Синхронный редукторный электродвигатель Советский патент 1986 года по МПК H02K19/06 

Изобретение относится к электрическим машинам малой мощности и может быть использовано для создания тихоходных синхронных электроприводов рабочих механизмов.

Целью изобретения является повышение К11Д и динамической устойчивости синхронного редукторного электродвигателя.

На фиг. 1 показан синхронный ре- дукторный электродвигатель, общий вид; на фиг, 2 - короткозамкнутая волновая обмотка ротора, располагаемая на каждом из пакетов ротора,

Синхронный редукторный электродвигатель состоит из зубчатого статора 1 с многофазной обмоткой 2 переменного тока, зубчатого ротора 3, выполненного из трех одинаковых пакетов 4 с короткозамкнутой волновой обмоткой 5 на каждом, и вала 6. Лобовые части короткозамкнутых волновых обмоток соседних пакетов статора изолированы один от другого изоляцией 7

Короткозамкнутая волновая обмотка 5 состоит из стержней 8., расположенных в пазах (не показаны) ротора 3 с шагом, равным (или близким) полюсному делению высшей гармоники поля статора V

V -у

(1)

где у - шаг обмотки5

t - полюсное деление обмотки статора.

Стержни 8 соединены с двух торцов каждого пакета ротора перемычками 9 в чередующейся последовательности таким образом, что они образуют замкнутую на себя волновую обмотку 5.

Короткозамкнутая волновая обмотка 5 каждого пакета 4 ротора 3 эквивалентна отдельной фазе ротора 3, поэтому с целью получения кругового и вращающегося поля реакции ротора, все пакеты ротора 3 сдвинуты относительно один другого на 120 эл.град. или на пространственны угол, равиБК

5i

120

РЧ

(2)

где р - число пар полюсов обмотки статора.

Электродвигатель работает следую- шзим образом.

Обмотка статора возбуждает в воздушном зазоре двигателя магнитное

поле, в спектре которого наиболее выраженными являются основная волна и высшая гармоника , порядок которой не кратен числу фаз обмотки статора. Например, число фаз обмотки статора равно двум (т 2), а номер высшей гармоники поля статора равен трем ( -5 3). При питании обмотки от- источника переменного тока с уг- .ювой частотой эти поля вращаются в пространстве со скоростью:

W,

СО

(3)

15

«,

ц

17

i

0

5

0

S

0

55

Третья гармоника поля статора индуктирует в волновых обмотках ротора ЭДС, а поскольку эти обмотки являются замкнутыми, то по каждой из них протекает ток, смещенный по фазе относительно других токов на 1/3 периода. Kaж,aя из волновых обмоток воз- булодаат в воздушном зазоре пульсирующее 1 1агнитное поле реакции, которые в сумме эквивалентны круговому вращающемуся полю реактора ротора. Это поле взаимодействует с вращающимся полем л1 -и гармоники статора и создает асинхронный вращающий момент. Действие этого момента является согласным с враще.нием -J -и гармоники поля статора.

Основная волна поля статора 1 также индуктирует в стержнях ротора ЭДС и поскольку волновая обмотка выполнена с шагом, равным или близким к полюсному делению -и гармоники статора, то сумма ЭДС всех стержней ротора равна нулю, или мало отличается от него. Вследствие этого в ка.ждой из волновых обмоток ротора токи от основной волны ПОЛЯ

статора отсутствуют. Отсутствуют электрические потери от этих токов и демпфирование этими токами зубцовых полей, возбужденных основной волной намагничиваюш.ей силы статора, Сниже,- ния амплитуды синхронного момента, созданного зубцовьми полями, не происходит „

Синхронный: момент, созданный зуб- цовыми полями: от основной волны намагничивающей силы статора, синхронизирует электродвигатель при низкой скорости вращения ротора, равной

2и +- или п,

Z,

120f . ,., ± об/мин (4)

- 1239

для реактивного электродвигателя и

+

со

60f

или п„ +

2 Z

об/мин (4 )

2 .

для электродвигателя с подмагничива- нием.

Знаки плюс и минус в выражениях (4) зависят от соотношения между числами пазов статора и ротора. Число пазов ротора должно быть выбрано таким, чтобы скорость ротора была согласной с вращением -и гармоники поля статора (3). Например, в синхронном редукторном электродвигателе реактивного типа число пазов ротора определяется как:

Z.

± 2р,

где Z , - число пазов статора.

. Знак плюс в выражении (5) соответствует такому же знаку в выражении скорости (4) и наоборот, знак минус в выражении (5) соответствует- такому же знаку в выражении (4). Следовательно, при использовании третьей гармоники - 3 поля статора для пуска двухфазного синхронного ре- дукторного электродвигателя необходимо выбрать число пазов ротора, равным

Z ,

- 2р,

при котором синхронные скорости ротора (4) и третьей гармоники поля (3) будут по направлению согласными.

Использование для пуска синхронного редукторного электродвигателя высшей гармоники поля статора позволяет

Редактор Р.Цидика

Фиг.2

Составитель В.Трегубов

Техред о.Сопко Корректор Т..Колб

3404/53

Тира 631Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1239

)

10

15

20

25

30

793. 4

не только повысить КПД электродвигателя за счет резкого снижения электрических потерь в роторе, но и повысить надежность синхронизации и динамическую устойчивость электродвигателя путем исключения снижения амплитуды синхронного момента из-за демпфирования зубцовых полей и значительного уменьшения разницы в синхронных скоростях поля статора, создающего асинхронный вращающий момент и ротора.

изобретения

Синхронный редукторный электродвигатель, содержащий зубчатый статор с многофазной обмоткой и зубчатый ротор с пусковой короткозамкнутой обмоткой, о тличающийся тем, что, с целью повышения КПД и динамической устойчивости электродвигателя, ротор выполнен из трех аксиально размещенных пакетов, короткозамкну- тая обмотка размещена на каждом из пакетов и выполнена волновой с шагом, равным полюсному делению высшей гармоники поля статора, порядок которой не кратен числу фаз обмотки статора, а пакеты ротора смещень1 один относительно другого на угол

120

число пар полюсов обмотки статора,

порядок высшей гармоники поля статора.

Изобретение относится к электрическим машинам малой мощности и может быть использовано для создания СЕ тихоходных синхронных электроприводов. Целью изобретения является повышение К1Щ и динамической устойчи-, вости. Электродвигатель содержит зубчатый статор 1 с многофазной обмоткой 2, зубчатый ротор 3 с пусковой короткозамкнутой обмоткой 5, выполненной из стержней, соединенных перемычками. Ротор состоит из трех аксиально размещенных пакетов 4. На каждом из пакетов размещена волновая обмотка 5, выполненная с шагом, равным полюсному делению высшей гармоники поля статора, порядок которой не кратен числу фаз-обмотки статора. Пакеты смещены один относительно другого на 120 электрических градусов. Индуктируемая в стержнях ротора суммарная ЭДС равна нулю Вследствие этого в каждой из волновых обмоток ротора токи от основной волны поля статора отсутствуют, что приводит к снижению потерь от этих токов и демпфированию этими токами зубцовых полей, возбужденных основной волной .намагничивающей силы статора. 2 ил. S ±) W к 00 Nl :о