Двухскоростной синхронный электродвигатель Советский патент 1980 года по МПК H02K21/14 

(54) ДВУХСКОРОСТНОЙ СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

1

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к двухскоростным синхронным электродвигателям с возбуждением от постоянных магнитов.

Известна конструкция синхронного электродвигателя с возбуждением от одного постоянного магнита, неподвижно сидящего на валу с пусковым устройством в виде пакета с короткозамкнутой обмоткой 1.

Недостатком таких электродвигателей является невозможность обеспечения ими двух различных частот вращения.

Известен двухскоростной синхронный электродвигатель 2. В расточку статора введены два постоянных магнита с разным числом полюсов, между которыми располагается пакет с короткозамкнутой обмоткой, причем статорная обмотка выполнена полюсопереключаемой. Так как внутри пакета статора располагаются оба магнита, при включении статорной обмотки по одной из двух возможных схем соединения создается синхронный момент, осуществляемый тем из двух постоянных магнитов, число полюсов которого равно числу полюсов, создаваемых статорной обмоткой. Второй постоянный магнит, находящийся в расточке статора, при

этом полезной работы не выполняет (т.е. является «балластом).

Недостатками этого электродвигателя являются высокая удельная материалоемкость, обусловленная повышенным расходом дорогостоящего активного материала - постоянного магнита (так как на каждой из двух частот вращения работает лищь один из двух постоянных магнитов, а другой является «балластом); низкий КПД обусловленный тем, что та часть активных материалов

10 статора, которая располагается над неработающим («балластным) магнитом, не выполняет полезной работы, а является источником неизбежных потерь.

Целью изобретения является снижение удельной материалоемкости электродвигателя и повышение его КПД.

Указанная цель достигается тем, что в двухскоростном синхронном электродвигателе, содержащем статор с полюсопереключаемой обмоткой, числа полюсов которой равны 2 и 6, и ротор с составным постоянным магнитом, составной постоянный магнит выполнен с возможностью расчленения, для чего одна его часть выполнена в виде центрального неподвижно сидящего на валу двухполюсного магнита в форме кольца с двумя срезанными равноудаленными от оси ротора противоположными сегментами, магнитная ось которого перпендикулярна к оси ротора, а вторая часть выполнена из двух соединенных хомутом сегментных магнитов с однонаправленной намагниченностью вдоль основания сегментов, установленных по обе стороны от центрального магнита с возможностью продольного сдвига вдоль вала с последующим поворотом вокруг оси ротора на 180°.

На фиг. 1 представлена конструкция двухскоростного синхронного электродвигателя; на фиг. 2 и 3 - магнитная система.

Электродвигатель содержит установленный в корпусе статорный пакет 2 с полюсопереключаемой обмоткой 3, которая обеспечивает при одном включении создание двухполюгного вращающегося поля, а при другом включении - создание щестиполюсного вращающегося поля. На валу 4 ротора установлен пусковой элемент в виде пакета 5 с беличьей клеткой 6, рядом с которой укреплен на валу ротора центральный двухполюсной магнит 7, магнитная ось которого перпендикулярна к оси вала 4. Магнит 7 имеет форму кольца с двумя срезанными противоположными сегментами, равноудаленными от оси ротора. Ротор установлен в подщипниках 8 и 9, помещенных в гнездах подщипниковых щитов 10 и 11. На валу 4 ротора установлен также с возможностью перемещения хомут 12, удерживаемый от самопроизвольного смещения вдоль вала с помощью фиксирующего щарика 13, поджимаемого пружиной 14.

К хомуту 12 прикреплены два постоянных магнита 15 и 16, выполненных в виде сегментов. Оба сегмента 15 и 16 имеют однонаправленную намагниченность вдоль оснований сегментов (южные полюса постоянных магнитов 15 и 16 располагаются на фиг. 2 сверху, а северные - снизу). Пространство между сегментными магнитами 15 и 16 соответствует ширине магнита 8. При надевании хомута 12 на вал 4 в положении, показанном на фиг. 2, происходит сочленение постоянных магнитов, обеспечивающее шестиполюсную структуру магнитной системы (см. фиг. За).

Если при надевании на вал 4 хомута 12 последний будет повернут на 180° относительно оси вала 4 (по сравнению с положением, показанным на фиг. 2), то северные полюса сегментных магнитов 15 и 16 будут располагаться сверху, а южные снизу, благодаря чему будет обеспечена двухполюсная структура магнитной системы (см. фиг. 36).

Магнитная система, изображенная на фиг. За, взаимодействует с щестиполюсным полем статора, а магнитная система, изображенная на фиг. 36, - с двухполюсным полем статора.

Благодаря этому становится возможной работа на двух различных частотах вращения: двухполюсному включению статорной обмотки должна соответствовать двухполюсная структура магнитной системы ротора (см.-фиг. 36), а щестиполюсному - щестиполюсная структура магнитной системы ротора (см. фиг. За). При этом снижается удельная материалоемкость, так как на каждои из двух различных частот вращения «работает весь объем постоянного магнита (т.е. центральный магнит 7 и оба сегментных магнита 15 и 16). Кроме того повыи ается КПД в результате уменьщения осевой длины статорного пакета 2 по сравнению с протетином на длину одного из постоянных магнитов прототипа (поскольку в «сэкономленной активной зоне статора не происходит выделения тепловых потерь).

Формула изобретения

Двухскоростной синхронный электродвигатель, содержащий статор с полюсопереключаемой обмоткой, числа полюсов которой равны 2 и 6, и ротор с составным постоянным магнитом, отличающийся тем, что, с целью снижения удельной материалоемкости и повыщения КПД, одна часть постоянного магнита выпо.лнена в виде центрального неподвижно сидящего на валу двухполюсного магнита в форме кольца с двумя срезанными равноудаленными от оси ротора противоположными сегментами, магнитая ось которого перпендикулярна к оси ротора, а вторая часть выполнена из двух соединенных хомутом сегментных магнитов с однонаправленной намагниченностью вдоль основания сегментов, установленных по обе стороны от центрального магнита с возможностью продольного сдвига вдоль вала с последующим поворотом вокруг оси ротора

на 180°.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе