 была максимальной.В момент времени tj в катушках 17 полюсов 3 и 9 ток достигает своего максимального значения, а в катушках 17 полюсов 2, 8 и 4, 10 (фиг. 3 г) ток равен примерно половине максимального. Ротор 15 передвигается таким образом, что максимальная проводимость будет под полюсами 3 и 9. При этом максимальный электромагнитный момент без учета высших гармоник равен Мэн Т Di -ti AoLzioJim где Df -диаметр расточки статора; , -эффективная длина статора; f, - коэффициент пульсации магнитной . проводимости, воздушного зазора; Дд - постоянная составляющая проводимости воздушного зазора; io -постоянная составляющая тока якоря; ihi - первая гармоника тока якоря. Конденсаторы 18-23 изменяют соотношение между постоянной составляющей тока и первой гармоникой тока в пользу постоянной составляющей. Ток разряда конденсатора, например 18, имеет направление, при котором конденсатор получает энергию и имеет положительный заряд на верхней обкладке в момент закрытия диода 24. При этом ток в обмотках 2 и 8 измениться (фиг.Зж) вследствие наложения тока, протекающего через конденсатор (фиг. Зе), на ток в обмотке 2 и 8 (фиг. 3 б). Из-за увеличения значения постоянной составляющей тока возрастает ЭДС холостого хода, возрастает величина электромагнитного момента, причем активные потери растут в меньшей степени, так как уменьшается необходимая для поддержания номинального м.омента величина первой гармоники тока,которая в основном создает магнитные потери в стали, и уменьшается ве Личина реактивной составляюш,ей тока, обуславливающей в определенной степени потери в меди, возрастает КПДПомимо увеличения использования активных материалов за счет включения конденсаторов повышается коэффициент мощности вследствие появления емкостной составляющей в сумматорном фазном токе. Следовательно, при изготовлении электродвигателя на заданную мощность при заданной частоте вращения включение конденсаторов в электрическую схему позволит значительно сократить габариты машины, а также понизить эксплуатационные расходы за счет более высокого cosf.

27

Фиг2

РЕДУКТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ по авт. св.№ 645236, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД путем улучшения использования активных материалов, параллельно катушкам, образуюшим параллельную ветвь каждой фазы, подключены конденсаторы. § О1 оо ел Од Фи.1