Редукторный электродвигатель Советский патент 1977 года по МПК H02K19/06 

1

Изобретение относится к области электрических ;машин, а имбН|НО к электродвигателям с электромагнитной редукцией частоты Bipaщения.

По авт. св. № 350101 известен редукторный электродвигатель, соде рл4ащий зубчатые статор и ,ротор, причем зубцы ротора выполнены с ;перемен111ым зубцовым шагом. Такой электродвигатель имеет иизКий КПД из-за амилитудной модуляции маппит1ной проводимости воздушного зазора.

В целях повышения КПД в Предлагаемом электродвигателе осъ вращения ротора смещена относительно его геометрической оси в сторо-ну пазов с нанбольшргм зубцовым шагом, причем отношение величины раскрытия пазО|В ротора к величине воздушного зазора выполнено постояа-гаым.

На фиг. 1 изображен ротор двигателя и показано его .положение в расточке статора, поне речное сечение; на фиг. 2 по казан характер изменения магнитной проводимасти воздущного зазора 1при Концентричном расположении ротора в статоре; на фиг. 3 - характер изменения .магнитной .проводимости воздушного зазора при эксцептрическом расположении ротора в .статоре.

Ротор 1 эксцентрически раоположеи в расточке статора 2. Па роторе выполнены зубцы 3 с переменным зубцовь}м HiaroM. Точка 4 -

геометрический центр расточки статора, через который проходит ось .вращения ротора, точка 5 - геометрический центр ротора, е - величина эксцентриситета ротора.

Работа тихоходного двигателя с переменным зубцовым шагом основана на частотнофазо|Вой модуляции магнитной проводимости зубцового слоя, вызванной открытыми пазами, величина раскрытия и зубцовый щаг которых изме.няется по заданному гармоническому за.кону. Прн концентричном расположении ротора и статора, когда воздушный зазор .между статором и ротором остается величиной 1постояниой на ВСей длине окружности

статора, и неременно.м зубцовом шаге ротора (или статора) магнитная проводимость зубцового .слоя ротора (или статора) изменяется, как показано на фиг. 1, т. е. она является гармонической функцией, модулированной по

фазе и ио амплитуде. Причиной фазовой модуляции является Опециальиое вы.пол.непне зубцов ротора (или статора) с иере-мениым зубцовым шагом и неременной величиной раскрытия пазов. Причиной амплитудной модуляции является постоянство воздушного зазора между статором и ротором, вследст вие чего под разными пазами, нмеющими различную величину раскрытия, магнитное поле .де формируется в разлнчной степени - в наибольшей стеиени иод назами с наибольшим ра.скрыткем, в наименьшей под пазами с наименьшим раскрытием. Мапнитная проводимость, по:каза1нная на фиг. 2 для .концентричного статора и ротора, имеет .паибольшие амплЕтуды в области пазов с наибольшим раскрытием и паименьшие амллитуды в области пазов с наименьшим раскрытием.

Воздействие намагашчиваюш;их сил обмоток электродвигателя на магнитную лро;водимо.сть зубцового слоя ротора (или статора), показанную на фиг. 2, приводит к появлению в воздушном зазоре сложного спектра зубцовых гармонических полей, из которых только пезначительная часть используется для полезного преобразования энергии. Остальная часть гармоник только вызы-вает дополнительные noTeipn и паразитные моменты, которые ухудшают рабочие хараастервстики двитате лей. В результате двигатель имеет .невысокий КПД из-за того, что пе вся энергия магнитного поля в зазоре преобразуется в полезную мощность.

В предлагаемом электродвигателе за счет зксдентрического расположения ротора кривая мапнитной проводимости зубцового слоя выравнивается и приобретает ,вид, аюказанный и а фиг. 3.

ТзКИМ образом, при зкспентрисптете ротора магнитная проводам ость зубцового слоя 0 П1ределяется функцией, модулированной только ло фазе. За счет выравнивания кривой магнитной проводимости значительно снижается количество зубцовых гармоник поля, не участвующих в полезном преобразовании энергии.

Выравнивание кривой магнитной провоД11мости зубцового слоя достигается за счет омеп ения оси вращения 4 ротора относительно его геО|Метричеакой оси 5 на величину г в сторону наибольших раскрытий пазов ротора. За счет этого каждое значение зубцавого шага на дротяЖениИ .всей окружности ротора (или статора), соответствующая :величина раскрытия (Паза и величина всздушн.ого зазора в .рассматриваемой точке связаны воедино люстоянной взаимосвязью, 1которая определяет одинаковую степень искажения магнитного поля под каждым пазом, имеющим различное раскрытие в различных точках окружности ротора, т. е. вследствие того что паз с большой величиной раскрытия лежит в области наибольШ его зазора, а паз с наименьшей величиной раскрытия - в области наименьшего зазора,

змшлитуда магнигной гароводимости зубцового слоя будет постоянной, как показано на фиг. 3.

Налнчие эксцентриситета ротора приводит не только к более нолному использованию

энергии магнитного поля и повышению КПД, но « способствует увеличению пускового момента за счет появления сил одностороннего притяжения ротора к статору, на использовании которых, как известно, основана работа

электродвигателей с волновым и катящимся ротором.

Фор м у л а изо б р с т е н и я

Редукторный электродвигатель по авт. св. Ло 350101, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, ось вращения ротора смещена отпо.сительно его гео:метрической оси в сторону пазов с наибольшим зубцовым шагом, .причем отношение величины раскрытия пазов ротора к .величине воздушного зазора вынолнено .гю.стоянным.

,г

Риг.З