ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Советский патент 1929 года по МПК H02K17/16 

Уменьшения пускового тока асинхронных двигателей с ротором в виде беличьего колеса можно достигнуть, увеличивая кажущееся сопротивление ротора в момент пуска в ход. С этой целью некоторые фирмы применяют конструкцию, при которой увеличение кажущегося сопротивления ротора достигается путем приближения особого железного кольца к торцевому медному кольцу беличьей обмотки. Однако, такой способ обладает тем недостатком, что сдвиг фаз в роторе между током и электродвижущей силой при пуске в ход получается большим, что влечет за собой уменьшение начального момента вращения двигателя. Предлагаемое изобретение устраняет вышеуказанный недостаток (низкий начальный вращающий момент) путем наложения на ротор двух коротко замкнутых обмоток, из которых одна имеет малое сопротивление (рабочая обмотка), а другая - большое сопротивление (пусковая обмотка).

На чертеже фиг. 1 изображает схему устройства предлагаемого ротора в развернутом виде; фиг. 7 - то же, с применением пусковой обмотки в виде замкнутой петлевой; фиг. 1′ - разрез асинхронного двигателя; на фиг. 2-6 схематически показаны различные возможные способы размещения в пазах ротора рабочей и пусковой обмоток.

На фиг. 1 и 1′ цыфра 1 обозначает провода рабочей обмотки (малого сопротивления), 2, 2′ - торцевые кольца этой обмотки, 3 - железное кольцо, которое при помощи особого механизма, не показанного на чертеже, можно приближать или удалять от кольца 2; 4 - провода пусковой обмотки большого сопротивления (показаны для наглядности волнообразными линиями); 5 - торцовое кольцо пусковой обмотки; 6 - статор двигателя с обычной обмоткой.

Действие вышеописанной двойной беличьей обмотки ротора заключается в следующем:

При пуске в ход железное кольцо 3 приближается к торцевому кольцу 2 рабочей обмотки 1; благодаря этому, кажущееся сопротивление рабочей обмотки возрастает и ток в ней уменьшается. Момент вращения при этом создается, главным образом, пусковой обмоткой 4, имеющей большое омическое сопротивление.

По мере увеличения числа оборотов двигателя, можно постепенно удалять железное кольцо 3 от торцевого кольца 2 рабочей обмотки, что должно вызвать соответственное увеличение тока в ней и соответственное уменьшение скольжения двигателя. При этих условиях в создании крутящего момента участвует, главным образом, та обмотка, которая имеет меньшее омическое сопротивление, т.-е. рабочая обмотка 1. На фиг. 1′ пунктиром показано железное кольцо в отодвинутом положении, которое соответствует нормальной работе двигателя. Пусковая обмотка 4 может быть расположена или в отдельных пазах (фиг. 2 и 3), или может быть расположена в тех же пазах, что и рабочая обмотка 1 (фиг. 4, 5, 6).

На фиг. 1 была показана двойная обмотка ротора, имеющая три торцевых кольца: кольцо 2 рабочей обмотки, кольцо 5 пусковой обмотки и кольцо 2', являющееся общим как для рабочей обмотки 1, так и для пусковой обмотки 4. Число таких торцевых колец можно, однако, сократить до двух, применяя пусковую обмотку в виде замкнутой петлевой. На фиг. 7 рабочая обмотка 1 показана в виде беличьей обмотки; пусковая обмотка 4 состоит из ряда замкнутых контуров или секций; каждый такой контур образуется проводом большего сопротивления 4 (показанного волнистой линией), проводом малого сопротивления 1 и частью торцевого (верхнего) кольца 2′.

Ширина каждого такого замкнутого контура а должна быть равна, приблизительно, величине полюсного деления статорной обмотки. Делая a немногим больше или меньше, чем полюсное деление статора, можно добиться соответственного уменьшения электродвижущей силы, индуктированной вращающимся магнитным потоком в каждой из вышеупомянутых секций. Действие такой обмотки, согласно фиг. 7, будет заключаться в следующем: при пуске двигателя в ход железное кольцо 3 приближается к торцевому кольцу 2; благодаря этому, сила тока в проводах 1 рабочей обмотки уменьшается; крутящий момент при этих условиях создается, главным образом, токами, текущими в вышеупомянутых замкнутых контурах обмотки; благодаря большой величине омического сопротивления этих контуров, пусковой ток в них будет ограниченной величины и будут, кроме того, налицо благоприятные условия для создания большого начального момента вращения. При скорости, близкой к нормальной, железное кольцо 3 может быть удалено от обмотки ротора (фиг. 1′), после чего ток в рабочей обмотке достигнет нормальной величины.

Электрический асинхронный двигатель, характеризующийся совокупным применением: 1) наложенных на ротор двух коротко замкнутых обмоток 1 и 4, одной меньшего, а другой большего сопротивления, при чем провода последней обмотки уложены либо в те же впадины (фиг. 3, 4, 5 и 6), либо в неглубокие дополнительные впадины (фиг. 2), и 2) железного кольца 3, установленного у торца ротора таким образом, чтобы его можно было приближать к кольцу, замыкающему обмотку меньшего сопротивления.