Ротор гистерезисного электродвигателя Советский патент 1991 года по МПК H02K19/08 

Изобретение относится к электпоге/ ни ке, а именно к гистерезисным 1ле лродоиг : телям

Цель изобретения повыш ( ПД электродвигателя путем снижения влияние высших гармоник магнитного поля

На фиг. 1 представлен двигатель с предлагаемой конструкцией ротора, на фиг 2 - гистерезисные цислы перемагничивания материала слоев ротора на фиг 3 - механические характеристики гистерезисного дви гателя при различных исполнениях ротора

Электродвигатель содержит статор 1 внутри которого на немагнитном валу 2 PJC- положены активные втулки роторя 3 и 4

Активная втулка ротсра 3 плот о с/дит на валу 2 и выполнена из магнитогвепдого материала, например 25Х15К с бол /пими величинами kB и Ь Величина ka втулк 3 может находится в пределе 0.75 - 0,8. а Ьг 0,9 - 0,98. Активная втулка оотора 4 плотни посажена на втулке 3 и расположена со стороны зазора между ротором и статором

Втулка4 магнитотнерД ГО ма ериалп напри мер 25Х15К с меныиими FH- т и шил ми . и Ь,- ием у материала втулки 3 Вели шна Кт втулки 4 находится в предепач 0407 а о/ - 0 h - О 85 Величина kn и tj/ втулки 4 а ее ю/|щина выбираются it зависимости от рас крытич шлица паза статора и Bt-личины ра бочего зазора между ротором и статором

При малом отношении ширины шлица паза статора к рабочему зазору между ротором и статором уровень висших гармоник невелик и поэтому выбирают материал слоя 4 с большими величинами kB и Ь з при большом отношении выбирают г-атериал слоя 4 с меньшими величинами k( и Ь

Магнитные полч высших гармоник со- здасаемые пульсациями тока статора, замыкаются в слое 4 и практически не проникают в слой 3. поскольку толщина слоя 4 выбрана равной или большей глубины проникнове ния основной доли полей высших гармоник

Ротор предложенной конструкции работает в двигателе следующим образом

оо

С

О

ел

00

со о

Если бы весь ротор был выполнен из материала с высокими значениями kB и Ь, то этому ротору соответствовала бы петля гистерезиса по фиг.2 б. При наличии в поле электродвигателя высших гармоник по индукции с двойной амплитудой Д В на петлях перемагничивания возникает частные циклы с двойной амплитудой по напряженности Д Н. Хотя указанный двигатель будет иметь высокое значение пускового момента Мп (фиг.З, кривая а), но при подходе ротора к синхронной скорости пс он перемагничи- вается по частным циклам с достаточно большой площадью (фиг 2 б), что приводит к уменьшению максимального момента при входе в синхронизм Мтс при частоте вращения пс (до величины Mmci). Наоборот, если бы ротор был выполнен из материала, имеющего низкие величины кв и Ь/, ему соответствовала бы петля гистерезиса по фиг 2 а но при том же значении индукции высших гармоник Д В, они имеют меньшую пло щадь из-за меньшей проницаемости на час- тных циклах (которая примерно пропорциональна 1 - bz) проводили бы к меньшим значениям ДН, а следовательно, к меньшим завалам механической характеристики (фиг.З, кривая а ). Хотя пусковой момент такого двигателя меньше МП2, чем в первом случае, но из-за меньшего влияния высших гармоник максимальный синхронный момент может быть больше Мтс2 (при п пс), во всяком случае разность моментов (Мп1 МсмО (МП2 - МСм2). Двигатель с двухслойным ротором при пуске имеет не сколько меньший момент Мпз, чем двигатель, имеющий ротор с большим kB и bv (это объясняется тем, что часть ротора выполне-

на из материала с уменьшенным kp) Однако уменьшение момента при входе в синхронизм будет существенно меньше чем у двигателя с ротором из материала с большим k4,

5 при этом ЛМ Мп2 Мгш2 и МОМРНТ входа в синхронизм Мгш 1 выше- чем у двигателей как с материалом роторз имеющим высокие kB и Ь так и с ротором с малым kR и Ьг В этом проявляется суммарный эффект от ис10 пользования двухслойного ротора

Выполнение ротора согласно предлага емой конструкции позволяет уменьшить завал механической характеристики на подсинхроннои частоте вращения ротора и

15 тем самым повысить запас по моменту в синхронном режиме работы гистерезисного электродвигателя

Слои активной части ротора 3 и 4 можно выполнить как отдельные детали так и со20 вмещенные в одной детали активной части ротора путем формирования в одной заготовке например индукционным поверхностным нагревом слоя с необходимыми параметрами петли гистерезиса

25Формула изобретения

Ротор гистерезисного электродвигате ля, содержащий активную часть в виде двух слоев из магнитотвердого материала с разными магнитными свойствами, отличаю30 щ и и с я тем. что, с целью увеличения КПД путем снижения влияния высших гармоник магнитного поля слой, обращенный к зазору между статором и ротором, выполнен из материала с меньшим коэффициентом вы- 35 пуклости и меньшей относительной остаточной магнитной индукцией рабочей петли гистерезиса, чем следующей за ним от зазора слой.

Изобретение относится г члемро м. ке и может быть испоть.ювано в гироскоп.1 ческом гистерезисном электроприводе Цель изобретения увеличение КПД путем снижения влияния высших гармоник маг нитного поля Ротор выполнен в виде двух слоев из магнитотвердого материала Слои обращенный к зазору между статором и ро тором выполнен из материала с меньшим коэффициентом выпуклости и меньшей относительной остаточной магнитной индук циеи чем следующий чл ним от зазора слои Способ изготовления ротора включает на- греп обоих слоев чаготппки отпуск слоев в магнитном поле повторный нагрев слоя сг сюгоны затора и повторный отму к обоих с п с в 3 и 1

2

7

уму/ттяш

4 Л/г. с Йысоким кв

п

пг

Две/г, с низки Kg

О

Фиг.З

Редактор А. Мотыль

Техред М.Моргентал

Заказ 1719Тираж 345Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНГ СССР 113035. Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Фиг.2

ДВиг.с 2-х имйным

ротороп при Дв , J

Я7ЈД

Л

mcf

Корректор М, Максимишинец