Реактивный электродвигатель Советский патент 1985 года по МПК H02K19/06 

i.1 Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к реактивным электродвигателям. Известны реактивные электродвигатели, содержащие явнополюсный статор с обмоткой и явнополюсный ротор 1J . Однако частота вращения таких дв гателей неизменна и определяется частотой напряжения и числом полюсов. Наиболее .близки к изобретению реактивные двигатели, содержащие явнополюсный статор, явнополюсный ротор, обмотку на статоре, подключенную последовательно с конденсато ром к источнику переменного напряже ния с обеспечением условий нелинейного резонанса напряжения. Работа двигателя осз ществляется на принхщп феррорезонанса л . Недостатком известной конструкци двигателя является то, что обеспечение условий феррорезонанса связано с насыщением магнитной цепи статора. Это приводит к искажению формы индукции в рабочем зазоре, умень шению амплитуды основной гармоники, а следовательно, к снижению момента удельной мощности на единицу объема машины и КПД. Целью изобретения являемся повышение КПД и удельной мощности. Указанная цель достигается тем, что в реактивном электродвигателе, содержащем явнополюсный статор,.явнополюсный ротор, обмотку на статоре, подключенную последовательно с конденсатором к источнику перемен ного напряжения с обеспечением условий нелинейного резонанса напряжений, использован конденсатор с нелинейной зависимостью емкости от напряжения, например варикап. На чертеже представлена схематич ная к.онструкция двигателя. Реактивный электродвигатель содержит явнополюсный ротор 1, ЯВНОПО люсный статор 2 с обмоткой 3 возбуж дения и средство 4 запуска. В цепь обмотки 3 переменного напряжения включен нелинейный конденсатор 5, например -варикап, образующий с обмоткой 3 возбуждения нелинейный резонансный контур по частоте питающего напряжения при несимметричном положении ротора 1 относительно оси симметрии статора 2. На роторе 1 вы 32 полнены полюса (зуб1Ц 1) 6. Величиной емкости 5 можно дополнительно управлять. Ротор 1 может содержать два или более двух явновыраженных полюсов. Электродвигатель работает следующим образом. . Вращающий момент запутценного во вращение ротора 1 поддерживается за счет периодически действующей на ротор силы, втягивающей последовательно каждый ближайший к оси симметрии статора 2 зубец 6 ротора 1 в область существования магнитного поля, создаваемого обмоткой 3, Изза несимметричности положения зубца ,6 ротора 1-относительно оси симметрии статора 2, при котором имеет место резонанс цепи из последовательно соединенных обмотки 3 и конденсатора 5, а также из-за механической инерционности ротора 1 последний вращается непрерьгоно и равномерно. Частота вращения ротора 1 при неизменной частоте питающего напряжения контура, состоящего из последовательно соединенных между собой обмотки 3 и конденсатора 5, зависит от амплитуды питающего напряжения. Это объясняется тем, что при вращении ротора | нелинейно изменяется эффективная индуктивность обмотки 3 вследствие изменения свойств магнитной цепи, статора 2 и ротора 1. Причем индуктивность обмотки 3 цри движении зубца 6 ротора 1 до оси симметрии статора 2 увеличивается, а при дальнейшем движении - уменьшается. Нелинейное изменение свойств резонансной цепи обмотка 3 - конденсатор 5 по углу поворота зубца 6 ротора 1 происходит из-за наличия нелинейной -емкости и приводит к нелинейному изменению амплитуды тока, вследствие чего возникает несимметрия силы, действующей на зубец 6 ротора 1 при положении его до оси симметрии статора 2 и после нее. При вращении ротора 1 в одну сторону результирующий вклад энергии в его движение всегда положителен и зависит от амплитуды тока, протекающего в обмотке 3. Изменение крличестка энергии, передаваемой ротору 1 при прохоидёнииего явновы- / раженным полюсом (зубцом) 6 об-ласти между концами явнополюсного статора 2, при фиксированной механической

J . 1

. нагрузке приводит к тому, что ротор 1 изменяет частоту врал;ения. Для увеличения мощности двигателя можно

Остановить несколько явнополюсных ; . статоров или насадить на вал двигателя несколько роторов.

Предлагаемый двигатель с ротором, содержаг1им два явновьфаженных полюса (зубца), и статором, магнитопровод которого имеет зазор, при нелинейном резонансе обмотки возбуждения с последовательно подключенным конденсатором С 0,5 мкВ при положении зубца ротора под углом

30 по отношению к оси симметрии зазора магнитопровода обеспечивает скорость вращения ротора 90 об/мин при амплитуде питающего напряжения 50 В, а также позволяет регулировать скорость вращения ротора в пределах 90-520 об/мин при изменении величины питающего напряжения от 50 до 350 В

88934

при фиксированной частоте питающего , напряжения 50 Гц.

Существенной особенностью реактивного двигателя является возмож, ность изменения частоты питающего напряжения, при которой скорость вращения ротора остается стабильной.

Регулирование частоты вращения может быть осуществлено изменением 10 амплитуды питающего напряжения.

Дополнительными возможностями-регулирования скорости вращения ротора двигателя является применение варикапа, к которому может быть приложено небольшое управляющее напряжение.

Создание нелинейного резонансногр контура за счет нелинейной емкости 20 улучшить форму магнитного поля в рабочем зазоре двигателя, повысить его момент, удельную мощность и КПД.

РЕАКТИВНЫЙ ЭЛРЖТРОДВИГАТЕЛЬ, содержа1 щй явнополюсный статор, явнополюсньй рбтор, обмотку на статоре, подключенную последовательно с конденсатором к источнику переменного напряжения с обеспечением условий нелинейного резонанса напряжения, отличающийся тем, что, с цепью повышения КПД двигателя и его удельной мощности, использован конденсатор с нелинейной зависимостью емкости от напряжения, например варикап.