Трехфазный синхронный редукторный электродвигатель Советский патент 1992 года по МПК H02K19/06 

Изобретение относится к электрическим машинам малой мощности и может быть использовано для создания тихоходных синхронных электроприводов.

Известен синхронный редукторный электродвигатель с короткозамкнутой клеткой на роторе, состоящий из зубчатого статора с обмоткой и зубчатого ротора с короткозамкнутой клеткой.

Известен также синхронный редукторный электродвигатель, содержащий зубчатый статор с обмоткой и зубчатый ротор с пусковой короткозамкнутой обмоткой. Ротор выполнен из трех одинаковых пакетов, разнесенных по оси двигателя и смещенных один относительно другого на 120 эл. град.

высшей гармоники не статора, используемой для пуска двигателя.

В пазах каждого пакета ротора расположена волновая короткозамкнутая обмотка, выполненная путем литья под давлением.

В таком двигателе используется основная волна и одна из высших гармоник намаг- ничивающей силы обмотки статора. Основная волна обеспечивает синхронную работу двигателя с низкой скоростью, а высшая гармоника обеспечивает пуск двигателя при низких потерях в роторе, более высокие КПД и динамическую устойчивость двигателя в синхронном режиме.

Недостатком этого двигателя является его невысокое использование из-за больVJ

СО

о

00

шой разницы пускового и синхронного моментов, обусловленной большим отличием амплитуд основной волны и высшей гармоники не.

Целью изобретения является повышение КПД и пускового момента трехфазного синхронного редукторного электродвигателя за счет использования для пуска пятой гармоники поля.

Указанная цель достигается тем. что в трехфазном синхронном редукторном электродвигателе, содержащем зубчатый статор с концентрической трехфазной обмоткой, и зубчатый ротор, состоящий из трех одинаковых пакетов, разнесенных по оси и сдвинутых одна относительно другой на 120 эл. град, полюсности пятой гармоники поля, в пазах каждого пакета расположена корот- козамкнутая волновая обмотка с шагом, равным 1/5 диаметрального, каждый полюс каждый фазы обмотки статора выполнен из двух внутренних и трех внешних концентричных секций, секции выполнены с разным числом витков, шаг внутренних секций равен полюсному делению пятой гармоники поля, при этом наружная и промежуточные концентричные секции соединены последовательно и согласно, а внутренние секции соединены с ними последовательно и встречно, число витков каждой внутренней секции на 52% больше, а каждой из концентричных промежуточных секций на 52% меньше числа витков наружной концентричной секции.

Намагничивающая сила такой обмотки содержит две наиболее выраженные гармоники: первую и пятую, амплитуды которых соотносятся, как Fs/Fi 0,7.

Каждая из этих гармоник определяет свою составляющую вращающего момента: первая гармоника синхронный, а пятая гармоника асинхронный моменты. При названных величинах первой и пятой гармоник не, составляющие вращающего момента обеспечивает большой пусковой момент и момент входа двигателя в синхронизм.

На фиг. 1 показан трехфазный синхронный редукторный двигатель, общий вид: на фиг. 2 - схема одного полюса трехфазной концентрической обмотки, когда число пазов, приходящихся на один полюс, равно т 3-5 15, где т число фаз, v номер гармоники поля, v 5.

Электродвигатель состоит из зубчатого статора 1 с трехфазной концентрической обмоткой 2 и ротора 3.

Ротор 3 состоит из трех одинаковых зубчатых пакетов 4-6, расположенных на валу 7, разнесенных по оси и сдвинутых один

относительно другого на 120 эл. град, пятой гармоники поля. В пазах каждого пакета 4-6 расположена короткозамкнутая волновая обмотка 8 с шагом, соответствующим полюсному делению пятой гармоники.

Каждый полюс каждой фазы трехфазной концентрической обмотки, изображенной на фиг. 2, состоит из двух внутренних секций 9 и 10, причем шаг этих секций равен

полюсному делению пятой гармоники поля, двух промежуточных секций 11, 12 и наружной секции 13. Все секции - наружная, промежуточные и внутренние - имеют различный шаг и разное число витков. При

этом число витков внутренних секций 9 и 10 на 52% больше, а число витков промежуточных секций 11 и 12 на 52% меньше числа витков наружной секции 13.

Наружная 13 и промежуточные 11 и 12

секции соединены между собой последовательно и согласно, а внутренние секции 9 и 10 соединены с ними последовательно и встречно.

Принцип действия трехфазного синхронного редукторного двигателя состоит в следующем.

Трехфазная концентрическая обмотка 2 возбуждает в воздушном зазоре вращающуюся не, которая определяется, в основном,

суммой первой и пятой гармоник. Первая из них, взаимодействуя с зубцовыми полями ротора 3, создает синхронный момент, а вторая, взаимодействуя с полем реакции ко- роткозамкнутых волновых обмоток 8 ротора, создает асинхронный момент, который запускает двигатель.

В трехфазном двигателе вращение пятой гармоники поля происходит встречно основной волне не. Поэтому для согласования действия синхронного и асинхронного моментов число зубцов ротора должно быть выбрано меньше числа зубцов статора.

При выборе критического скольжения равным единице двигатель развивает наибольший пусковой момент и момент входа в .синхронизм.

Формула изобретения

1. Трехфазный синхронный редукторный электродвигатель, содержащий зубчатый статор с концентрической трехфазной обмоткой и зубчатый ротор, состоящий из трех одинаковых пакетов, разнесенных по

оси и сдвинутых друг относительно друга на 120 эл. град, полюсности пятой гармоники поля, в пазах каждого пакета расположена короткозамкнутая волновая обмотка с шагом, равным 1 /5 диаметрального, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД

и пускового момента двигателя, каждый полюс каждой фазы обмотки статора выполнен из двух внутренних и трех внешних концентричных секций, все секции выполнены с разным числом витков, шаг внутренних секций равен полюсному делению пятой гармоники поля, при этом наружная и промежуточные концентричные секции соединены последовательно и согласно, а внутренние

1

секции соединены с ним последовательно и встречно.

2 Электродвигатель по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что число витков каждой внутренней секции на 52% больше, а каждой из концентричных промежуточных секций на 52% меньше числа витков наружной концентричной секции.

2

Использование: в синхронных приводах с электромагнитной, редукцией. Существо изобретения: трехфазный синхронный ре- дукторный электродвигатель содержит зубчатый статор с концентрической трехфазной обмоткой и зубчатый ротор, состоящий из трех одинаковых пакетов, разнесенных по оси и сдвинутых друг относительно друга на 120 эл. град, полюсности пятой гармоники не. В пазах каждого пакета расположена короткозамкнутая волновая обмотка с шагом, соответствующим полюсному делению пятой гармоники. Каждый полюс каждой фазы обмотки статора выполнен из двух внутренних, не концентричных друг другу, и трех внешних концентричных промежуточных и наружных секций. Все секции выполнены с разным числом витков и разным шагом, шаг внутренних секций равен полюсному делению пятой гармоники не, число витков каждой внутренней секции на 52% больше, а промежуточной секции - на 52% меньше числа витков наружной секции, при этом наружная и промежуточные секции соединены последовательно и согласно, а внутренние секции соединены с ними последовательно и встречно.2 ил. Ё

/ Л V

Фиг 1

Л1 « 1 д.