Синхронный редукторный электродвигатель Советский патент 1978 года по МПК H02K19/06 

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к тихоходным синхронным электродвигателям с электромагнитной редукцией частоты вращения, и может быть использовано в тихоходных приводах различных механизмов, например конвейеров, транспортеров, строительных машин и т. д., а также в низкооборотных приводах систем автоматики.

Известны синхронные редукторные электродвигатели, содержаидие статор с обмоткой и зубчатый ротор с многофазной пусковой обмоткой с числом полюсов, равным числу полюсов обмотки статора, в каждую фазу которой последовательно включены конденсаторы и дополнительная обмотка с числом полюсов, не равным числу полюсов пусковой обмотки. Дополнительная обмотка служит для увеличения рассеяния обмотки ротора и, следовательно, для повышения добротности резонансного контура в роторе.

Недостатком этой конструкции является наличие дополнительной обмотки, что усложняет технологию изготовления двигателя, снижает надежность, магнитный поток обмотки насыщает магнитную систему, снижает КИД.

Известны также синхронные редукторные электродвигатели, содержани1е статор с обмоткой и зубчатый ротор с многофазной нусковой обмоткой, число полюсов которой равно числу полюсов обмотки статора и в каждую включепы конденсаторы. Данное техническое решенне наиболее близко изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту. Недостатком такой конструкции является то, что резонансный контур, образованный пусковой обмоткой и конденсаторами, обладает низкой добротностью, что нриводит к потерям мощиости в этой обмотке, т. с. к снижению КПД, поскольку в номинальном рел-:име работы в нусковой обмотке наводится ЭДС в частотой, практически не отличающейся от частоты ЭДС, иаводпмой в роторе в момент нуска.

Целью изобретения является повышеиие КПД двигателя.

Указанная цель достпгаетя тем, что статор и ротор выполнены многопакетными и проводники обмотки ротора смещены в смежных накетах относительно проводников обмотки статора на угол, определяемый из соотношения

:- 9.

2 arc cos

где Да,, - коэс|)фпн11ент рассеяния нусковой обмотки, обусловленный лобовым, пазовым и дифференциальным рассеянием;

/С oj-коэффициент рассеяния пусковой обмотки, обусловленный полным нотоком рассеяния.

На чертеже показано взаимное расположение обмоток статора и ротора электродвигателя.

Статор и ротор двигателя содержат пакеты 1 и 2 хмагнитопровода. На статоре размещена обмотка 3, а на роторе - пусковая обмотка 4, проводники 5 которой смещены в смежных пакетах 1 и 2 относительно проводников 6 обмотки статора 3 на угол, равный а электрических градусов пусковой обмотки 4. В каждой фазе пусковой обмотки 4 включены конденсаторы. Обмотки 3 и 4 выполиепы с одинаковым числом полюсов.

Вследствие того, что пусковая обмотка 4 редукторного двигателя в синхронном режиме работает со скольжением, близким к единице, то для обеспечения необходимого пускового момента и минимума потерь в пусковой обмотке резонансный контур в цепи ротора должен обладать высокой добротностью, что в данном случае достигается путем увеличения индуктивного сопротивления рассеяния нусковой обмотки 4.

Нри неизменных собственных индуктивных параметрах обмоток коэффициент взаимоиндуктивности между ними определяется величиной ЭДС, индуктируемой гармониками поля статора в обмотке ротора 4 и )iao6opoT, т. е. гармониками ноля ротора в обмотке 3 статора.

Если обмотки сдвинуты относительно друг друга на угол а, то коэффициент магнитной связи между обмотками уменьшается в cos- раз, так как не весь поток

одной обмотки индуктирует ЭДС в другой обмотке, т. е. увеличивается рассеяние потока, обусловленного основной гармоникой магнитного поля, увеличивается индуктивное сопротивление и повышается добротность контура, образованного пусковой обмоткой 4 ротора и конденсаторами. Для обеспечения указанного эффекта угол смещения обмоток статора 3 и ротора 4 определяется из соотношения

/С°о

« г 2 arc SCO

v

где Ка,

; ,«

ЛСо + (I -COS - Xi + COS - Xi

COS -Xi

Kos - коэффициент рассеяния пусковой обмотки, обусловленный полным потоком рассеяния;

TJ-ХСд + Xl

А Зо -

Коо - коэффициент рассеяния пусковой обмотки, обусловленный лобовым, пазовым и дифференциальным рассеянием.

Здесь хоо - индуктивное сопротивление рассеяния, обусловленное лобовым, пазовым и дифференциальиым рассеянием; Xl - индуктивное сопротивление, обусловленное основной гармоникой магнитного . При запуске двигателя частота ЭДС, наводимая в пусковой обмотке полем статора, меняется от величины, равной частоте сети, до величины, определяемой рабочим скольжением.

Резонансный контур цепи обмотки ротора настроен на частоту запуска, а для токов с частотой рабочего скольжения представляет значительное сопротивление, поэтому при достижении ротором синхронной частоты вращения токи в обмотке ротора уменьшаются, а следовательно, уменьшаются потери мощпости в роторе.

Таким образом, изобретение позволяет отказаться от дополнительной обмотки и повысить КНД редукторного двигателя, поскольку снижаются нотери мощности в рабочем режиме, выделяющиеся в пусковой обмотке ротора.

Формула изобретения Синхронный редукторный электродвигатель, содержащий статор с обмоткой и зубчатый ротор с многофазной пусковой обмоткой, число полюсов которой равно числу полюсов обмотки статора и в каждую фазу последовательно включены конденсаторы, отличающийся тем, что, с целью повышепия КНД, статор и ротор выполнены многопакетпыми, и проводники обмотки статора смещены в смежных пакетах относительно проводников обмотки ротора на угол, определяемый из соотношения

/Cap

а 2 arc COS

К.

/Соо - коэффициент рассеяния пусковой обмотки, обусловленный лобовым, пазовым и дифференциальным рассеянием;

- коэффициент рассеяния пусковой обмотки, обусловленный полным потоком рассеяния и смещением обмоток.

5