Синхронный редукторный двигатель Советский патент 1991 года по МПК H02K19/06 

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к высокомо- ментным двигателям, и может быть использовано, например, в низкоскоростных электроприводах.

Целью изобретения является повышение КПД путем увеличения удельного момента.

На фиг. 1 показан двигатель, общий вид; на фиг. 2 - схема соединения катушек в обмотке статора; на фиг. 3 - магнитное поле в произвольный момент времени.

Двигатель (фиг. 1) состоит из ротора 1 с зубцами 2 и статора 3. В качестве примера рассмотрен 3-фазный вариант двигателя с 12-ю полюсами 4-15. На внутренней поверхности полюсов 4-15 выполнены зубцы 16. На полюсах 4-15уложена 3-фазная обмотка 17, (фиг. 2) состоящая из катушек 18-30, по одной катушке на полюс. Каждая фаза обмотки 18 состоит из фазных зон. В описании рассмотрен двигатель, у которого каждая зона состоит из двух катушек. Так фаза А состоит из катушек 18, 19 и 24, фаза В состоит из катушек 20, 21 и 26, 27, фаза С - из катушек 22, 23 и 29, 30. Фазная зона образована катушками, расположенными на соседних полюсах и включенных согласно, т.е., например конец 18 катушки соединяется с концом 19 катушки, начало 20 катушки соединяется с началом 21 катушки и т.д. Поскольку S - число катушек в фазной зоне - четное, то соседние фазные зоны на статоре должны быть подключены к клеммам 31 противоположными концами друг относительно друга. Например, 1-фаз- ная зона, образованная катушками 18, 19 Фазы А, подключается к клеммам 31 питания началом, т.е. началом 18 катушки, а вторая фазная зона, образованная катушками 20, 21 фазы В относительно первой, к клеммам 31 подключены конец 20 катушки и начало 21 и т.д.

В двигателе зубцовые деления статоров 3 t 21 и ротора 1t 22 выполнены одинаковыми. При этом полюса 4-15 с катушками, входящими в одну фазную зону, объединены в одну группу. Так, например, если на 4,5 полюсах размещены 18 и 19 катушки, на 6 и 7 полюсах размещены 20 и 21 катушки и т.д., то первая группа состоит из 4 и 5 полюсов, вторая группа - из 6 и 7 полюсов и т.д. Расстояние, между 4 и 5 полюсами, 6 и 7 полюсами меньше расстояния между 5 и 6 полюсами на tzi /m. В рассматриваемом двигателе п принято равным нулю. Кроме того, сохраняя расположение зубцов 16 статора 3 вдоль воздушного зазора, в двигате- ле полюса можно расположить симметрично.

Двигатель работает следующим образом,

При подключении клемм 31 к источнику питания по обмотке 17 протекают токи, создающие вдоль расточки статора 3 магнитное поле В(3(фиг. 3). Как видно из чертежа, в произвольный момент времени магнитное поле достигает своего максимального значения в двух областях. Поскольку в рассматриваемом двигателе разность между числом зубцов 2,16 ротороа 1 и статора 3 равна двум, то ротор 1 будет стремиться занять такое положение, чтобы оси зубцов 16,2 статора 3 и ротора 1 под 4, 5, 10, 11 полюсами совпадали, а под остальными полюсами занимали промежуточное положение. В следующий момент времени максимум магнитного поля сместится, и ротор 1 также передвинется.

В отличии от двигателя, принятого за

прототип, в синхронном редукторном двигателе по изобретению нет перераспределенной МДС. Следствием этого является меньшая загруженность магнитопровода

и отсутствие пульсирующих моментов, что приводит к увеличению удельного момента и повышению КПД.

Кроме того, при выполнении статора 13 со сдвигом зубцов или полюсов в группах на

/ , 1 t

( П - :г 1 расширяются функциональные возможности двигателя, за счет более широкого выбора коэффициента редукции Z2, т.е. скорости вращения ротора 1 при работе двигателя от промышленной сети.

Дальнейшее увеличение удельного момента и КПД достигается при выполнении двигателя с одинаковым в фазных зонах сдвигом зубцов 16 статора 3 относительно

зубцов 2 ротора 1 и выполнении полюсов 4-15 симметричными относительно статора 3. Поскольку площадь, занимаемая обмоткой, при этом не уменьшается, а (лубина пульсации магнитной проводимости под поюсами 4-15 с катушками, входящими в одну фазу, увеличивается, ю пастет и удельный момент, что приводит к повышению КПД.

Формула изобретения

1. Синхронный редукторный двигатель,

содержащий зубчатый ротор и статор с полюсами, на внутренней поверхности которых выполнены зубцы в большие пазы между полюсами уложена m-Фазная обмотка, соединенная в звезду и образованная катуджами по одной на каждом полюсе, каждая фаза выполнена в виде последовательно соединенных фазных --он, подключенных к клеммам двигателя, фазную зону

образуют S последовательно соединенных катушек, расположенных на соседних полюсах и включенных согласно Конец с Концом, с начало - с Началом, отличающийся тем, что с целью повышения КПД

путем увеличения удельного момента, при m-нечетном, все катушки фазных зон подключены к клеммам двигателя Началами, если S-нечетное, а при S-четном соседние катушки фазных зон на статоре подключены

к клеммам двигателя противоположными концами, а при m-четном, количество фазных зон в одной фазе также выполнено четным и катушки фазных зон с нечетными номерами, считая по часовой стрелке вдоль поверхности статора, рходящие в одну фазу,

, подключены к клеммам двигателя противоположными концом относительно катушек фазных зон с четными номерами, кроме того, все катушки зон с нечетными номерами, принадлежащие фазным зонам, подключены к клеммам двигателя Началами, а катушки фазных зон с четными номерами подключены Концами при S-нечетном, а при S-четном катушки фазных зон с одинаковыми порядковыми номерами, принадлежащие разным фазам, подключены противоположными концами относительно одна другой.

2. Двигатель по п. 1,отличающий- с я тем, что эубцовые деления статора 12 и ротора выполнены одинаковыми, полюса с катушками, входящими в одну фазную зону, образуют группы, расстояние между соседними полюсами которых, входящими

в разные группы, отличаются от расстояния между соседними полюсами, входящими

в одну группу, на /П ±- ) tzi . где п - 5 0, 1, 2... - целое.

3. Двигатель по п. 1,отличающий- с я тем, что зубцовые деления статора t z и ротора Z2 выполнены одинаковыми, а зубцы на полюсах с катушками, входящими в одну фазную зону, образуют группы, расстояние между соседними зубцами которых входящими в разные группы, отличается от расстояния между соседними зубцами, входящими в одну группу, на (П ± - ,

где п 0, 1, 2 - целое, а полюса с

катушками расположены на статоре симметрично.

Изобретение относится к электрическим машинам переменного тока и может быть использовано, например, в высокомоментных электроприводах. Целью изобретения является повышение КПД. Двигатель состоит из ротора 1 с зубцами 2 и статора 3 с полюсами 4 - 15, на внутренней поверхности которых выполнены зубцы 16. На полюсах 4 - 15 уложена M-фазная обмотка 17, выполненная из отдельных катушек, по одной на каждом полюсе. В фазе близлежащие катушки соединены в фазные зоны, по S катушек в каждой зоне. В пределах фазной зоны катушки включаются согласно- "Начало" с "Началом". "Конец", с "Концом". При нечетном числе фаз M все фазные зоны подключаются к источнику питания "Началами", если S - нечетное, и соединение фазные зоны на статоре должны быть подключены к клеммам 31 противоположными концами одна относительно другой, если S -четное. При четном числе фаз количество фазных зон должно быть четным и фазные зоны с четными номерами должны быть подключены к клеммам противоположными концами относительно фазных зон с нечетными номерами. Кроме того, при S -нечетном фазные зоны с нечетными номерами, относящиеся к разным фазам, подключаются к клеммам "Началами", с четными номерами - "Концами". Полюса с катушками, входящими в фазную зону, образуют группу. Расстояние между полюсами в пределах группы меньше расстояния между соседними полюсами разных групп на (N±1/M)T_Z @ , при равенстве зубцовых делений статора T_Z @ и ротора T_Z @ / N = 0, 1,2.../. Кроме того, угол между осями полюсов может быть выполнен одинаковым, при этом расстояние между зубцами, входящими в разные группы, также больше расстояния между зубцами, входящими в одну группу на (N±1/M) T_Z, где N- целое. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

пттттппт

я /з го я а гз г я х п & гз х

ЛЬА иьв лъс

Фиг 2