Индукторный электродвигатель Советский патент 1980 года по МПК H02K19/06 

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к индукторньнл электродвигателям, которые могут быть использованы в тихоходном безредуктор ном шаговом электроприводе и т. п. Известны индукторные электродвигатели, содержащие статор с гребеночной зубцовой зоной и зубчатый ротор Недостатком такой конструкции двигателя является малая равномерность частоты вращения.. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемсжу является индукторный электродвигатель, содержащий статор с зубчатыми выступами полюсов и двумя обмотками тре1сфазной И однофазной с четным числом катушек в каждой и зубчатый ротор 12, Недостатком такого двигателя является то, что при минимально возмож нрм числе полюсных выступов (гребенок статора, число зубцов на роторе полу чается нечетным. В этом случае два диаметрально расположенных полюсных выступа статора находятся в-различны положениях по отношению к зубцам ротора (если зубцы одного полюсного вы ступа располагаются против зубцов ро .тора, то зубцы, диаметрально противоположногр полюсного выступа-гребенки оказываются против впадин ротора). . В результате этого возникают силы одностороннего магнитного тяжения, что; в свою очередь, приводит к неравномерности вращения ротора. Для исключения такого явления необходимо удвоить количество всех активных элементов, т. е. число полюсных выступов-гребенок и зубцов ротора. Это обеспеч;ивает полную магнитную симгиетрию, но и естественно, приводит к увеличению размеров двигателя. Цель изобретения - повышение равномернос ти частоты вращения. Указанная цель достигается тем, что каждая фаза выполнена из четырех катушек, установленных на выступах полюсов, причем чередование направления намотки катушек на выступах соседних полюсов противоположно, шаги по зубцам выступов каждого полюса и по зубцам выступов соседних полюсов одной фазы выполнено кратным 1/2 шага по зубцам ротора, а шаг по зубцам выступов смеАных полюсов разных фаз выполнено кратным 1/6 шага по зубцам ротора. На чертеже изображен индукторный .электродвигатель.

Устройство содержит шихтб8;анный стдхор 1 с зубчатыми выступами 2 полюсов 3 и зубчатый potop 4. По окружности ротора 4 выполнены зубцы 5 с пр зт6янным шагом, С таким же щагом выполнены зубцы б на выступах 2 полюсов 3. Каждая фаза трехфазной обмотки 7 выполнена из катушек 8, расположенных на выступах 2. Крайние катушки 8 фазы имеют направление на.мотки, противоположное средним катушкам 8, т. е. чередование направления намотки катушки 8 на выступах 2 соседних полюсов 3 противоположно. Шаги по зубцам 6 выступов 2 к;а«Дб о полюса 3 и по зубцс1М б выступов 2 соседних полюсов 3 одной фазы выполнено кратным 1/2 шага по зубцам 5 ротора 4. Шаг по зубцам б выступов 2 смежных полюсов 3 разных фа ваполнено кратным 1/6 шага по зубцгич 5 ротора 4.

Выполнение шагов указанной величины обеспечивает необхоййШё 1 31Шстромагнитные связи между обмотками двигателями.

На полюсах. 3 статора 1 рЖзМёгцена однофазная обмотка 9.

Двигатель может работать как в синхронном (в т. ч. и шаговом), так 1гТ11ёййхрднном :рёжймах. jg первом случае однофазная обмотка 9 должна быть подключена к источнику постоянHoVo тока, во.втором ,- Замкнута наKupotKO или через компенсирукицую емкость.

Выбором параметров зубцовой зоны высшие гармонические составлямяцие разложения магнитной проводимости полюсного выступа 2 в ряд Фурье могу быть значительно ослаблены или свёдешл к нулю.

РабЬта двигателя происходит следукийлм образом.

При подключении трехфазной обмотки 7 к источнику ШрёмёЩног-отШ возникает вращающееся магнитное, поле Если в однофазной oeNJOTKe § имеется ток, то полюсные выступы 2 статора 1 возбужаа1в| ся в соо нсй11ёнии с направлением этого тока. Под какой-либо парой полюсных выступов 2 происходит совпадение направления действия МДС обеих обмоток 7 и 9. Зубщл 5 ротора 4, стремясь обеспечить максимгшьное Лотокосцепление между обмоткглт 7 и 9 Эа бЧёТ создания максимальной магнитной проводимости, под дёйёт1й ём тангенциальной составляющей „силы магййтнбго т яжёния становятся п ротив зубцов полюсньрс высть по 4 1ювиорачиваётся. ЭГатёмйроиосодйт совпадение МЛС обмоток под другой парой полюсных выступов 2, относительно

которой зубцы 5 ротора 4 за счет предыдущего поворота не оказались один против другого. Теперь они занимают это положение, т. е. происходит новый поворот ротора 4, и т. д. При этом ротор 4 вращается медленнее/ чем магнитное поле. Сумма магнитных проводймостей воздушных зазоров под полюсными выступeiMH 2, охватываекыми катушками 8 данной фазы, постоянна по величине и не зависит от поворота ротора 4, а, следовательно, индуктивность каждой фазы постоянна. Это обусловливает отсутствие пульсаций момента и неравномерности вращения ротора 4 двигателя.

Изобретение обеспеч.ивает повышение равномерности вращения ротора 4, отсутствие Ьдносторонних сил магнитного тяжения, что обеспечивает, в свою очередь, повышение качества работы (вращения) приводных устройств, а также уменьшение воздействия на подЙйпнйки двигателя знакопеременных . усилий и возрастание срока их работы. Это обеспечивается при минимально возможном Числе полюсных катушек 8, что дополнительно позволяет увеличивать глубину модуляции магнитных проводимостей полюсных выступов 2 при двйкёнии ротора 4, а значит увеличить электромагнитный момент при заданных размерах и КПД.

Формула изобретения

Индукторный электродвигатель, содержащий статор с зубчатыми выступги га полюсов и двумя обмотками трехфазной и однофазной с четным числом катушек в каждой, и зубчатый ротор, отличающий с я тем, что, с целью повышения равномерности частоты вращения двигателя, каждая фаза выполнена из четырех катушек, установленных на выступахполюсовi причем чередование напра:в.ления нгииютки катушек на ШЬтупах с эседнйх полюсов противоположно, шаги по зубцам выступов каждого полюса « по зубцам выступов соседних полюсов одной фазы выполнено кратным 1/2 шага по зубцам ротора, а шаг по зубцг « выступов смежных полюсов разных фаз выполнено кратным 1/6 шага по зубцам ротора..

Источники информации, принятие во в КШ1аииё при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 298994, кл. Н 02 К 19/06, 1971.

2.Левин Н.Н, Асинхронньй двигатель и(Щуй орнЪго типа. Труды РКВИАВУ им. Ленинского комсомола. Вып 12. Рига, 1960, с. 7.

3