Электродвигатель с муфтой Советский патент 1985 года по МПК H02K7/104 

11 Изобретение относится к электротехнике, в частности к агрегатам, со держащим электродвигатель и электромагнитную муфту скольжения, используемым для регулирования частоты вра щения, и является усовершенствованием известного устройства, описанного в авт.св. № 1032546. Цель изобретения - повьшение стабильности работы электродвигателя с муфтой при изменении нагрузки путем повьпиения жесткости механических характеристик за счет самовозбуждения кольцевой обмотки. На фиг. 1 изображена одна половина электродвигателя с муфтой, разрез на фиг. 2 - кольцевая обмотка воз буждения с зигзагообразными витками (изоляция не показана). Электродвигатель с муфтой (фиг. 1 содержит магнитопроводный корпус 1, в котором размещены пакеты 2 и 3 ста тора, образующие П-образный магнитопровод двигателя с обмоткой А переменного тока и установленной между пакетами кольцевой обмоткой 5 возбуж дения, охватывающей обмотку 4 в ее средней части. Корпус 1 с пакетами 2 и 3 и обмот кой 5 является статором бесконтактной электромагнитной муфты скольжения. Одновременно пакеты 2 и 3 с обмоткой 4 являются статором двигателя переменного тока. Ведомая полумуфта 6 (ротор) муфты закреплена на валу 7, вращаЗощемся в подшипниковых щитах. Ферромагнитный ротор 8, являющийся одновременно ротором двигателя и ведущей полумуфтой муфты, имеет в средней части немагнитное электропроводное кольцо 9 и свободно установлен на подшипниках концектрично пакетам 2 и 3 статора и ведомого ротора 6. Вентилятор 10 для охлаждения агрегата. Внутренний слой 11 кольцевой обмотки 5 возбуждается, охватьшающий обмотку 4 переменного тока, выполнен из витков, имеищих зигзагообразную форму (фиг. 2), причем расстояние между соседними аксиальными участками этих витков равйо полюсному делению одной фазы обмотки 4 переменного тока. При вьшолнении обмотки 5 возбуждения сначала укладываются зигзагообразные витки (внутренний слой 4), а затем на них остальные кольцевые 2 витки, являющиеся их продолжением. Выводы обмотки 5 соединены один с ругим через выпрямитель 12, регулирующий элемент 13 и коммутирующий элемент (выключатель) 14. Агрегат может иметь внешнюю.и внутреннюю поверхности ротора 8 гладкими, а ротор 6 зубчатым, или ротор 8 со стороны статора и ротор 6 гладкими, а зубчатый слой на обращенной к ротору 6 поверхности ротора 8 -или обе поверхности ротора 8 зубчатыми, а ротор 6 гладким (фиг. 1). В последнем вариан те двигатель является синхронным, а обмотка 5 одновременно служит для возбуждения муфты и двигателя. Устройство работает следующим образом. При включении в сеть обмотки 4 переменного тока и разомкнутом выключателе 14 ротор 8 йриходит.во вращение за счет взаимодействия вращающегося магнитного поля, создаваемого средней частью обмотки 4 с вихревыми токами, индуцированными этим полем в электропроводном кольце 9. Так как разгон ротора 8 осуществляется на холостом ходу, то в конце процесса при наличии зубцов на внешней поверхности ротора (фиг. 1) двигатель работает как синхронньй реактивный. Вращанщееся магнитное поле средней части обмотки 4 наводит в аксиальных участках зигзагообразных витков переменные ЭДС, мгновенные значения которых показаны стрелка- . ми на фиг. 2. ЭДС всех участков суммируется . При низковольтной обмотке 5 может быть только один зигзагообразный виток, аамыкание выключателем 14 выводов обмотки 5 через выпрямитель 12 и регулирующий элемент 13 приводит к появлению в цепи обмотки 5 постоянного тока возбуждения, создающего магнитный поток, показанньй штриховой линией (фиг. 1). Зубчатьй ротор 8 наводит в гладком роторе 6 вихревые тоКи, взаимодействие которых с потоком зубцов создает вращакиций момент и приводит во вращение ротор 6 с ведомым валом 7. При зтом тангенциальные (лобовые) участки зигзагообразных витков участвуют в создании потока возбуждения. Изменение тока возбуждения и частоты вращения вала 7 осуществляется регулирующим элементом 13.

3.

При увеличении нагрузки агрегата возрастает ток обмотки 4 двигателя и индуктированный ею ток в обмотке 5 возбуждения, что повышает вращающий момент муфты, жесткость механических характеристик и стабильность частоты вращения вала 7. В синхронном двигателе (фиг. 1) одновременно возрастает возбуждение, повьшая устойчивость работы при колебаниях нагрузки.

Выполнение внутренних витков обмотки возбуждения зигзагообразными придает электродвигателю с муфт.ой свойства системы автоматического регулирования, в которой ток возбуждения зависит от нагрузки.

69082, 4

По сравнению с известным устройством электродвигатель с муфтой обеспечивает самовозбуждение и повышает жесткость механических характеристик и стабильность работы при колебаниях нагрузки.

Использование изобретения позволяет повысить производительность

10 приводимых в движение машин за счет более высокой стабильности работы, исключает необходимость отдельного источника питания для цепи возбуждения и решеет задачу стабильности без применения внешней замкнутой системы регулирования.

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ С МУФТОЙ по авт. св. № 1032546, отличающийся тем, что, с целью повы шения стабильности работы при изменении нагрузки путем повьшения жесткости механических характеристик, он снабжен зигзагообразными витками, образующими внутренний слой кольцевой обмотки возбуждения, выпрямителем, регулирующим и коммутирующим элементами, при этом зигзагообразные витки соединены последовательно с кольцевой обмоткой возбуждения, а расстояние между соседними аксиальными участками зигзагообразных витков равно полюсному делению одной фазы обмотки переменного тока, причем выводы обмотки возбуждения соединены один с другим через выпрямитель, регулирующш и коммутирующий элементы.