Асинхронный двигатель Советский патент 1980 года по МПК H02K17/30 

Изобретение относится к электро.машиностроению и может быть использовано при производстве асинхронных электродвигателей трех- и однофазно го исполнения Известны трехфазные компенсирован ные асинхронные двигатели, которые обеспечивают высокий коэффициент моц ности (cos Ч ) , осуществляя тем самым разгрузку питающих сетей от реактивного тока 1. Однако такие двигатели характеризуются повышенной сложностью конструкции, так как содержат дополнительные обмотки с контактными кольгХами и щеточным аппара том. Это увеличивает стоимость машины и снижает ее надежность. Поэтому компенсированные двигатели не наш ли заметного применения. Более экономичным для компенсации реактивной Мощности асинхронных двигателей является применение отдельно стоящих устройств - комплектных конденсаторных установок, подключаемых не к каж дому отдельному двигателю, а к шинам цеховых подстанций. Отдельные конденсаторы, пр ключае мые по различным схемам к обмоткам, двигателей, используютсядля обеспечения однофазных режимов работы асинхронных двигателей 2. В этом случае затраты на достижение указанных целей определяются, главным образом, стоимостью отдельно стоящих конденсаторов, которая существенно увеличивает стоимость двигателя. По технической сущности и получаемому результату и изобретению наиболее близким к изобретению является двигатель, который имеет магнитную систему статора в виде продольных пакетов стальных пластин с выступающей средней частью и двух навитых на пакеты по обе стороны от их выступающих частей тороидов из изолированной ленточной стали. Статор двигателя может быть выполнен как многофазным, так и однофазным в зависимости от схемы соединения обмотки. Конструкция магнитной системы статора содержит в отличие от машин с шихтованными сердечниками, технологически автономные элементы: пакеты пластин и витые тороиды 3. Недостатком является необходимость больших затрат на компенсацию реактивной мощности и на обеспечение однофазных режимов работы двигателя, так как это достигается

путем применения дополнительных по отношению к двигателю батарей конденсаторов .

Целью изобретения является повышение коэффициента мощности и расширение области применения двигателя путем обеспечения однофазных режимов работы.

Эта цель достигается тем, что тороиды навиты из двух параллельных стальных лент и состоят из электрически изолированных друг от друга концентрических секций, общее число которых не меньше числа фаз обмотки статора, при этом каждая секция снабжена двумя электрическими выводами, каждый из которых присоединен к одной из двух параллельных стальных лент.

При этих условиях тороиды магнитной системы статора одновременно образуют несколько конденсаторов (по числу концентрических секций), обкладками которых являются стальные ленты, а диэлектриком - изоляционные слои с обеих сторон лент. При этом изоляционные .слои одновременно служа изоляцией для ленточной стали тороидов как элементов магнитной цепи статора, заменяя обычно применяемое лаковое покрытие.

На фиг. 1 показан продольный разрез асинхронного двигателя; на фиг. 2 - элемент магнитной системы статора - витой тороид; на фиг, 3 - один из вариантов электрической схемы, получаемой при подключении секций тороидов к обмотке статора.

Электродвигатель содержит статор с обмоткой 1, которая может иметь любое число фаз. Магнитная система статора образована пакетами стальных пластин 2 с выступами в средней част и двух навитых на пакеты тороидов 3, расположенных по обе стороны от выстпающей части пакетов. Магнитная система закреплена в станине 4.,Ротор 5 двигателя может быть любой известной конструкции. Тороиды намотаны из двух параллельных стальных лент 6, изолированных с обеих сторон слоями диэлектрика 7. По толщине тороиды подразделены на несколько электрически изолированных концентрических секций, намотанных одна на другую и имеющих по два электрических вывода 8, электрически .присоединенных к стальным лентам. Тороиды помещены в защитный кожух 9.

Количество секций тороидов зависи от числа фаз обмотки статора и должно обеспечивать удобство схемных соединений. В качестве примера на фиг. показан тороид, подразделенный на три секции и имеющий, щесть электрических выводов. Все выводы целесообразно располагать на одной стороне тороида, обращенной в магнитной системе двигателя наружу, как это показано на фиг. 1,

Диэлектрик между стальными лентами тороидов должен иметь электрическую прочность, превышающею н-апряжение фазы обмотки статора. В качестве диэлектрика может быть применена, например, конденсаторная бумага. Вместо нее может быть применено оксидировани стальных лент для образования на их поверхностях диэлектрической пленки.

По наружным поверхностям тороиды должны быть заизолированы, например, пленочной изоляцией, рассчитанной на напряжение фазы статора. В другом варианте для обеспечения изоляции и улучшенных электрических характеристик тороидов как конденсаторов путем удаления из диэлектрика влаги и воздуха, каждый из тороидов может быть помещен в герметичный корпус из тонкого изоляционного материала и защищен металлическим кожухом. Для того, чтобы кожух не является экраном для магнитного потока, он не должен содержать торцовой поверхности на той стороне тороида, которая при1 ыкает к выступающим частям пакетов стальных пластин.

Устройство работает следующим образом.

При описанных выше особенностях конструкции тороидов, каждый из них образует несколько конденсаторов (по числу концентрических секций), обкладками которых являются стальные ленты. Следовательно, наряду с функцией магнитопровода, тороиды могут служить в качестве силовых (косинусных) конденсаторов, подключаемых к сети питающего напряжения.параллельно обмотке статора. На фиг. 3 приведен один из вариантов электрической схемы включения конденсаторов. Возможно получен.ие однофазной схемы включения обмотки статора с конденсаторами.

В случае, когда вспомогательная фаза не отключается от сети после пуска двигателя, пусковая емко.сть (или част ее) обеспечивает улучшение энергетических показателей однофазного двигателя в номинальном режиме. Часть пусковой емкости в номинальном режиме может быть отк дочена, как это делается в обычных однофазных деигателях с пристрренными конденсаторами. Возможно использование и других известных схем включения конденсаторов.

Величина емкости зависит от свойст диэлектрика и площади обкладок-стальных лент. Диэлектрик должен вьщерживать напряжение, превышающее напряжение фазы обмотки статора. Вследствие значительных размеров тороидов как наружных элементов магнитной системы машины число слоев стальных лент и их площадь велики, что обеспечивает получение требуемой емкости.

Формула изобретения Асинхронный двигатель, содержаиций статор с фазной рбмоткой, магнитопровод которого выполнен из пластин с выступом в средней части, и двух тороидов, примыкающих к торцам выступающей части, навитых из ленточной стали, изолированной с обеих сторон диэлектрической прокладкой, отличающийся тем, что, с целью повышения энергетических показателей, тороиды выполнены в виде электрически изолированных концентрично установленных секций, каждая из которых навита

Ъз двух параллельных лент и снабжен двумя электрическими выводами, причем число секций больше или равно числу фаз обмотки статора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Костенко М, П., Пиотровский Л. М. Электрические машины, М.Л., Энергия, 1965, с. 664-668.

2.Меркин Г. Б. Конденсаторные электродвигатели. М-Л., Энергия, 1966, с. 14-15.

3.Авторское свидетельство СССР 309428, кл. Н 02 К 3/04, 1969.

8

д