Синхронный редукторный электродвигатель Советский патент 1993 года по МПК H02K19/06 

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

Цель изобретения - повышение КПД двигателя.

.-. В предлагаемом двигателе переменные составляющие выпрямленных токов фаз создают вращающуюся не обмотки, а постоянные составляющие тех же токов создают униполярную не этой же обмотки, которая при числе пазов статора на полюс и фазу, равном единице, и шаге, равном полюсному делению, является постоянной между статором и ротором по всему периметру воздушного зазора и выполняет роль постоянного магнита. Эта не, воздействуя на магнитную проводимость воздушного зубчатого зазора, возбуждает такое же по характеру зуб- цовое магнитное поле, которое является гармоническим по всей окружности воздушного зазора, а его, энергия полностью исfe

пользуется в процессе электромеханического преобразования энергии. Это позволяет повысить КПД двигателя.

На фиг.1 показан общий вид электродвигателя; на фиг. 2 - схема соединений секций двухфазной обмотки и диодов; на фиг. 3 - эпюры униполярной не обмотки и не переменного тока.

Синхронный редукторный электродвигатель состоит из ферромагнитного корпуса 1, в котором расположен зубчатый пакет статора 2 с многофазной обмоткой 3. Зубчатый пакет ротора 4 расположен на цилиндрическом мэгниюлроводе 5, неподвижно расположенном на валу 6. Число зубцов статора и ротора отличаются друг от друга на число пар полюсов обмотки 3. Ферромагнитный подшипниковый щит 7 (щиты) является частью магнитопровода постоянного магнитного потока Фо, возбужденного униполярной не обмотки 3. Этот поток проходит

00

о ю ел о

ю

по пути, показанному на фиг. 1, в осевом направлении машины.

Каждая фаза многофазной, например двухфазной, обмотки 3 состоит, как показано на фиг. 2, из двух параллельных ветвей 8,9 и 10,11. Каждая из ветвей фазы состоит из катушек одноименных полюсов, включенных последовательно с диодами встречного направления 12 и 13, 14 и 15.

Принцип действия заявляемого электродвигателя состоит в следующем. В параллельных ветвях n-й фазы обмотки 3 протекают выпрямленные токи Ип и W которые равны:

iin «lo + lims n ftrt- - r(n-1)

i2n -Io+hmSln urt-p-tt(n тТ).

(1)

Сумма этих токов определяет ток in п-ой фазы обмотки 3.

п л

+ l2n lmSin on -р-7Г(п - 1) m , /(2)

где Im - амплитуда тока фазы;

Нт - амплитуда переменной составляющей выпрямленного тока (1).

lm 1т Si

lo - постоянная составляющая выпрямленного тока, 10 -jjf:

m - число фаз обмотки 3, m 1,2,3 ...

Переменные составляющие выпрямленных токов (1) всех фаз обмотки 3 создают вращающуюся намагничивающую силу Fi(x), показанную на фиг. 3, которая воздействуя на магнитную проводимость зубчатого зазора между статором и ротором возбуждает магнитный поток, составляющий из составляющих прямого, обратного и нулевого следования. Поток Фт прямого следования обусловлен переменной не Fi(xJ обмотки 3 и магнитной проводимостью равномерного приведенного воздушного зазора. Этот поток является разноименнополюсным и проходит по пути, показанному на фиг. 1.

Поток нулевого следования обусловлен переменной не Fi(x) обмотки 3 и магнитной проводимостью зубцового слоя двигателя. Этот поток является униполярным и проходит по тому же пути, что и постоянный магнитный поток Ф0 в осевом направлении.

Постоянная составляющая 0 выпрямленного тока (1) одной из параллельных ветвей, протекая по секциям одноименных полюсов в одной параллельной ветви, например ветви 8, создает одноименные импульсы не, как показано на фиг. 3, abed и aibicidi. Аналогично, постоянная составляющая во второй параллельной ветви 9 обмотки 3, протекая по секциям противоположных полюсов создает импульсы не с противоположным знаком: dfkai и difikia. Но поскольку постоянная составляющая выпрямленного тока в ветви 9 из-за встречного направления диода имеет отрицательный

знак, то эти импульсы не зеркально отобразятся и будут иметь знак, одинаковый с импульсами ветви 8. В результате действия постоянных составляющих выпрямленных токов (1), протекающих в секциях полюсов,

соединенных по схеме на фиг. 2. обмотка 3 создает постоянную униполярную не, которая оказывает такое же действие, как и постоянный магнит в синхронном редуктор- ном двигателе с осевым возбуждением синхронизирует двигатель при низкой скорости вращения ротора. Эта не для одной фазы обмотки 3 показана по всему периметру воздушного зазора л Da на фиг, 3 прямой линией bcbicib, параллельной оси

абсцисс.

Для того, чтобы постоянные не от разных фаз обмотки 3 не вычитались, а складывались необходимо, чтобы диоды 12,14 и 13,15 в параллельных ветвях 8,10 и 9,11 соответственно, для разных фаз обмотки 3 .имели согласное включение. В этом случае суммарная униполярная не двигателя больше такой же не одной фазы в т раз, где т - число фаз обмотки 3. Возбужденное

униполярной не зубцовое поле является гар моническим по всему периметру воздушного зазора и его энергия полностью используется в процессе электромеханического преобразования.

Электродвигатель имеет больший КПД.

Формула изобретения Синхронный редукторный электродвигатель, содержащий зубчатый статор с мно- гофазной обмоткой, безобметочный зубчатый ротор, ферромагнитные корпус и щиты, при этом каждая фаза обмотки состоит из двух параллельных ветвей, каждая из которых включает в себя секции, образую- щие полюса одноименной полярности и последовательно соединенные с ними диод, а диоды в параллельных ветвях имеют встречное включение, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, обмотка ьтолнена с числом пазов на полюс и фазу,

Л;

Использование: электротехника, электрические машины малой мощности, тихоходный синхронный электропривод. Сущность изобретения: синхронный редукторный электродвигатель содержит зубчатый статор с обмоткой, безобмоточный зубчатый ротор, ферромагнитные корпус и щиты. Обмотка статора многофазная с числом пазов на полюс и фазу, равным 1, и шагом, равным полюсному делению. Каждая фаза обмотки имеет две параллельные ветви. Параллельная ветвь состоит из секций и диода. Диод в ней включен последовательно. В смежных параллельных ветвях разных фаз диоды включены согласно. 3 ил.