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 надежности пуска и синхронизаци, КПД и динамической устойчивости двигателя. На фиг. 1 и 2 показан синхронный редукторный электродвигатель; на фиг. 3 - короткозамкнутная обмотка ротора в виде отдельных частей. Синхронный редукторный электродвигатель состоит из зубчатого статора 1 с обмоткой 2 переменного тока, зубчатого ротора 3 с короткозамкнутыми частями 4 обмотки 5 и вала 6. Короткозамкнутная обмотка 5 ротора 3 состоит из Ыэ PV короткозамкнутых частей 4, каждая из которых содержит NCT. Z2o/pv стержней 7, замкнутых по торцам ротора замыкаюш,ими сегментами 8 и расположенных в пазах 9. Двигатель работает следуюш,им образом. Двухполюсная обмотка 2 (2р 2) однофазного редукторного двигателя (фиг. 3) с числом пазов на полюс и фазу, равным единице, возбуждает магнитное поле прямоугольной формы. Обмотка ротора состоит из р-0 3 замкнутых частей 4. Каждая часть 4 содержит г2о/р 6 стержней 7, замкнутых по торцам сегментами 8. В трехфазном варианте синхронного редуктора электродвигателя следует использовать четную гармонику v 2. В этом случае обмотка статора должна иметь специальную несимметрию, обеспечивающую в спектре магнитного поля, возбуждаемого обмоткой, четную гармонику v 2, соизмеримую по величине с основной волной поля .

Каждый стержень 7 части 4 обмотки 5 эквивалентен фазе ротора 3. Минимальное число фаз, при котором поле реакции ротора 3 имеет наибольшую амплитуду и является круговым и вращающимся, равно трем. Поэтому с целью исключения в поле реакции ротора вращающихся полей обратного следования и снижения потерь в роторе 3 число пазов 9 ротора 3 со стержнями должно быть равно

Z2o 3pvn,(1)

где п 1, 2, 3, 4 ... .

МДС обмотки 2 статора 1 содержит две явновыраженные гармоники 1 1 3. Третья гармоника возбуждает в воздушном зазоре магнитное поле того же порядка v 3, которое индуктирует в стержнях 7 замкнутых частей 4 ротора 3 токи, сдвинутые по фазе относительно друг друга на угол, равный 2npv/Z2 .

Токи ротора от v-й гармоники поля возбуждают в зазоре поле реакции, которое при выполнении условия (1) является круговым и вращается в пространстве согЗнаки плюс и минус в выражениях (4) и (5) зависят от соотношения между числами открытых пазов статора и ротора. Полное Q число открытых пазов ротора должно быть выбрано таким, чтобы скорости (3)-(5) по направлению были согласными.

Предлагаемый электродвигатель по сравнению с известным имеет более высокий КПД из-за снижения электрических потерь в короткозамкнутой обмотке ротора от токов, индуктируемых основной волной поля статора, и более высокую амплитуду синхронного момента из-за снижения демпфирования рабочих зубцовых полей токами ротора, индуктированными основной волной поля статора. Более высокая динамическая устойчивость в синхронном режиме из-за больщей амплитуды синхронного момента и меньшей разницы синхронных скоростей вращения v-й гармоники поля и ротора. Короткозамкнутая обмотка в виде отдельных короткозамкнутых частей может быть изготовлена,как и известная короткозамкнутная клетка, литьем под давленим. ласно с v-й гармоникой статора со скоростью (j)v ±nv ± Знаки плюс и минус в этом выражении зависят от числа фаз обмотки статора и номера гармоники. Взаимодействие поля реакции ротора с полем v-й гармоники статора создает асинхронный враш,аюший момет, который приводит ротор 3 во вращение со скоростью: С02 Н(1, 60f , , с ч (l-Sv), где f - частота питания; Sv - скольжение ротора относительно v-й гармоники статора. Основная волна МДС статора v 1 воздействует на магнитную проводимость зубчатого воздушного зазора и возбуждает в зазоре основную волну поля v 1, соответствующую равномерному приведенному воздушному зазору, и зубцовое поле. Взаимодействие этих полей обеспечивает синхронизацию двигателя при низкой скорости вращения ротора, равной для реактивного двигателя ИЛИ (4) ДЛЯ двигателя с подмагничиванием или П2 (5) (2 ±- Использование изобретения позволяет создать тихоходный синхронный электропривод рабочих механизмов с улучшенными пусковыми и динамическими характеристками, а также .расширить область применения электродвигателя.

Формула изобретения

Синхронный редукторный электродвигатель, содержаш.ий зубчатый статор с обмотками и зубчатый ротор с короткозамкнутой обмоткой типа беличьей клетки, стержни которой размеш.ены в открытых пазах ротора и замкнуты с торцов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности пуска и синхронизации, КПД и динамической устойчивости двигателя, короткозамкнутая обмотка ротора выполнена из одинаковых частей , каждая из которых выполнены из стержней NCT.ZM/PV, где Z20 - число пазов ротора занятых стержней;

р - число пар полюсов обмотки переменного тока статора;

V - номер гармоники поля статора, каждая последующая часть обмотки ротора размеш,ена со сдвигом относительно предыдущей на одно зубцовое деление.

Изобретение относится к электрическим машинам малой мощности. Цель изобретения - повышение надежности пуска и синхронизации. КПД и динамической устойчивости синхронного редукторного электродвигателя. Двигатель содержит зубчатый статор 1 с обмоткой 2 переменного тока, зубчатый ротор 3 с короткозамкнутыми частями, обмотку 5, вал 6. Обмотка 5 состоит из Ыэ. PV короткозамкнутых частей. Каждая часть содержит NCT. Его /pv стержней, замкнутых по торцам ротора замыкающими сегментами. Каждая последующая часть обмотки ротора размещена со сдвигом относительно предыдущей на одно зубцовое деление. Электродвигатель имеет i более высокий КПД и пониженные элекIw трические потери в обмотке ротора от токов, индуктируемых основной волной поля статора. 3 ил. to Од ел ;о to 00

vV