ОДНОФАЗНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ Советский патент 1974 года по МПК H02K17/04 

1

Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к однофазным асияхронным электродвигателям.

Известны однофазные электродвигатели, содержащие статор с обмотками, смещенными между собой в пространстве, причем при пуске шунтируется часть обмотки.

Недостаток известного устройства заключается Б пониженных энергетических показателях.

Цель предлагаемого изобретения - повысить энергетические показатели и упростить техпологию изготовления однофазного электродвигателя.

Это достигается тем, что слои обмоток в своих разных зонах выполнены в одних и тех же пазах с наложением друг на друга, а зашунтированная часть обмоток выполнена в слоях, принадлежащих разным фазным зонам.

На фиг. 1 изображена схема выполнепия слоев обмоток статора в двухполюсном варианте; на фиг. 2 - схема соединения слоев.

Для реализации схемы, аюказанной на фиг. 2, статор, как и в трехфазной машине, по расточке разбивается на три равные фазные зоны.

На фиг. 1 позициями 1-24 отмечены пазы статора, в которых уложена обмотка. В первую (условно выделенную) фазную зону вхо2

дят назы 9-12 и , во вторую-17-20 и 5-8, в третью- 1-4 и 13-16.

В первой фазной зоне в пазах 9-12 и 21--24 выполне; одип слой 25, 26. Во второй фазной зопе в одних и тех же пазах 17-20 и 5-3 с наложением друг на друга выполнены два слоя: нижний слой 27, 28 (тонкие штрихпунктирные линии) и верхний слой 29, 30 (жирные штрпхпупктирные линии). Лобовые

вылеты так же, как и активные части слоев, накладываются друг на друга. В третьей фазной зоне в пазах 1-4 и 13-16 так же, как и во второй, два слоя: нижний слой 31, 32 (тонкие сп.тошпые липни) и верхний слой 33, 34

(жирные сплошпые линии).

Слои 1-5 (нумерацию слоев в дальнейшем будем производить по их началам, отмеченным звездочкой) в своих фазных зонах выполнены по типу однослойной обмотки. Нижние

слои 28, 31 уложены на дно пазов, верхние слои 31, 33 наверху пазов. Слой 25 может быть как верхним слоем, так и нижним.

На фиг. 2 приведепа схема соединения слоев друг с другом с учетом их маркировки по

звездочкам и пространствеппым углам смещения. Звездочкам соответствуют начала слоев 25, 28, 29, 31, 33. В этбй схеме слои образуют три отдельные обмотки. В первую (условно выделенную обмотку) входит слой 25 первой

фазной зоны. Во вторую обмотку два слоя: нижний слой 28 второй фазной зоны и верхний слой 33 третьей фазной зоны. В третью обмотку так же, как и во вторую, входят два слоя: -нижний слой 31 третьей фазлой зоны и верхний слой 29 второй фазной зоны. Таким образом, в схеме имеется многофазная-система обмоток с пространственной и витковой псснмметрией. Углы 147°; 2Х106°30. В схеме предусмотрено сопротивление 35. Для пуска двигателя имеется ключ 36. Для осуществления реверсирования двигателя необходимо шунтировать слои 31, 29 вместо слоев 28, 33. Пусковые свойства двигателя зависят от соотношения чисел витков в слоях. Как показали исследования лучшими соотношениями являются: W,, W,, W,, «7ф 4 W,,W,, где Was, W28, Wao, Wsi, Was - числа витков слоев, обозначенных цифрами соответственно 25, 28, 29, 31, 33, выраженных в долях от числа витков фазной обмотки трехфазного двигателя. Величина сопротивления 35 таклсе влияет на пусковые свойства двигателя и подбирается из условий получения необходимых кратностей пусковых моментов и кратностей пусковых токов. В частеом случае оно может быть равно нулю. Работа двигателя основана на действии многофазной системы токов в многофазной системе обмоток статора. При замыкании ключа 36 и определенного соединения слоев 25, 28, 29, 31, 33 между собой в схеме (фиг. 2) образуется многофазная система обмоток. Многофазная система токов при этом создается благодаря неравенству активных и реактивных сопротивлений обмоток, вследствие их пространственной и витковой несимметрии. Сдвиг токов во времени и сдвиг осей обмоток в пространстве приводит к возникновению в зазоре машины вращающего магнитного поля. Ротор разворачивается и увлекается в сторопу вращения поля. При достижении онределонпой скорости ключ 36 размыкается, и двигатель из пускового режима переходит в рабочий. В рабочем режиме обмотка состоит из четырех последовательно соединенных слоев 28, 29, 31, 33, что эквивалентно двум :последо вательно соединенным фазным обмоткам трехфазного двигателя того же габарита. Предлагаемый электродвигатель имеет улучшенные нусковые характеристики, так как уменьшен провал механической характеристики от третьей гармонической составляющей поля, выше кратность нускового момента, меньше кратность пускового тока, лучше испо.льзование активных материалов обмотки. Предмет изобретения 1. Однофазный электродвигатель с обмоткой на магнитном сердечнике, содержащий несколько соединенных электрически и смещенных в пространстве частей и цепочку, шунтирующую несколько частей обмотки при пуске, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления и улучшения характеристик, части обмотки расположены в разных фазных зонах и размещены в пазах слоями с наложением друг на друга, причем эти части соединены с чередованием их фазных зон, шунтируемые части обмоток принадлежат разным фазным зонам. 2. Однофазный электродвигатель но н. 1, отличающийся тем, что в шунтирующую цепочку включена часть обмотки, не припадлсжащая фазныгу зонам шунтированных частей.