Асинхронно-синхронный преобразователь частоты Советский патент 1979 года по МПК H02K47/18 

Целью изобретения является улучш ние использования активных материало Для этого число зубцов ротора/при ходящееся на пару полюсов двигатель ной обмотки, выполнено нечетным и, кроме того, связано с числом зубцов статора соотношением ИОД (2,2 где ПОД (Zj,,Z)- наибольший общий делитель чисел Zf и Zf.: Zr число зубцов ротора; Zc- число зубцов статора. На фиг.1 - предлагаемый преобразователь общий вид на фиг.2 то же,разрез А-А ориг.1;:; на фиг.З пример выполнения асинхронно-синхрон ного преобразователя; на фиг.4 то же, разрез А-А фиг.З; на фиг.5 выполнение зубцовой зоны части преобразоват ля; фиг.б - вариант преобразователя, общий вид; фиг.7 то же, разрез А-А фиг.6; на фиг.8 примеры вьтолнения зубцовой зоны. Преобразователь содержит статор 1 и ротор 2, магнит6пр|Оводы которйх представляют собой наборы отдельных стержней 3,4 П-образной формы. Обращенные друг к другу через воздушный зазор части этих стержней образуют зубцы. Стержни расслоены вдоль оси вращения машины и могут быть набранными (шихтованными) из пластин элект ротехнической стали или быть навитыми из ленточной электротехнической стали . . . ..... Стержни 3 статора и стержни 4 ротора располржены поокружности на равныхрасстояниях друг от друга Число стержней-зубцов на статоре равно двенадцати,на роторе - одиннад цати. . Махшитопровод статора 1 со стержнями закрепл н в корпусе, а магнито провод ротора 2 со стержндали посредством втулки 5, выполненной, напрйме из электропроводного материала, закрепленного на валуб.: . Магнитная изоляция стержней друг от друга не является необходимой; достаточно, чтобы их части, выступаю Щие по направлению к воздушному за3opir машины и играющие роль зубцов, имели достаточный размер в радиальнся4, направлении.. . . . . . Статор содержит три обмотки. Одн из обмоток 7 статора является однофазной и выполнена в виде кольцевой катушки, соосной с валом б.. МногоФазные распределенные обмотки 8 и статора выполнены по типу обычных многофазных обмоток электрических машин. Обмотка 9 выполнена с числом пар полюсов, равным единице, и подключена к источнику питающего симме тричного многофазного синусоидаль.ного напряжения. Обмотка 9 выполнена с числом пар полюсов, равным двум. На роторе расположена короткозамкнутая обмотка 10. Принцип работы преобразователя заключается в следующем. Стержни-зубцы 3 статора и стержнизубцы 4 ротора могут быть выполнены Ш-образньми (фиг.З,4) и магнитный поток каждого стержня-зубца статора или ротора замыкается как в Ш-образном трансформаторе. Такая форма стержней-зубцов по сравнению с Побразной формой позволяет увеличить сечение магнитопровода и мощность машийы при сохранении внешнего диа метра ротора. . : Число равноотстоящих стержнейзубцов на статоре равно 2 24, на . роторе Z 21. Как будет выяснено ниже,сумма магнитных потоков ротора равна нулю;поэтому для крепления стерж.ней ротора к валу б могут быть использованы втулка 5 и короткозамкнутые металлические кольца 11, прижимающие все стержни к втулке. Стержни в дальнейшем именуются зубцами. .. Например, на фиг.5 показан в разрезе из участков преобразователя, зубцовая зона которого содержит пазы,не занятые проводниками. Магнйтопроводы статора 1 и ротора 2 Выполнены в виде обычных круглых . пакетов, состоящих из штампованных пластин электротехнической стали, и |образуют в зоне воздушного зазора пазы. Половина пазов выполнена глубокимй, а между ними находятся меЛ,кие пазы. В глубрких пазах статора :уложены о.бмотки 7-9 с числами пар |полюсов соотвётствено Р, (P+N) и :(P-N), а в глубоких пазах ротора |уложена обмотка 10. j Преобразователь, изображенный |На фиг.б имеет Магнитопровод такого |же типа, как в гомополярных индуктор|ных машинах. Магнитопровод содерjжит два пакета статора 1 и ротора 2, |шихтованные в плоскости, перпенди|кулярной оси машины. Пакеты статора соединены стержнями 3, а пакеты Iротора - стержнями 4. Стержни статора и ротора ших тов а ны в плоек ос ти, паШллельной реи машины. В двенадцати пазах каждого пакета статора уложены две многофазные . обмотки: подключенная к многофазному ис очник питания обмотка 8,.имеющая одну пару полюсов, и подключенная к нагрузке или регулировочному сопротивлений обмотка 9, имеющая две пары полюсов. Катушки отдельных фаз обмотки 8 уложены в двух пакетах статора со сдвигом по окружности на , так что создаваемые в .обоих пакетах волны намагничивакнцей силы (НС) вращаются в одну, сторону, но имеют противоположные полярности. С этой же целью два пакета статора могут быть развернуты друг относительно друга на половину зубцового деления ротора и имётб идентйчйые обмотки. Третья обмотка статора 7 выполнена в виде кольцевой катушки и расположена между пакетами статора. В одиннадцати пазах ротора уложена обмотка 10, выполненная как показано на фиг.З. Протекающий по обмотке 8 ток угловой частоты создает волну НС F, имеющуюодну пару полюсов, которую можно записать.: F(x,t) F-cos ( Si t -x) + F:.COS(ZC X +ftt-x) - (Zf.-9.t + x), где F, F - амплитуды ;HC ouHOBной волны и основныхзубцовы гармоник соответственно; , X - пространственная коорди- ,ната в долях радиуса расточки статора (пространственный угол) ; t - время. Волна НС FCOs(Slt-x) вращается в условном положительном наПра:вйёйий; Zjj 12 - число зубцов статора. При рассматривании магнитных потоков зубцов статора, отстоящих от начала, отсчета на целое число S зуб.цовых делений статора Хг 1вые гармоники НС, как следует из записанной формулы, взаимно ксмпенсйруются. Поэтому НС, действующая на г-й зубец статора равна: F F.COS at- (s-t)f. SZc Намагничивающая сйла дейстйуюЩая на зубец ротора, получается подстановке в формулу F(x,t) значени X р+ (2-1 )|5: ,. где Z 11 - число зубцов ротора, fi- угол поворота ротора в положительном направлении. Так как в расс:матриваемом преобразователе Z Zf.+ то НС, действующая на г-й зубец ротора , авна: Ff, F-cos Sit (г - 1)- + + F cos (Л t + Zr р) - F%o -Л t + -t- ( 2)fb+ (r - 1). В преобразователе (фиг.1 и 2) маг нитные потоки проходят пракТичесзки только по площади взаимньк niSpekpa|тий зубцов статора и ротора, так как |на других участках эти потоки экрани 1руются крайними стальными листами зу цов-стержней (крайние листы могут быть выполнены из материала с хороше электройроводностью). Поэтсму магнит ный поток зубца мОжет быть найден умножением НС, действующей в данном зубце, на магнитную проводимость воздушного зазора под данным зубцом Магнитная проводимость воздушного зазора для з-го зубца статора при учете только основных составляющих равна: ., . .. ( (s-i)f ф гдеДддИЗГд- постоянная составляющая и глубина модуляции магнитной проводимости зубца статора по первой гармонике. Знак плюс в квадратной скобке связан с тем, что волна магнитной проводимости движется в направлении, противоположном направлению поворота ротора. Магнитная проводимость воздушного зазора дли г-го зубца ротора равна: +T, (r-1) f } , гдеЛд, постоянная составляющая и глубина модуляции магнитной проводимости, зубца ротора по первой гармонике. Изменение знака перед р связано с тем, чтомагнитная проводимость рассматривается отнрс1атёльно ротора (при повороте ротора в положительном направлении,статор-, поворачйвается относительно него на тот же УГОЛ (Т) в отрицательном направлении) . Магнитный поток S-ro зубца статора, созданный ток см обмотки 8, развей: $д Р9-Лд F-AtJsCos А t -(s-t) + + FAosir9 os(a,1 + р) Z,) +YF os-rs cos si.t-IbZf..-(s-l)iLj. Магнитный поток r-го зубца ротора, созданный тем же токсм, равен: Fj, Agj,cosrsit-|i-(r-i) 1-tf ,co5( . .-. / Z IbVF cosrsibCZV S p-Ch-O ,- ,- L. .- СОЗ (Slt-p-pl )+i F ,COS fftt-pt 1Z Ct-1 .соз at z Ii-fbz -. T FAo,TpCo5 sti z Ib z Ib-( ГИ1 ot-JV sff -t-Cz 2)(ги1 rrC04rsi.t-(Zj,+21Il-tpZ -(b-n-| 1. . J Потокосцепление любой олновитковой петли обмотки ротора равно . Подставляя значения потоков ф|, из предыдущей формулы и подставляя Zj. 12 и 11, для употбкосцепления одной петли роторов после тригонометрических преобразований получим:.-t-ib4P-1 4 4 V --2FA - 1 ie s.-nU-.p-(rH)f .fj-FA r. аГтг I Sin - L i ..(rM) f at 21Г 2.1Г 1 -p Cr-D:;q- -J-.. а4: 2зрчм si IT : . : .-. f-f .r. 52П з1пГа.-ав,ч.н) i, . -И. -:. . sin . Гб1г :iT TTj В рассматриваемом преобрайбватёле где обмотка 8 питания уложена в Двенадцати пазах, величина зубцовых гар МОНИК НС определяется равенством: 2F cos f :F- sin - P Fs-tn5 Глубина модуляции магнитной проврдимости зубчатых магнитных структур в йнДут то)рныхйа1Жн;ах йё превосходит 0,9 ( f 9) . С этих соотйоШ НИЙ для F и ЗГр из фОрМУТТЫ Чр :: пблу 1Ш,;;что в потокоЪцеплэ.ний каж- ; дого контура обмотки ротора в значительной степени (более чем в 50 раз) подавлены все гармоники-посравне,нию с первой (оссяовнОй) , кроме тех, кото |рые обусловлены воздействием зубцовы гарлоник НС на переменную составляю;щую магнитной проводимости. Следовательно, обмотка рОтора, сос тоящАя из контуров (фиг.З), подавляет нерабочие гарлОники магнитн.ых потокрв практики так же, как и обычная более сложная обмотка ротора, ,и вращающийся момент возникает только от.оснрвной гарадоники. . Взаимодействие основной волны НС ротора с магнитньзм полем статора создает вращающий момент как в обычном кброткозамкнутсм асинхронном двигателе, и ротор начинает вращать-г ся с угловой скоростью 4J/wen f равной ШОрОсТИ вращения поля статора за вычетом скольжения. Так как ротор вращается за полем статора, т.е. в ti обложите льном направлении, Top-uj eiC и магнитный поток S-ro зубца статора равен: 5-Р os o at-ts-i) ,cosU, .йИ.-1-РД Гв(г,ле. этого выражения видно, чго магнитный поток статора, кроме гармоники частоты питания Л , имеющей одну пару полюсов, содержит гармонику частоты ( а ), синфаз,ную во всех зубцах, и гармонику частоты (Z 4Uywe - 51 ) , распределенную по зубцам с двумя парами полюсов. Поэтому в кольцевой обмотке 7 индуцируется однофазная ЭДС частоты (Z . j, а в обмотке 9 индуцируется многофазная ЭДС частоты (, ) Обмотки 7 и. 9 подключаются к нагрузкам, и преобразователь работает как бесконтактный пр|еоб{)азоватёль частоты, преоб.разующий многофазное напряжение iaCTOTbi ft одновременно с многофазное напряжение частоты (ZfJJUftftg,-SI) и однофазное напряжение частоты () . ;V Если требуется получить многофаз- / ;ное напряжение частоты (%рШдде, +ft.), а однофазное частоты (Z ) с то число зубцов на роторе следует взять не II,-а 13, При этом конструкция статора и cTaTot HfcJX Обмоток остается без изменения, а обмотка ротора состоит из тринадцати пере-. крётденных .йэОлированйых петель, каждая из которых охватывает шесть зубцов ротора в одном направлении и шесть зубцов в противоположном и не .охватывает один центральный зубевд - . - . -.-.. - . ...... ЕСЛИ на статоре имеется 12 зубцов, роторе - 13, то в выражениях и Л J, в квадратных скобках знак изменится на противоположный, и ЭДС частоты (z iD fteXf + ) будет йндуциров атьс я в обмотк е 9, а ЭДС час то ты () ;будет. индуцироваться в обмотке 7. В приведенном описании работы машины предполагалось, что ток в обмотке питания йе зависит От положения ротора, т.ё. что каждая фаза обмотки распределена на всех зубцах статора. / Если зык од обеих частот ( fSJ. ) и {Zj,ou,j,jex- Л ) должен быть многофазным, .то необходимо, чтрбы число пар полюсов обмотки питания .не рёшнялось разности между числами зубцов статора и ротора. Пример показан на фиг.3,4. Действительно, при выбранных пара метрах ротора - числе зубцов Z , .эубцовым делении (,и размере зубцастержня в тангенциальнс направлении t o,5t7 - определены диаметры ротора; наружный Dу, - Zpi;p и мини мальный внутренний d Z Ъг Тогда максимальная ширина зубца стержня ротора (в радиальном направ лении) равна :,). При этом максимальноесечение магнитопровода всего преобразователя равнра -| г -ь и при выбранном зубдовсм делении ро ра не зависит от длины преобразовате ля в осевал направлении.В преобразов теле (фиг.З и 4) Ш-образйая форла стержней-зубцов позволяет йрй выбра ном диаметре и зубцовом делений ротора удвоить максимальное сечение магнитопровода rto сра внейиго с преобразователем на фиг.1-2. Рассмотрим работу преобразетателя при сохранении приведенйьк выше допущений и обозначения. Намагничивающая сила, созданная токе обмотки 8 питания и действую-; щая на S-й зубец статора, выражается такой же формулой, как и для преобразователя на фйГ.1-2, а НС, деиствующая на г-й зубец ротора,равна; fat-ft-t | л- т г p,)J + FZco3lat+-Uc-Oi f F -Fcos Cr-l)f(NH-)j-F cosLi-Uc 1p-(rH)|(N-H .-.: .. . . где обозначено А Z,; для jiab- сматриваемого преобразователя N 3 Магнитная проводимость воздушного зазора равна:. для S-ro зубца статора . . : Для г-го зубца ротора {ГafCNii Ло Тг оз|:П с - VJj Потокосцеплениё любой г-й Ъдновит ковой петлй обмотки ротора равно: --C-EF A,. Из этого выражения после поДЬтаио ки значений Fj, предыдущих формул Zg 24, Z 21, N 3, и учитьшая, что в рассматриваемом преобра зователе величина зубцовых гармоник НС обмотки питания равна F Fs-infej .f а 0,9 можно рассчитать, что обмотка ротора практически подавляет все гармоники потокосцепления, кроме основной, созданной воздействием основной волны НС обмот ки питания на постоянную составляющую Магнитной проводимости. Аналогичный результат получится, если каждый виток обмотки ротора будет охватывать не десять, а одиннадцать зубцов, Следовательно, благодаря указанному выполнению обмотки ротора., асинхронный момент, созданный взаимодействием токов питания и ротора, получается практически таким же, как в синхронном преобразователе с фазным ротором,Под воздействием этого мсянента ротор вращается за полем статора с углов ой ск орос тью ш g , т.е. . При этом магнитный поток S-ro зубца статора Ms- г21tТ i z; N- J 2 osTsCos .2fc л (N.OJ lUbts yvenSiH- Ce-i- содержит сосфа1влякяцую часто±ы {чг,.мел + имеющую N-1 2 аары полюдов и составляющую частоты (Й Шдде - ft), имеющую N + пары (ПОЛЮСОВ, Следовательно, с обмотки 9 снимается на нагрузку многофазное напряжение частоты (2рШллех + ft ), ia с обмотки 7 частоты (Z - st ) . :Еслй на роторе взять число зубцов :2(, 24 -f 3 27, то указанные часто ты в обмотках поменяются местами, Выполнение обмотки ротора в пре;образователе на фиг,3-4, а именно в Виде короткозамкнутых изолированных витков, охватывающих по десять или по одиннадцать зубцов ротора, возможно лишь в тех случаях,- когда магнитные потоки зубцов ротора не содержат синфазных .составляющих. Для преобразоватёля фиг,4-5 это условие соблюдается,, в чем можно убедиться, представив выражение магнитного потока 0f, любого 2-го зубца ротора в виде произведения записанных функций НС Ff, и магнитной проводимости /Лр для того же зубца, - сумма потоков ф, всех зубцов ротора равна нулю, В пpeodpaзoвaтeлe На фиг,1-2 магнитные потоки зубцов ротора содержат составляквдиё, .синфазные во всех 3y6tjax, Для компенсации этих составляющих обмотка F OTOpa должна составлять из перекрещенных петель, как было указано выше. Следовательно, в общем случае, обязатега ньми признаками роторной обмотки являются только выполнение короткозамкнутьк витков (контуров) сшагом, равным с точностью ло зубцового делёнйя полюсному делению обмотки питания, и изоляция этих 1итков друг от друга . Из рассмотрения работы преобразойателей показанных на фиг.1-2 и фиг.4-5, следует возможность их использования в качестве бесконтактных преобразователей частоты Si пита ния в частоты (2рШдде - Si. ) и ( ) . Преимуществом этих преобразова телей является простота конструкции благодаря полному электротлагнитному совмещению двигателя и генератора, а также возможностЬ получеНИя .на 11ШГойё 1 аз1ггичных частот, :во много, раз пЕ ёвышающих частоту питания, Вы йоКочастотные составляющие магнитных потоков, вызванные зубчатостью ротора и статора, используются в таких преобразовател.ях .рирования напряжений высоких частот Энергию высокочастотньк составляющих магнитныхпотоков можно и.спользоват и другим образом, например, вернуть .йитающую сеть с помощью статического пре.обра зователя частоты или ййпользовать в виде Постоянного тока с помощью выпрямителей ... Однако энергию составляющих магнитного поля, вызванных зубчатостью можно использовать непосредственно в преобразователе для регулирования вращающего момента, Функционально рассматриваемый преобразователь соймещает асинхронный двигатель . и два асинхронизированных синхронных индукторных- генератора. Каждый та:кой г.енератор развивает тормозной моме по отношению к враш;й.ющему его асинхронному двигателю. Этот тормозной момент может бить использован для рй ййрЪВания полного вращающего мо. Мента асинхронного двигателя..Если в преобразователе, показанном на . фиг.3-4, обмЭтки 7 и 9 замкнуты . Через переключающие устройства (на фиг.3-4. не показаны) накоротко или На регулируемые сопротивления, то полный вращающий момент двигателя и (при заданной нагрузке) его скорость могут, регулироваться в сторон даёнгщёмия путём размыкания цепи обмоток или йзмёнёния регулиро вочных сопротивлений. Тор озной момейт п|з;апОрцйбналён потерям в цепях об1«о.ток7 и 9; рассеиваемая при. это мощность отводится бесконтактным путём, что является преимуществом данного преобразователя. Таким образом, рассматриваемый преобразователь может использоватьс в качестве регулируемого асинхрон flaFb д§г1гателя, совмещенного .с элек ромагнитным тормозе Для ув еличени ТО13МОЗНОГО мсмента целесообразно BIH полнять ротор с мальм числом зубцов :а полное сопротивлент1е в цепях обмо ток 7 и 9 должно быть минимальным и активньтм. Так как сопротивления обмоток активноиндуктивные, то для .увели 1ения тормозного момента целесообразно включить в цепи обмоток 7 и 9 емкости. .Для создания торуюзного момента может быть ;использована лишь одна из обмоток 7 и 9, а вторая при этом может быть подключена к высокочастотной нагрузке. Следовательно, преобразрватёль может использоваться и в качестве преобразователя частоты, у которого может регулироваться скорость и соответственно частоты выходного напряжения. Рассмотрение .работы преобразователей, показанных на фиг.1-2 и фиг. 3-4, было проведено для случая, когда обмотка питания имеет одну пару полюсов. В общем случае она может иметь Р пар полюсов . При этом принцип работы преобразователя не изменится, если две другие ста торные обмотки выполнены с числами пар полюсов (Р + N) и (Р. - N) , где.Кчисло участков, в каждом из которых взаим- ное расположение зубцов ротора и статора одинаково, а разность (Р - N) берется по абсолютному значению. Соотношение.чисел пар полюсов Р, ; (Р + N) и (Р - N) должно обеспечийать отсутствие между обмотками трансформаторной связи по постоянной составляющей магнитной проводимости. В частном случае при Р N одна из статорных обмоток должна быть однофазной, например, как в преобразователе iia фиг,1-2. Рассмотрим особенности конструкции предлагаемого преобразователя. В преобразователе, noKa-s ajHHOM на фиг,3-4 сумма магйитных потокйв ротёра рав на; нулю. Поэтому для крепления зубцов ротора могут быть использованы короткозамкнутые металлические кольца 1, По этой же причинемагнитные структуры статора и ротора могут быть выполнены не в виде наборов отдельных стержней-зубцов,а в виде круглых пакетов/набранных ,из пластин элек тротехнической стали,которые применяются в большинстве электрических мацин, . в темчисле редуте торных, Кроме того, с целью повышения Частот выходных напряжений прербразбватёля поверк1{ости статора, и ротора могут иметь дополнительные пазы, не занятые проводниками, как гребенЬсатые. эубцовыё зоны обычных индукторйых машин (фиг.З), Магнитояроводы статора и ротора могут быть вьйолнены в виде обычньк круглых пакетов и в тёк случаях, когда Р N, т.е. когда имеются синфйзные Магнитные потоки. Пример такого преобразователя показан на фиг.6-7. Работа преобразователя, показанного на фиг.6-7, принципиаль не отличается от работы преобразователя, показанного на фиг.1-2, так как магнитопровод обеспечивает путь для тех же магнитных потоков. Синфазные магнй тные потоки зубцов SciMH каются вокруг катушки 7 по внешнему магнитопроводу. При работе в качест ве преобразователя частоты с обмоток 7 и 9 Снимаются, на нагрузки напряжения часто 2 + Л ) и - Л ). , Так как синфазные магнитные пото ки проходят по стержням 4 в направлении, перпендикулярн(:му1 ПЛОСКОСФИ стальнвлх листов статора и ротора, то пластины статора и роторе ДОЛжнй быть разрезаны в одном месте и собр ны веером, как это делаетс й в бескo тaктныx сельсинах. Анализ показывает, что для обёспечения полного отсутствия трансфор маторной связи между всеми статор:ными обмотками предложенной машины |отношение N/P должно быть нечетным.. Так как число зубцов статора, приходящееся на каждую пару полюсов обмотки питания, должно быТь четньм .чтобы уложить разнополюсные Ь6мот1 :и такого же Типа, как обычно прймёняе мые в элек.трических машйнах, то число зубцов ротора, пpшtoйяfflleecя на каждую паруполюсов обмотки питания, должно Ьыть нечетньм. Поэтому Ьислозубцов ротора, приходящееся на полюс .обМотки питания, выражается цробньм числом. Следовательно, витки роторной об мотки имеют шаг по пазам, равный ПОЛЮСНСФ4У делению обмотки питания лишь с точностью до зубцойого деления ротора. В преобразователе с синфазными магнитньми потоками наиЪолее предпочтительными .явл.я1оТдй перекрещенные пеТли роторйой обмотки |не охватывающие один цёйтральЙЁдЙ зубец, хотя возможны и другие конструкции петель, например, не озсватывающие три центральных зубца. Описаные ойлотки ротора лишь немногий бол сложные, чем обмотка в виде беличьей клетки с изолированными стержнямиj применяемая для уменьшения добавочны потерь. В рассмотренных примерах вйПолнеНИН преобразователя число участков с одиковыи взаимным расположением зубцов статора и ротора совпаЙёГЗгёг с разностью между числами зубцов ста тора и ротора, т.е. в каждом таком участке числа зубцов статора и ротора отличались на еддиницу. В преобразователе на ФИГ.1.-2, а также на фиг.6-7 N 1, а в преобразователе на фиг.3-4 N 3. В общем случае при равноотстоящих зубцах на роторе и статоре сдвиг по фазе между переменными составляющими магнитных проводимостей соседних зубцов статора составляет f д.7 эл.град. Из этого ВЕЛражения видно , что при неизменном значении. числа N упомянутых участков одинаковое значение угла Чд t- получается при различных соотношениях чисел зубцов статора и ротора, в частности, при Z Zf. ± N , Zj, N, Z 2Zc±N. Например, при числе зубцов стаТора ZQ 24 -и при таком же значении числа участков N 3, числа зубцов ротора, кроме упомянутых Zn 21 и 27, Могут быть также Zf, 3; 45; 51. Возможны и другие соотношения чисел зубцов статора и ротора, при которых юс разность не равна числу упсадянутых участков. На фиг.8 показаны два примера выполнения зубцовой зоны преобразователя, где при таком же числе зубцов статора, как на физг.5 (ZP 24), такое же число участков (N 3) образуется при числах зубцов ротора Z г N 12 ± 3. В каяодом из участков, разграниченных шТрШ;пунктирнымйлиниями, разность между числами зубцов статора и ротора составляет пять зубцов на .8 вверху и три зубца на фиг.8 Ьнизу. Сдвиг по фазе между переменными .доставляющими магнитных проводимостей в соседних статорных зубцах для приЙера На фиг. 8 сое тавляет Ч i т.е. по сравнению с преобразователем на фиг.5 отличается на угол П: , На фиг.8 все четные зубцы статора имеют такие же фазовые сдвиги переменных составляющих магнитных проводимостей, как четные зубцы на фиг.5, а все нечетные - дополнительный сдвиг а 1t . ,С учете этого обстоятельства вторич;;ные с та тОрмыё Обмотки преобразовате;лей с зубцовьми зонами, показан ными на фиг.8, можно выполнить в ви- ще сосредоточенных катушек, .охватывающих только четные или только нечетные зубцы или и те и другие с .обратной полярностью. Распределение А1исел витков этих кадушек должно соответствовать числам пар полюсов (Р N) и (Р - N) . Известны совмещенные трехфазнотрехфазные, трехфазно-однофазкые :и трехфазно-короткозамкнутые обмотки, позволяющие улучшить использование активных материалов и объема паза.

Подобные обмотки могут бйтв использваны и в предлагаоиой машине. Однак необходимо учитывать, что в дв1-1гательнс режиме совмещенные вторая и третья обмотки статора не должны быть замкнуты на общее регулировочное сопротивление ; в противномслучае вследствие протекания по обмоткам общих токов различных частот во никает переменная составляющая момента, пульсирующая с частотой Si (в зависимости от чередования фаз обмоток) и вызывающая вибрации. Аналогичное явление возникает ив том случае, когда между статорными обмотками имеется трансформаторная связь. Поэтому применение совмещенных . обмоток в рассматриваемом преобразователе имеет свои особенности; они не должны иметь трансформаторной связи и не должны быть замкнуты на общее сопротивление.

Отметим одно важное | преимущество преобразователя - отсутствие обмотки возбуждения. На статоре могут быть размеценн все две обмотки

п1Г ййия и высокочастотная, если третья обмотка не является необходимой. Такой (преобразователь f даже с двумя обмотками на статоре иодной на роторе имеет преимугдеств

перед другими, описанными во вводной части; отсутствие еобкодямости в источнике возбуждения, лучшее использование Материалов и

объема, простую конструкцию и повышенный CosV.

Формула изобретения

1.Асинхронно-синхронный преобразователь частоты, содержащий зубчатый ротор с обмоткой, состоящей

из короткозамкнутых витков, и зубчатый статор с двигательной и, по крайней мере, с одной генераторной обмотками, отличающийся тем, что, с целью улучшения использования активных материалов, число зубцов ротора приходящееся на пару полюсов двигательной обмотки, выполненного нечетным.

2.Преобразователь по п.1, о т личающийся тем, что число зубцов ротора связано с числом зуб: цов статора соотношением

2,1 НОД (Zc, Zp) ,

где НОД(2с, Zp) - наибольший общий

делитель чисел Z и Zf,; Z f. т число зубцов ротора; Z - ЧИСЛО зубцов статора. Источники инфорЛации, принятые во внимание при экспертизе

1.Тетросян П.В., Халатян Э.Л.; .Новая конструкция высокочастотного

электромагнитного преобразователя, -. труды Ш Всесоюзной конференции по бесконтактным электрическим машинам, 1, Рига, Зинатне, 1966, с.211-215

2.Патент США № 3445701,кл.310-160 1969.

S г

Фиг.1

Фиг. 5

фlк.

Ф11г.7