Линейный синхронный электродвигатель Советский патент 1987 года по МПК H02K41/03 

113

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрооборудованию транспортных средств, с электро- магнитным подвесом.

Целью является улучшение тягового усилия в режиме пуска.

На фиг.1 и 2 показана первичная часть (отдельный индуктор) первичного элемента и вторичная часть (ферромаг- нитные пакеты) одностороннего линей-- ного индукторного двигателя в двух проекциях; на фиг.З - расположение отдельных индукторов в группе; на

фиг.4 - расположение групп индукторов 5 (фиг.4) с расстоянием между группами

на подвижном элементе.

Индуктор 1 (фиг,1-2) содержит П-образньй магнитопровод 2 с двумя стержнями 3, в пазах 4 которых размещена сосредоточенная т-фазная (т 3) обмотка якоря 5, охватывающая зубцы б 5 с числом пазов на полюс и фазу ,5« Обмотка 7 возбулодения охватывает стержни 3 магнитопровода 2. Вторичная часть двигатапя состоит из ферромагнитных пакетов 8, дискретно уложенных в пути через двойное полюсное деление обмотки якоря 2С на расстоянии воздушного зазора d относи20

магнитопроводотз 2, равным dl;, где т,е на месте индуктора К размещается группа из трех индукторов 1, 11,111 согласно фиг.З,на месте индуктора К - группа .из трех следующих индукторов и ТоДо до где К„ п последняя группа индукторов,, an- це лее число, кратное 6 (для ), Согласно фиг.4 могут быть размещены не 25 только группы индукторов, но и одиночные индукторы, если их количество на подвижном элементе ограничено (2 4) шт.

При размещении индукторов в соот- тельно индукторов 1. Длина магнитопро- до ветствии с фиг.4 ЭДС обмотка якоря вода 2 индуктора 1 со стороны воздушного зазора справна - (2-3) с/, где р - число пар полюсов индуктора.

Обычно на подвижном элементе устанавиндуктора Kj по фазе будет сдвинута на 180° по отношению к ЭДС, обмотки якоря индуктора К.В этом случае для сохранения направления тягового уси- ливается несколько отдельньцс индукто- , индуктора К, таким же, как и в

индукторе К , направление .тока в катушках всех фаз обмотки якоря индуктора К,, должно быть изменено на противоположное. Например, если в катуш- 40 ке фазы А индуктора К направление токов выбрано как ( + ) А (О, то в

ров, в этом случае они объеди11яются в группы (фиг,2).

Первичная часть двигателя состоит из ряда отдельных индукторов, расположенных на подвижном элементе после довательно друг за другом с определенным интервалом. Шар расположения соседних магнитопроводов 2 в группах

катушке фазы А индуктора К оно должно быть противоположно. При определении расстояния между индукторами ве- 45 личина целого нечетного числа d выбирается из условия возможности разме- заданного числа индукторов (по силе тяги) на подвижном элементе с учетом конструктивных особенностей,, .Электродвигатель работает следующим образом.

при. равен 2 tp+(d + -) L, где d целое положительное нечетное число (например, , фиг.2), выбирается, исходя из свободной длины подвижного элемента. Свободная длина определяется разницей между длиной подвижного элемента и суммарной длиной групп индукторов и других агрегатов под днищем- экипажа. Разделив свободную длину подвижного элемента на f и округлив результаты до ближайшего нечетного числа, получают значение параметра d, .Дпина пакета 8 вторичной части и расстояние между пакетами 8 равны полюсному делению 1, а шаг между пакетами

8 равен двум. С целью создания направления тягового усилия в одну сторону, фазы обмотки якоря А,Б,,С по отношению к магнитопроводам индукторов IjIIjIII занимают различное положение (фиг.З), при этом порядок следования фаз на всех индукторах 1 сохраняется один и тот же. Расположенные в соответствии с фиг.З индукторы в количестве, равном числу фаз обмотки якоря, образуют группу.

Сформированные в группы индукторы располагают на. подвижном элементе

магнитопроводотз 2, равным dl;, где т,е на месте индуктора К размещается группа из трех индукторов 1, 11,111 согласно фиг.З,на месте индуктора К - группа .из трех следующих индукторов и ТоДо до где К„ п последняя группа индукторов,, an- целее число, кратное 6 (для ), Согласно фиг.4 могут быть размещены не только группы индукторов, но и одиночные индукторы, если их количество на подвижном элементе ограничено (2 4) шт.

катушке фазы А индуктора К оно должно быть противоположно. При определении расстояния между индукторами ве- 5 личина целого нечетного числа d выбирается из условия возможности разме- заданного числа индукторов (по силе тяги) на подвижном элементе с учетом конструктивных особенностей,, .Электродвигатель работает следующим образом.

Обмотка 7 возбуждения к;зждого индуктора 1 питается постоянньам током, а обмотка якоря 5 каждого индуктора 1 - трехфазньпч переменным током. Магнитный поток возбуждения Ф, созданный обмоткой 7 возбуждения, проходит по спинке магнитопровода 2, его стержням 3, через воздушные зазоры d и

0

5

31

замыкается через ферромагнитный паке 8 путевой структуры. Переменная составляющая потока возбуждения, обусловленная дискретным расположением элементов путевой структуры, взаимодействует с током обмот-ки якоря 5, в результате чего создается тяговое усилие индукторного двигателя и транспортное средство движется в направлении стрелки.

Суммарное тяговое усилие слагаетс из тяговых усилий, развиваемых кажды отдельным индуктором 1. В описываемо линейном двигателе ОЛИД функции тяги и электромагнитного подвеса подвижного элемента смещены. Специфической особенностью ОЛИД является наличие продольного (реактивного) усилия,, обусловленного ограниченной длиной магнитопровода 2 индуктора 1, возникающего под действием магнитного пол возбуждения. Это усилие является знакопеременным при взаимном перемещени индуктора 1 и элементов путевой структуры. 8. Таким образом, в тяговом усилии ОЛИД имеют место пульсации пр перемещении индуктора 1 вдоль путе-. вой структзфы 8. Величина пульсаций тягового усилия зависит от характера наложения реактивных усилий от цвух путевых элементов 8, один из которых является сбегающим, а другой - набегающим на индуктор 1. Пульсации (провалы) результирующего тягового усили уменьшатся за счет уменьшения реактивного усилия, что достигается выполнением укорочения длины магнитопровода 1;ц в пределах 2 с/- 3 сЛ Дополнительные пульсации тягового усилия снижаются за счет выравнивания и создания симметрии токов в фазах индуктора, что достигается за счет увеличения шага расположения соседних

магнитопроводов в группе на (d± -) 2,

где, в частности . При этом условии сохраняется величина и направление тягового усилия каждого индуктора, а местонахождение фаз на магнито проводах изменяется так, что каждая фаза поочередно находится на набегаю

щем, сбегающем концах магнитопровода и в его середине (фиг.З). Пульсации результирующего тягового усилия ста- HOBHTi :i меньше, чем пульсации тягового усилия каждого индуктора (группы индукторов) в отдельности, если расстояние между группами индукторов кратно нечетному числу полюсных делений. Снижение пульсации результирующего тягового усилия в момент пуска транспортного средства улучшает условие пуска, что позволяет снизить расход электроэнергии на создание пускового тягового усилия, повьщ1ает комфортабельность и безопасность пассажиров.

Формула изобретения

Линейный синхронный электродвигатель, содержащий вторичную часть в виде ферромагнитных пакетов, уложенных дискретно с постоянным шагом .

вдоль протяженной путевой структуры, первичную часть, расположенную с зазором под ферромагнитными пакетами и состоящую из последовательно расположенных друг за другом отдельных индукторов, установленных на подвижном элементе, включающих магнитопровод с охватывающей его обмоткой возбуждения и расположенных на его стержнях га- фазных обмоток якоря, отличающийся тем, что, с целью улучшения тягового усилия в режиме пуска, длина магнитопровода индуктора равна (2-3) с/, все индукторы объединены в группы с количеством индукторов, равным числу фаз обмотки якоря

, при этом шаг расположения магни- топроводов соседних индукторов в каж1.

дой группе равен 2p J+(d+-) С,-а рас- -m

45

50

стояние между группами индукторов равно d, где Г - полюсное деление индуктора, р - число пар полюсов индуктора, (У- воздушный зазор между ферромагнитным пакетом и стержнем магнитопровода, где d - целое нечетное число 1,3,5,... .

1350779

Г г . г

м

J7

м

Е

1-11..-.- -....-J

Изобретение относится к электротехнике, к электрооборудованию транспортных средств с электромагнитным подвесом. Цель состоит в улучшении пускового момента. Индуктор 1 устройства содержит П-образный магнитопро- вод 2 с двумя стержнями 3 и обмоткой возбуждения 7, в пазах которых уложена сосредоточенная т-фазная обмотка якоря 5, охватывающая его зубць. Вторичная часть состоит из ферромагнитных пакетов 8, уложенных дискретно. Дпя уменьшения пульсаций тягового .- усилия за счет уменьшения реактивного усилия магнитопровод 2 вьшолнен згкороченным, его длина равна С- - (2-3)сП, где р - число пар полюсов индуктора; рабочий воздушный зазор . Пульсации тягового усилия уменьшаются за счет выравнивания и симмет- рирования токов в фазах индуктора увеличением шага 1 размещения соседних, магнит опр оводов 2 на (dtl/m), где ,3,5,..., m - количество фаз. 4 ил. СО с СО СП О -vj vl : ЧЕЕЗГ: Фаз. 2

г

-аН-«6-.3 +-«-- S - ЭВ 4 «S {«E::да 4ве

;-dTMT№

г

г г

S {«E::да 4ве

8

В КЗ ifba и

f

sJ

j 2Tp+fet±i)T

э

)r

№a.J

Ш

ТТМТМТЪ /TMTMT

л-/

э

Составитель В.Цуканов Редактор Н.Гунько Техред М.Ходанич Корректор Л.Пилипенко

Заказ 5294/54 Тираж 659Подписное

ВНИИГШ 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

//

///

3

x

X

J

.

eeeoeeee

r

2

/r/i

e 9 e e Э О Lmj

. 4