Трехфазная асинхронная реверсивная электрическая машина Советский патент 1981 года по МПК H02K17/12 

1

Изобретение относится к электротехнике, преимущественно к электрическим машинам, и предназначено для создания трехфазной асинхронной электрической машины, уровень внешнего поля которой понижается и остается неизменным при изменении направления вращения (при реверсе).

Известны устройства, предназначенные для снижения уровня внетаних магнитных полей электрических вращающихся, машин 1.

Недостатками данных устройств являются сложность и высокая стоимость.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой является трехфазная асинхронная электрическая машина, содержащая статор из ферромагнитного материала с тремя обмотками, соединенными по схеме звезда или треугольник и размещенными в пазах статора со смещением в пространстве на 120® друг относительно друга, и ротор, также изготовленный из ферромагнитного материала, в пазах которого размещена короткозамкнутая или фазная обмотка. Ротор расположен внутри ст-атора соосно 2 .

Недостатком данной электрической машины является различие уровней внешнего магнитного поля при ра личном направлении вращения. Измерения показывают, что уровень внаинего магнитного поля трехфазной асинхронной электрической машины при реверсе может изменяться скачком в 23 раза. В тех случаях, когда уровни

10 внешних магнитных полей нормируются и машины работают в режиме реверса, это является крайне нежелательно, а иногда недопустимо. Возникновение этого явления вызвано наличием ани15зотропии магнитопровода,и асимметрией обмотки статора, KOTOjMie всегда имеют место в реальной электрической машине. Анизотропия магнитопровода обусловлена анизотропией .

20 листов стали, так как контур зубцовопазовой зоны отдельных листов ориентироваи одинаково относительно направления проката, а листы иабирёиотся в пакет с совмещением соот25 ветственнь х направлений с псмощью шихтовочных знаков. Электротехническая сталь, из которой изготовляется магнитопровод, обеспечивает наиболь шее намагничивание в направлении

ЭД оси прокатки. При этом наименьшее

намагничивание сдздается под определенным углом (90® или 55°) к оси прокатки в зависимости от кристаллической текстуры стали. Асимметрия сети и обмотки статора создает пульсирующую составляющую поля, которая превращает вращающееся поле из кругового в эллиптическое. В известных машинах пульсирующая составляющая произвольно ориентирована относительно оси прокатки стали магнитопровода, так как сама обмотка произвольно ориентирована относительно статора. После переключения двух фаз питания (например А и В) изменяется направление вращения и пульсирующая составляющая поля зеркально отображается относительно оси непереключаемой фазы. При этом направление оси пульсации изменяется относительно оси прокатки и изменяется амплитуда пульсаций. В результате при реверсе машины произойдет перераспределение внешнего магнитного поля со значительным изменением его уровня в отдельных точках окружающего пространства.

Цель изобретения - уменьшение уровня внешнего магнитного поля.

Поставленная цель достигается те что в трехфазной асинхронной реверсивной электрической машине, содержащей статрр, в пазах которого установлена трехфазная обмотка, содержащая катушечные группы, и короткозамкнутый или фазный ротор, ось одной катушечной группы фазы обмотки статора, проходящая через ее середину, совпадает с направлением оси прокатки стали магнитопровода статора или перпендикулярна к ней.

Причем при шаге обмотки, равном четному числу пазов, с направлением прокатки совмещена середина паза, а при шаге, равном нечетному числу пазов-середина зубца.

На фиг. 1 схематично показаны статор и ротор электрической машины и уровень внешнего поля при одном направлении вращения; на фиг. 2 то же при обратном направлении вращения.

Электрическая машина содержит сттор 1 с трехфазной обмоткой, ось фа которой А,в и С, размещенный в нем соосно статор 2 с короткозамкнутой или Фазной обмоткой. Магнитопровод статора изготовлен из пластин элект ческ9й стали и имеет метку. 3, совпада113щую с направлением прокатки стали (ось 4). Обмотка статора ориетирована таким образом, что ось непереключаемой при реверсе фазы (например, С) совпадает с осью 4 прокатки стали. Технологически целесообразно метку 3 совмещать или ориентировать по шихтовочному знаку, который при штамповке пластин статора в свою очередь определенным образом ориентируется относительно оси прокатки стали. Во время штамповки пластин следует при нечетном шаге обмотки совмещать с направлением прокатки середину зубца, а при четно шаге - середину паза. Линией 5 показан уровень внешнего магнитного поля идеализированной машины, вращающееся поле которой является круговым. Из-за асимметрии трехфазной сети питания и обмотки статора у реальной машины возникает пульсирующая составляющая и вращающееся поле оказывается эллиптическим. Уровень внешнего поля такой машины показан линией 6 , а линией 7 - ось пульсаций, вызванных асимметрией сети и обмотки статора.

При реверсе машины за счет совмещения оси непереключаемой фазы с осью прокатки (или размещению их под углом 90) ось 7 пульсаций изменяет свое положение относительно оси прокатки стали (зеркально отображаясь относительно оси непереключаемой фазы), но угол между этими осями остается по величине тем же и амплитуда пульсации остается неизменной. Следовательно, максимальный уровень внешнего магнитного поля машины при реверсе не изменится (фиг. 2). В идеальном случае, когда трехфазный источник питания и обмотка статора абсолютно симметричны, вращающееся магнитное поле машины является круговым и в точках окружающего пространства на одинаковом удалении от продольной . оси машина уровень 5 внешнего поля оказывается одинаковым. Однако в реальных условиях всегда имеет место асимметрия питающей трехфазной сети и обмотки статора, отчего амплитуды пульсирующих полей фаз обмотки оказываются неодинаковыми. Во вращающемся поле машины возникает пульсирующая составляющая и это поле становится эллиптическим. Соответственно распределяются уровни б внешнего поля машины, ось 7 пульсирующей составляющей располагается произвольно в зависимости от характера и степени асиглметрии фаз обмотки и питающей сети. При этом амплитуда пульсирующей составляющей зависит от взаимного расположения осей 4 и 7 Она будет максимальной при совпадении осей и минимальной при расположении осей под определенным углом (в зависимости от текстуры материала сердечника статора). При реверсе машины остается непереключаемой та фаза, ось которой совмещена с осью 4 прокатки, а две оставшиеся фазы переключаются .

В рассматриваемом примере непереключаемой остается фаза С, а переключаются фазы А и В. При этом электрическая машина изменяет направление вращения, а ось 7 пульсирующей

составляющей вращающегося поля изменяет свое положение, зеркально отображаясь относительно оси непереключаемой фазы С и следовательно относительно совпадающей с ней оси 4 прокатки. Угол между осями 4 и 7 остается по величине неизменным и поэтому неизменной остается амплитуда пульсирующей составляющей (фиг. 2). Уровень внешнего магнитного поля мапшны также остается неизменным.

Формула изобретения

1 Трехфазная асинхронная реверсивная электрическая машина, содерЖёвдая статор в виде шихтованного магнитопровода, в пазах которого установлена трехфазная обмотка, содержащая катушечные группы, и ротор, отличающа-яс я тем, что, с

целью уменьшения уровня внешнего поля, ось одной катушечной группы фазы обмотки статора, проходящая через ее середину, совпадает с направлением оси прокатки стали магнитопро, вода или перпендикулярна к ней.

2.Машина по п. 1, отличающаяся тем, что шаг обмотки равен четному числу пазов, а с направлением прокатки совмещена середина паза,

3.Машина по п. 1, отличаю0щаяся тем, что шаг обмотки ргшен нечетному числу пазов, а с направлением прокатки совмещена середина зубца.

5 Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 432635, кл. Н 02 К 3/16, 1974.

2.Вольден К.А. Электрические машины. М-Л., Энергия

1974, с.477.