Однофазный асинхронный электродвигатель Советский патент 1992 года по МПК H02K1/14 H02K17/10 

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к однофазным асинхронным электродвигателям малой мощности.

Цель изобретения - упрощение и повы- 5 шение жесткости конструкции, уменьшение массы.

На фиг.1 представлен электродвигатель, поперечный разрез; на фиг.2 - то же, при охвате короткозамкнутыми витками 10 внутренней части ярма с прорезями; на фиг.З - то же, при охвате короткозамкнутыми витками внешней части ярма с прорезями: на фиг.4 - то же. при охвате короткозамкнутыми витками внешней и 15 внутренней частей ярма с прорезями.

Однофазный асинхронный электродвигатель (фиг.1) содержит статор 1, основные 2 и дополнительные 3 явно выраженные полюса. На основных полюсах 2 установлена 20 обмотка 4, основные 2 и дополнительные 3 полюса соединены ярмом 5 с тангенциальными прорезями б, которые соединяют прорези 7 в основных 2 и дополнительных полюсах. Прорези полюсов2 и 3 расположе- 25 мы относительно тангенциальной прорези 6 симметрично, внутри статора 1 с зазором 8 относительно полюсов 2 и 3 установлен ротор 9 с короткозамкнутой обмоткой 10. Тангенциальные прорези б ярма 5 могут быть 30 бхвачены короткозамкнутыми витками 11с внутренней и внешней стороны ярма В, а также охватывать все ярмо 5.

Для пояснения работы электродвигателя короткозамкнутую обмотку ротора 10 35 можно представить в виде двух эквивалентных замкнутых контуров, оси которых совпадают с осями d и q - направлениями наибольшей и наименьшей магнитной проводимости.40

Однофазная обмотка 4 создает потоки Osd и Osq, различные по величине из-за неравных сечений участков ярма 5 с тангенциальными прорезями б и без них. Потоки Osd и Фзд наводят в контурах ротора 9 ЭДС, 45 Ed и Eq соответственно. Из-за различия полных индуктивных сопротивлений по осям d и q (Xd Xq) токи Id и IQ в эквивалентных контурах и создаваемые ими потоки ротора ORd и ORO сдвигаются во времени 50 на угол (i/d - 1рц ), rjrie - временной сдвиг между ЭДС Ed и Id, q - между Е и I, Результирующие потоки по осям d и q Фd и Фq равны сумме соответствующих потоков статора 1 и ротора 9 и сдвинуты во времени на 55 некоторый угол (у - ). Сдвиг результирующих потоков во времени и пространстве обеспечивает образование в зазоре 8 вращающейся волны магнитного поля и, следовательно, вращающего момента, действующего на ротор 9. Поэтому при подаче переменного напряжения на обмотку 4 статора 1 в зазоре 8 между полюсами 2 и 3 и ротором 9 Образуется не пульсирующее, а вращающееся магнитное поле. Благодаря асимметрии магнитной цепи статора 1 полные индуктивные сопротивления роторной короткозамкнутой обмотки 10 отличаются по двум взаимно перпендикулярным осям, направления которых не совпадают с направлением оси пульсации потока от однофазной обмотки 4 статора 1. Такое различие обеспечивается тангенциальными прорезями 6 в ярме 5 и прорезями 7 в основных 2 и дополнительных 3 полюсах, которые соединены между собой, но не разделяют статор 1 на части, т.е. этим обеспечивается жесткость конструкции и уменьшение массы двигателя за счет отсутствия стали в радиальных 7 и тангенциальных прорезях 6. Ширина прорезей 7 в полюсах 2 и 3 может быть выполнена таковой, чтобы магнитный поток, проходящий по ярму 5, составлял примерно половину потока полюсов 2 и 3. Для обеспечения большой магнитной асимметрии магнитной цепи и повышения уровня насыщения (увеличения магнитного сопротивления) участка ярма 5 с тангенциальными прорезями б их ширина должна составлять примерно третью чзсть высоты ярма 5.

При установке в тангенциальных прорезях б ярма 5 короткозамкнутых витков 11 различия полных индуктивных сопротивлений по направлениям d и q увеличиваются, .что повышает вращающий момент за счет повышения магнитного сопротивления участков с к.з. витками 11.

Уменьшение сечения ярма 5 в месте расположения тангенциальных прорезей б снижает расход электротехнической стали и, следовательно, массу устройства по сравнению.с прототипом на 5%.

Установка короткозамкнутых витков 11 в пространстве между полюсами 2 и 3 в тангенциальных прорезях 6 ярма 5 с охватом внутренней части ярма (ф11г.2) снижает диаметр корпуса статора 1 на удвоенную высоту витка 11. Охват короткозамкнутыми витками 11 всего сечения ярма 5 с тангенциальными прорезями б или его внешней части также повышает различие полных индуктивных сопротивлений по осям d и q, что обеспечивает г овышеиие вращающего момента.

Увеличение вращающего момента при установке короткозамкнутых витков 11 достигается за счет увеличения фазного сдвига потоков под экранированной и

неэкранированной частями полюсов 2 и 3, что снижает амплитуду обратиовращающейся волны магнитного поля в зазоре 8 и увеличивает результирующий вращающий момент.

Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемое техническое решение позволяет упрост ить конструкцию, уменьшить массу и повысить жесткость конструкции за счет уменьшения числа деталей, из которых состоит статор, увеличения длины прорезей в спинке статора, расположения их в тангенциальном направлении и выполнения прорезей в полюсах.

Формулаизобретения

1. Однофазный асинхронный электродвигатель, содержащий статор с явновыраженными основными полюсами с обмоткой и дополнительными соединенными между собой ярмом с прорезями между каждой парой основных и дополнительных полюсов, ротор с короткозамкнутой обмоткой и короткозамкнутые витки, охватывающие ярмо основными и дополнительными полюсами, отличающийся тем. что, с целью

упрощения и повышения жесткости конструкции, уменьшения массы, прорези ярма расположены в тангенциальном направлении, на всех полюсах выполнены прорези, расположенные параллельно оси полюсов и симметрично относительно радиальной оси симметрии тангенциальных прорезей ярма, прорези в каждой паре основных и дополнительных полюсов соединены с тангенциальной прорезью в ярме, ось симметрии каждой из прорезей в полюсах смещена относительно оси полюсов, а прорези в полюсах не доходят до растрчки статора.

2.Электродвигатель ПС п.1, от л ича ющ и и с я тем, что, с целью повышения вращающего момента, короткозамкнутыми витками охвачена внешняя часть ярма с тангенциальными прорезями.

3.Электродвигатель поп.1,отличающ и и с я тем, что, с целью снижен.ия радиального размера, короткозамкнутыми витками охвачена внутренняя часть ярма с тангенциальными прорезями.

4.Электродвигатель по п.1, от л и ч а ющ и и с.я тем. что короткозамкнутыми витками охвачены внешняя и внутренняя части ярма с тангенциальными прорезями.

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к однофазным2 7;/(риг.^асинхронным электродвигателям малой мощности. Цель изобретения - упрощение и повышение жесткости конструкции, уменьшение массы. Однофазный асинхронный электродвигатель содержит статор 1, основные 2 и дополнительные 3 явновыра- женные полюса. На основных полюсах 2 установлены обмотки 4, основные 2 и доЛол- нительные 3 полюса соединены ярмом 5 с тангенциальными прорезями 6, которые соединяют прорези 7 в основных 2 и дополни- тельньгх 3 полюсах. Прорези 7 в полюсах 2 и 3 расположены относительно полюсов 2 и 3 установлен ротор 9 с к.з. обмоткой 10. К.з. витки 11 охватывают с внутренней, внешней или с обеих сторон ярмо 5 с тангенциальными прорезями 6. Зз.п. ф-лы, 4 ил.СЛСсо о00>&

11

2 7

11

W