Синхронный реактивный двигатель Советский патент 1941 года по МПК H02K19/06 

Настоящее изобретение касается схемы включения синхронного реактивного двигателя, позволяющей плавно изменять его скорость за счет изменения настройки колебательного контура, в который включен указанный двигатель.

Собственно двигатель по своим конструктивным данным подобен однофазным или трехфазным реактивным двигателям, т. е. синхронным двигателям, работающим без возбуждения постоянным током.

На чертеже фиг. 1, 2, 3 и 4 изображают различные варианты предлагаемой схемы включения двигателя. Обмотка последнего образует с конденсатором 1 колебательный контур, настроенный на определенную частоту F (рассчитывается по средней самоиндукции), которая может быть изменяема регулированием емкости. В контур подводится напряжение питающей сети с частотой F(|, причем собственная частота F контура отличается от частоты Р„. При нормальной работе двигателя, благодаря периодическому изменению самоиндукции обмотки, связанному с прохождепием зубцов якоря, и благодаря наличию переменного тока частоты Iv, в колебательном контуре возбуждается ток частоты, весь.ма близкой к частоте F.

Токи частот F и F дают биения с частотой FO- F и, вызывая притяжение к полюсам ста.тора по очереди каждого зубца в момент пучности биений, поддерживают синхронное враще. ние ротора с частотой (Ра- ) 2п, где п - число зубцов. На этом же принципе основана трехфазная схема двигателя (фиг. 2).

В обычном многофазном реактивном двигателе зубцы якоря при синхронном вращении следуют за мгновенными плюсами вращающегося поля. В предлагаемом же двигателе зубцы ротора следуют за вращающимися пучностями магнитного поля биений между токолг, вызываемым напряжением питающей сети, и током параметрически возбуждаемом в контурах обмоток при вращении ротора.

Изменяя собственную частоту контуров путем перегруппирования обмоток статора или изменением (скачками или плавно) емкости конденсаторов, мы меняем частоту биений, а следовательно, и число оборотов двигателя.

В случае трехфазной схемы, кондет саторы 2, 3 и 4 должны быть одинаковы и при регулировании скорости изменяться одновременно.

Подобный синхронный двигатель может применяться в качестве параметрического трансформато ра частоты.

Следует отметить, что токи вспомогательной пониженной частоты, наводимые параметрически в обмотках статора, поступают в питающую сеть, что является в ряде случаев нежелательным.

Ниже приводятся схемы (фиг. 3 и 4) синхронных машин, свободные от этого недостатка.

На фиг. 3 приведена принципиальная схема однофазного двигателя, в которам на статоре размещены две одинаковые обмотки, образующие с одинаковыми конденсаторами два колебательные контура, включенные параллельно в питающую сеть переменного тока с частотой F,,.

На схеме фиг. 3 и 4 символически изображен только один зубец у якоря. Расположение полюсов статора таково, что если при некотором положении ротора индуктивность одной обмотки максимальна, то у другой она минимальна (это обстоятельство при отсутствии высших гармонических обусловливает невозможность работы такой сдвоенной схемы, как реактивного двигателя). Оба колебательные контура настроены по средней индуктивности на частоту F Р„.

Протекающие в обмотках переменные токи с частотами Р„ и F дают биепия, которые управляют вращением ротора, вызывая нритяжение зубца (зубцов) по очереди к каждому полюсу. Биения происходят с такими фаза:,ш, что ко-гда в одной обмотке резуль. тирующая амплитуда максимальна, то в другой она минимальна. При вращении ротора переменный ток частоты F поддерживается в контурах параметрически. Во внешнюю цепь, в результате компенсации, этот ток не поступает. С другой стороны, на нижних зажимах схемы (фиг. 3) скомпенсировано напряжение частоты Fj и имеется только напряжение частоты V. Поэтому эта схема может еще с удобством применяться в качест-ве параметрического трансформатора частоты.

Фиг. 4 представляет аналогичную схему компенсированного синхронного двигателя для трехфазного тока.

Предмет изобретения.

1.Синхронный реактивный двигатель однофазного или многофазного тока, отличающийся тем, что, с целью плавного изменения его скорости, обмотка двигателя включена в сеть через конденсатор с такими значениями регулируемой емкости, чтобы колебательный контур обмотки двигателя-конденсатор был настроен на частоту, равную частному от деления разности частоты сети и частоты вращения на число полЕОСОВ двигателя.

2.Форма выполнения двигателя по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что последний снабжен удвоенным числом попарно сопряженных обмоток и конденсаторов, причем расположение обмоток таково, что изменение индуктивности их во времени при вращении ротора сдвинуто по фазе на 180°.

фиг j

фиг 2

гч,

фиг 3

Н

г

фмг-4