Асинхронный редукторный электродвигатель Советский патент 1992 года по МПК H02K17/12 

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

Целью изобретения является повышение КПД двигателя путем снижения междуфазного рассеяния магнитных потоков фаз.

На фиг, 1-4 изображен асинхронный ре- дукторный двигатель, общий вид, поперечные сечения; на фиг.5 - корпус электродвигателя Q продольными магнито- проводами, поперечное сечение; на фиг.б - развертка внутренней поверхности корпуса электродвигателя с продольными магнито- проводами; на фиг.7 - гладкий пакет статора, общий вид.

Двигатель состоит из статора 1 и ротора 2. Статор 1 выполнен из четырех пакетов 3-6, а ротор 2 из четырех пакетов 7-10, набранных из листов электротехнической стали. Пакеты б и 10 имеют гладкие наружные и внутренние поверхности. Пакеты 3,4 и 5 набраны из листов и представляют собой кольцо с Полюсными выступами 11, внутренняя поверхность которого, обращенная к ротору 2, выполнена зубчатой с зубцами 12. Пакеты 7,8 и 9 ротора 2 набраны из листов стали в виде колец с зубцами 13 на наружной поверхности. Число зубцов 13 ротора 2 равно числу зубцов 12 статора 1.

Зубчатые пакеты 3,4 и 5 статора 1 механически и магнитно связаны с гладким пакетом 6 посредством собственных продольных магнитопроводов 14,15 и 16, соответственно.

Зубчатые и гладкий пакеты 7-10 pcfropa

Iсвязаны между собой механически и магнитно посредством единого продольного магнитопровода 17.

Продольные магнитопроводы 14, 15 и 16 статора 1 залиты немагнитным материа- ло м и представляют собой корпус 18 двигателя. Эти мэгнитопроводы 14,15 и 16 между собой не имеют магнитной связи и имеют разную длину (фиг.б), обеспечивающую магнитный контакт каждого из зубчатых пакетов 3, 4 и 5 с гладким пакетом 6. Так пара продольных магнитопроводов 14 соединяет механически и магнитно полюсные выступы

I1зубчатого пакета 3 с гладким пакетом 6, магнитопроводы 15 - полюсные выступы 11 пакета 4 с гладким пакетом 6, магнитопроводы 15 - полюсные выступы 11 пакета 4 гладким пакетом 6, а магнитопроводы 16 - полюсные выступы 11 пакета 5 с гладким пакетом 6.

Продольные магнитопроводы 14-16 статора 1 расположены в корпуса 18 двигателя в чередующейся последовательности, как показано на фиг,5 и 6.

Для обеспечения магнитного контакта зубчатых пакетов 4 и 5 с собственными продольными магнитопроводами 15 и 16 соответственно пакеты 4 и 5 смещены относительно пакета 3 на угол 60°, как показано на фиг.1,

Продольный магнитопровод 17 ротора 2

через втулку 19 связан с валом 20.

Сосредоточенные обмотки 21 статора 1 расположены на полюсных выступах 11 пакетов 3-5, Обмотки 21 одного из пакетов 14, 15 и 16 представляют собой одну.фазу двигателя и включены между собой последовательно и встречно. Таким образом зубчатые пакеты 3, 4 и 5 с обмотками 21 представляют собой фазы статора 1. Гладкие пакеты 6 и 10 играют собирательную

роль магнитопровода.

На роторе 2 между гладким кольцевым пакетом 10 и зубчатым пакетом 9 расположена короткозамкнутая обмотка 22 (или короткозамкнутое кольцо) из электроприводного материала. Такая же обмотка (или кольцо) может быть расположена и на статоре между пакетами 5 и 6.

Зубцы 12 пакетов 3, 4 и 5 статора 1 совпадают между собой, а зубчатые пакеты

7,8 и 9 ротора 2 имеют относительно друг друга однонаправленный сдвиг по окружности на 1/3 зубцового деления,

Гладкий пакет 6 статора 1 может быть выполнен из сегментов 23 (фиг.7). Число сегментов 23 равно числу полюсных выступов 11 всех зубчатых пакетов 3,4,5 статора 1. Сегменты 23 разделены между собой немагнитными промежутками 24, величина которых во много раз превосходит величину

воздушного зазора 25 между статором 1 и ротором 2.

Продольные магнитопроводы 14-16 каждой фазы соединяют магнитно и механи- чески полюсные выступы 11 зубчатого пакета 3-5 этой фазы с двумя соответствующими сегментами 23 гладкого пакета 6 статора 1.

Работа двигателя осуществляется следующим образом.

Две обмотки 21 одного из пакетов 3-5 статора 1 возбуждают магнитный поток, который из-за встречного включения обмоток 21 направлен вдоль оси ротора 2 (фиг.1),

Этот поток из-за зубчатого строения статора 1 и ротора 2 содержит основную составляющую, соответствующую равномерному приведенному зазора 25, и зубцовую составляющую. Первая изменяется во времени с частотой СУ, а вторая - с частотой (со- 2.2 GU), зависящей от числа зубцов 13 ротора 2 7.2 и скорости его вращения ад.

Все составляющие магнитных потоков фаз проходят в осевом направлении по продольному магнитопроводу 17 и замыкаются через собирательные пакеты б и 10 и статора 1 и ротора 2 по продольным магнитопро- водам 14-16 статора.

Поскольку основные составляющие потоков фаз равны по амплитуде и сдвинуты во времени на 2/3 я, то их сумма в собирательных пакетах 6 и 10 будет равна нулю. Будет равна нулю и ЭДС обмотки 22.

Зубцовые составляющие магнитных потоков фаз в силу относительного сдвига пакетов 7-9 ротора 2 на 1 /3 зубцового деления имеют нулевое следование. Они в собирательных пакетах б и 10 складываются и сцепляются с короткозамкнутой обмоткой 22, индуцируя в ней ЭДС и ток.

Ток обмотки 22 возбуждает в воздушном зязоре под зубчатыми пакетами 3, 4 и 5 поле реакции ротора 2, зубцовая составляющая которого наводит в обмотках 21 статора 1 ЭДС прямого следования с частотой со, которое уравновешивает напряжение на обмотках 21.

ЭДС в обмотках 21 статора 1 от основной составляющей поля реакции ротора 2 имеет нулевое следование и при соединении обмоток 21 фаз в звезду не оказывает влияния на общий энергетический баланс.

Взаимодействие тока обмотки 22 с полем статора 1 создает асинхронный вращающий момент, который приводит ротор 2 во вращение со скоростью, равной

П2

60f

7.2

(1-Sz),

где f - частота сети;

Sz - величина скольжения ротора 2.

Обмотка 22 может быть выполнена и в виде кольца, изолированного от магнито- провода, и может быть расположена как на роторе 2 между пакетами 9 и 10, так и на статоре 1 между пакетами 5 и 6, обеспечивая возможность бесконтактного изменения активного сопротивления ее

электрической цепи с целью регулирования скорости вращения.

Выполнение продольных магнитопро- водов 14-16 по изобретению позволяет изолировать в магнитном отношении фазы и уменьшить тем самым междуфазовое рассеяние магнитного потока, что повышает КПД двигателя.

Формулаизобретения

1. Асинхронный редукторный электродвигатель, содержащий корпус, статор и ротор, каждый из которых выполнен из зубчатых с полюсными выступами и гладких пакетов, расположенных на продольных

магнитопроводах, зубчатые пакеты, число которых на статоре и роторе равно числу фаз, выполнены с одинаковым числом зубцов, зубцы пакетов статора совпадают в аксиальном направлении, а Зубчатые пакеты

ротора взаимно смещены на 1/3 зубцового деления, на полюсных выступах зубчатых пакетов статора расположены катушки, соединенные последовательно и встречно, между гладкими и соседними зубчатыми пакетами расположено короткозамкнутое кольцо из электропроводного материала, отличающийся тем, что, с целью гювышения КПД двигателя путем снижения междуфазового рассеяния магнитного потока, каждый полюсный выступ всех зубчатых пакетов статора соединен в магнитном отношении с гладким пакетом; продольными магнитопроводами фаз статора, 4исло продольных магнитопроводов статора выпол-

нено равным числу полюсных выступов всех зубчатых пакетов статора, магнитбпроводы статора размещены на внутренней поверхности корпуса в чередующейся последовательности, а зубчатые пакеты статора

развернуты относительно друг друга на угол 60°.

2, Электродвигатель по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что гладкий пакет статора выполнен из сегментов, число которых равно числу полюсных выступов всех зубчатых пакетов статора, сегменты разделены между собой немагнитными промежутками и соединены с соответствующими продольными магнитопрбводами статора.

evj

I

(О//6

Изобретение относится к электрическим машинам малой мощности. Цель изобретения - повышение КПД двигателя снижения междуфазового рассеяния магнитных потоков фаз. Двигатель содержит 4w JL А| 181 3I 4 21 I %///AS//. -L 5 22 6 / / / / / // / / / //jr/i статор 1 и ротор 2. Статор 1 выполнен из четырех пакетов (П) 3,4,5,6, а ротор из четырех пакетов (П) 7,8,9,10. П 6,10 имеют гладкие наружную и внутреннюю поверхности, П 3,4,5 набраны из листов и представляют собой кольцо с полюсными выступами, внутренняя поверхность которого, обращенная к ротору 2, набрана из листов стали в виде колец с зубцами на наружной поверхности. Каждый полюсный выступ всех зубчатых пакетов статора соединен магнитно с гладким пакетом 6 посредством собственных продольных магнитопроводов. Зубчатые и гладкий пакет 7,8,9 и 10 ротора 1 связаны между собой механически и магнитно посредством единого продольного магнитопровода 17. Пакеты статора 4,5,6 развернуты друг относительно друга на 60°. 1 з.п,ф-лы. 7 ил. А| сл С А| 4 21 I -L 5 22 6 ftf. / / // / / / //jr/i с со сл Јх 09 Фиг.1

61

23