Двухскоростной синхронный электро-дВигАТЕль Советский патент 1981 года по МПК H02K21/14 

(54) ДВУХСКОРОСТНОП СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

1

Изобретение относится к электрИ ческим машинам, а именно к синхронным электродвигателям с постоянными магнитами.

Известен двухскорбстной синхронный Электродвигатель, содержащий два постоянных магнита с разным числом полюсов, установленные на роторе с пусковой короткозамкнутой обмоткой.. Статорная обмотка выполнен полюснопереключаемой. Так как внутри статорного пакета располагаются оба магнита, то при включении статорной обмотки по одной из двух возможных схем соединения происходит создание синхронного момента, 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.

При изменении числа пар полюсов статорной обмотки (при ее переключении) рабочий синхронный момент создается вторым магнитом, но первый постоянный магнит не будет в этом случае выполнять полезной работы 1

Недостатками такого электродвигателя являются повьвиенный расход

дорогостоящего активного материала (постоянного магнита), -так как на каждой из двух частот вреицения работает лишь один из двух постоянных магнитов, повышенные потери мощности, так как та часть активных материалов статора, которая располагается над неработающим постоянным магнитом не выполняет полезной работы, од0нако потери в ней существуют.

Известен также двухскоростной синхронный электродвигатель, содержащий статор с многофазной полюснопереключаемой статорной обмоткой, ротор

5 с пусковым устройством и аксиально расположенными с возможностью взаимного поворота между ограничивающими элементами постоянными магнитами в виде сегментов, намагниченных в дуговом направлении 2.

0

Недостатком такого электродвигателя является ограниченность эксплуатационных возможностей, обусловленная тем, что этот электродвигатель тре5бует довольно редко встречакхцегося соотнсяиения чисел пар полюсов статорной обмотки 1/3 п, где п - нечетное число.

Наиболее распространенными дви гателями с полюснопереключаемой статор0

ной обмоткой являются такие, у которых числа пар полюсов статорной / обмоткой относятся как 1 и 2. Такое Ьоотнетиение чисел пар полюсов статорной обмотки позволяет обеспечить конструктивное выполнение пос ледней, котором все секции обмотки пропускают ток на каждом из двух рабочих режимов, тогда как в известном это условие не обеспечивается, (в различных рабочих режимах испольэуются различные секции обмотки, часть секций при этом являются обесточенными ) ,

Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей электродвигателя .

Указанная цель достигается тем, что в устройстве ограничивающие элементы смещены друг относительно друга на угол, равный 360°/р, где р число пар полюсов обмотки статора, и в одном из крайних положений подвижной части ротора ось симметрии сегментных постоянных магнитов этой части расположена перпендикулярно оси симметрии магнитов другой части ротора.

На фиг. 1 представлена конструкция ротора, положение постоянных магнитов, соответствующее четырехполюсному включению статорной обмот-. ки; На фиг.2 то же при восьмиполюсном включении статорной обмотки; на фиг. 3 и 4 - варианты конструктивного исполнения ротора.

Ротор электродвигателя содержит вал 1, на котором неподвижно установлен держатель 2 (последний может быть изготовлен из немагнитного материала) , На держателе 2 закреплены сегментообразные постоянные магниты 3 и 4, намагниченные в дуговом направлении. Кроме того, на валу 1 установлен с возможностью поворота немагнитный держатель 5, на котором укреплены постоянные магниты 6 и 7, Держатель 5 жестко связан с пусковым устройством 8 в виде магнитопровода с короткозамкнутой обмоткой.

К держателю 2 приварен штырь 9/ входящий в прорежьдо на держателе 5.

Таким образом, ротор электродвигателя состоит из двух аксиально расположенных частей, которых .Состоящая из деталей 2-4 и 9) неподвижно установлена на валу, а вторая .(состоящая из деталей 5-8) имее возможность поворота относительно первой на , т.е. для случая, когда наибольшее число пар полюсов статорной обмотки равно 4, угол поворота равен 90).

Заметим, что в общем случае угол поворота одной части ротора относиг тельно другой должен составлять ЗбО°/р, где р - наибольшее число пар полюсов полюснопереключаемой статорной обмотки.

При вращении четырехполюсного полястатора по часовой стрелке детали

ротора занимают положение (фиг.1). движущее усилие при этом воспринимается с помощью штыря 9, упираюе щегося в левый край прорези 10, являющейся ограничивающим элементом на держателе -5.

При измерении направления вращения. поля обмотки статора (причём изменеи ние направления вращения сопровоиздается изменением числа пар полюсов статорной обмотки с 4 на 8) рабочее положение постоянных магнитов 3/4,6, 7 будет таким, как на фиг.2. При этом штырь 9 упирается в правый край

прорези 10 на держателе постоянные магниты б и 7 оказываются смещеннйми относительно постоянных магнитов 4 и 3 так, что оси симметрии постоянных магнитов 6 и 7 оказываются

0 перпендикулярными оси симметрии магнитов 3 и 4.

Таким образом, при вращении поля статора по часовой стрелке (фиг.1) магниты 3,4,6 и 7 образуют четырех5 полюсную систему, а при вращении поля статора против часовой стрелки указанные магниты образуют восьмиполюсную систему.

С целью повышения эффективности

n использования объема ротора и для облегчения пуска электродвигателя/ держатели 2 и 5 (фиг.1 и 2),могут быть изготовлены из гистерезисного материала.

с В.этом случае полярность гистерезисного материала определяется полярностью поля статора, в результате чего при четырехполюсном статорном поле, вращающемся по часовой стрелке, гистерезисный материал

0 держателей 2 и 5 будет намагничен так; как показано на фиг.З. в случае же восьмиполюсного поля статора, вращакяцегося против часовой стрелкЙ, гистерезисиый материал держателей

5 2 и 5 будет намагничен так, как показано на фиг.4..

Двигатель по предлагаемому изобретению позволяет расширить зксплуQ атационные возможности его использования, так как имеет соотношение частот вращения наиболее широко применяемые, например, в реверсируемых устройствах, где изменение направления вращения должно сопровождаться изменением частоты вращения, например, в устройствах магнитной записи.

Формула

изобретения «

Двухскоростной синхронный электродвигатель, содержащий статор с полюснопереключаемой обмоткой, ротор с постоянньв и магнитами в виде сегментов, намагниченных в дуговом направлении, и выполненный из двух частей, разкесеиньис друг от друга в аксиальном направлении, одна часть ротора закреплена на валу неподвижно, а другая с возможностью поворота между ограничивающими элементгиш относительно первой части, (отличающийся тем, что, с цел«ю расишрения эксплуатационных возможностей, ограничивающие элементы смещены друг относительно друга на угол, равный , где р - наибольшее Щ1сло пар полюсов обмотки статора, и в одном из крайних положений подвижной части ротора ось симметрии сегментных постоянных магнитов дтой части расположена перпендикулярно оси симкютрии магнитов другой части ротора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

кл. Н 02 К 21/14, 1977.