Синхронная двухчастотная машина с соотношением частот 1:2 Советский патент 1989 года по МПК H02K19/34 

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к синхронным машинам, и может найти применение для умножения или деления промьшшенной частоты в 2 раза, а также как двух- частотн ьш генератор или двухскорост- ной двигатель.

Цель изобретения - снижение шума и вибраций и повьш1ение надежности.

При таком исполнении СДМ силы одностороннего магнитного притяжения, возникающие между нечетными парами частей статора и ротора, уравновешиваются встречно направленными силами одностороннего магни ного притяжения, возникающими между четными парами частей статора и ротора. За счет этого снижается шум и вибрация СДМ, увеличивается надежность ее работы.

Однако, в соответствии с известной машиной, каждая из частей трех- полюсного ротора содержит обмотку возбуждения, состоящую из трех отдельных катушек. Таким образом, в целом обмотка возбуяодения ротора состоит, как минимум, из девяти катушек каждая из которых размещена на соответствующем сердечнике полюса.

Недостатком такого исполнения является сложность конструкции, а такж большой расход меди на обмотку возбуждения .

С целью устранения этих недостатков каждая часть ротора выполнена в виде магнитопровода трехполюсной конфигурации, причем два полюса одноименной полярности 1-1меют с полюсом

5

0

5

0

5

0

противоположной полярности общий сердечник, охваченный общей для всех частей обмоткой возбуждения.

При таком выполнении ротора упрощается его конструкция за счет уменьшения конструктивных элементов магнитопровода, снижается расход меди на обмотку возбуждения (вместо, как минимум, девяти катушек возбуждения необходима лишь одна, общая для всех частей).

На фиг. 1 изображен ротор,продольный разрез и поперечные сечения; на фиг. 2 - шаги обмоток по развертке статора синхронной двухчастотной машины для случая разделения ее магнитопровода на три части.

Синхронная двухчастотная машина . (фиг. 1) содержит статор с двухполюсной 1 и четырехполюсной 2 многофазными обмотками и ротор с обмоткой 3 возбуждения.

Пакеты статора и ротора разделены по длине воздужными промежутками на три части 4, 5, 6и7, 8, 9 соответственно. Ротор выполнен, например, в ииде массивного или набранного из цельных листов стали магнитопровода трехполюсной конфигурации, причем два полюса 10 о динаковой полярности имеют с полюсом 11 противоположной полярности общий сердечник 12, охваченный обмоткой 3 возбуждения, причем каждая часть магнитопровода ротора повернута относительно соседней на 180®. Ротор машины содержит два полувала с несущими дисками 13, соединенными с магнитопроводов ротора болтами в случае массивного магнито

31

провода или стяжными шпильками 14 в случае набора ротора из цельных листов .

Активная часть каждой секции че- тырехполюсной обмотки 2 при переходе из одной части пакета статора в другую смещена по пазам на полюсное деление (Фиг. 2), а секции двухполюсной обмотки 1 с шагом , переходят без смещений.

Синхронная двухчастотная машина работает,например, в режиме умножителя частоты следующим образом. При подаче питающего напряжения на двухполюсную обмотку статора ротор благодаря наличию пусковой обмотки, вьтол ненной в виде стягивающих его пакет стержней или массивного магнитопрово да, разгоняется до подсинхронной частоты вращения и втягивается в синхронизм. При подаче постоянного тока в обмотку возбуждения (посредством контактных колец) в воздушном зазоре машины создается результирующее магнитное поле, состоящее в основном из первой и второй гармоник. Первая гармоника взаимодействует с двухполюсно (двигательной) обноткой статора, а вторая наводит ЭДС повьштенной частоты в четырехполюсной (генераторной) обмотке статора. В каждой части машины между статором и ротором действую силы одностороннего магнитного притяжения, но так как суммарная активная длина первой и третьей частей пакета статора равна длине второй части пакета статора, роторная часть которой повернута на 180 по отношению к роторным частям 1-й и 3-й частей статора, то силы одностороннего магнитног притяжения, действующие на вал машины, уравновешиваются.

0

5

0

5

0

Таким образом, снижение шума и вибрации и повышение надежности машины достигается уравновешиванием сил магнитного притяжения, действующих на ротор.

Формула изобретения

1. Синхронная двухчастотная машина с соотношением частот 1:2, содержащая статор с двухполюсной и четырехполюсной многофазными обмотками и ротор с обмоткой возбуждения и тремя явновыраженными полюсами, два из которых одинаковой полярности, отличающаяся тем, что, с целью снижения шума и вибрации и по- вьш1ения надежности, пакеты статора и ротора выполнены в виде частей, число которых является нечетным, но не равным единице, части пакетов статора и ротора установлены вдоль оси с воздушными промежутками друг относительно друга, суммы длин четных и нечетных частей пакета статора равны, активные части каждой секции четырехполюсной обмотки, размещенные на соседних частях пакета статора, смещены одна относительно другой по пазам на полюсное деление,а все соседние части магнитопровода ротора повернуты вокруг оси одна относительно другой на IBO.

2, Машина по п.}, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и снижения расхода меди, полюса ротора одинаковой по- лярности выполнены с общргм сердечником, а обмотка возбулодения выполнена в виде одной катушки, охватывающей сердечники всех полюсов всех частей пакета ротора.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к синхронным машинам, и может найти применение для умножения или деления промьшшенной частоты в два раза,- а также в качестве двухчастотного генератора или двух скоростного двигателя. Цель изобретения .- снижение шума и вибрации и по- вьштение надежности. Синхронная двух- частотная машина содержит статор с

Фиг. 2