Индуктор линейного асинхронного электродвигателя Советский патент 1981 года по МПК H02K41/25 

(54) ИНДУКТОР ЛИНЕЙНОГО АСИНХРОННОГО Изобретение относится к линейным электрическим машинам переменного то ка и может быть применено для двигателей высокоскоростного наземного транспорта или других транспортных систем. Известны индукторы линейных асинхронных двигателей, содержащие магни топроводы с пазами, рабочей обмоткой и т-фазными компенсационными обмотка ми, уложенными в полузаполненные пазы по краям индуктора или в специаль но предназначенные для этого пазы Недостатками таких индукторов являются трудность .практической реализации компенсационных обмоток и огра ничейные возможности в части улучшения тяговых и энергетических показателей двигателя, обусловленные невоз можностью полностью компенсировать продольный краевой эффект. Наиболее близким по технической сущности и достигаемок у результату является линейный асинхронный электродвигатель, содержащий шихтованный магнитрпровод с пазами, в которые уложена рабочая т-фазная обмотка, и две стальные шихтованные приставки с т-фазными компенсационными обмоткаЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯми, расположенные по торцам магнитопровода 1. 2 . Недостатком такого индуктора является снижение удельных тяговых показателей на единицу массы индуктора за. счет дополнительной массы приставок и компенсационных обмоток, не создающих тяговое усилие. Цель изобретения - улучшение тяговых и энергетических показателей. Поставленная цель достигается тем, что приставки изогнуты и примыкают двумя торцами к концу магнитопровода, а чередование фаз компенсационных обмоток совпадает с чередованием фаз рабочей обмотки. На фиг.1 изображен индуктор с пристав ками на фиг.2 - направление бегущего магнитного поля в приставке и разложение его на продольную и поперечную составляющие; на фиг.З а, б, в, г, - возможные формы сердечников приставок, обеспечивак11дих получение магнитопровода замкнутой конфигурации . Индуктор 1 (фиг.1) линейного асинхронного двигателя, в реверсивном и 5полнении, содержит шихтованный стальной сердечник с пазами, рабочую обмотку 2, состоящую из отдельных изолированных катушек, уложенных в пазы Ьердечника, приставки 3 и 4, имеющие изогнутую форму, например в виде полуколец с пазами, в которые уложены изолированные катушки т-фазной компенсационной обмотки 5. На каждой приставке размещены две независимы т-фаэные компенсационные обмотки, создающие равные магнитодвижущие силы м.д.с.).

На приставке 4 пазы и обмотки не показаны. Сердечники приставок 3 и 4 примыкают вплотную к торцам сердечника индуктора. Такая конструкция индуктора 1 с приставками 3 и 4 в виде полуколец, расположенных с его торцов, является замкнутой магнитной системой.

В центргшьной части, по оси симметрии сердечника приставки располагается паз двойного сечения. В нем укладываются сразу две секции компенсационных обмоток. Причем эти секции принадлежат одной фазе. По отношению к оси движения индуктора оси пазов приставок расположены под разными углами. Полюсное деление компенсационных обмоток может иметь произвольное значение, но желательно близкое к основному Р . Компенсационные обмотки следует выполнять преимущественно в виде однослойных, допускается и двухслойное исполнение. Наиболее рациональное число пазов на приставке Z 11, но в принципе может быть и больше, если изменить число пазов на полюс и фазу компенсационной обмотки. Компенсационные обмотки могут пигтаться как от того же источника тока, что и основная обмотка индуктора, taK и от другого с различной частотой питающего тока.

Индуктор работает следующим образом.

При. включении компенсационных обмоток 5 и основной обмотки 2 индуктора в сеть по ним протекает ток, создающий м.д.с. бегущих магнитных полей направление которых указано на фиг.1 стрелками с буквенными обозначениями соответственно - В - в сердечнике индуктора 1, Г - в приставке, расположенной в набегающей зоне, Д - в приставке сбегающей зоны, что достигается соответствующим чередованием фаз указанных обмоток.

в создании тягового усилия двигателя, приводящего индуктор в движение по направлению стрелки А (фиг.1), принимает участие как основная обмотка, так и компенсационные, причем для пocлeдниx за счет изогнутости магнитной системы, бегущее магнитное поле имеет продольно - поперечный -характер, а усилие имеет две составляющих - продольную, обусловленную,соответствующей тангенциальной составляющей , и поперечную, создаваемую Bjv (фиг.2).

Вследствие противоположного направления действия поперечного усилия

в обеих половинках каждой приставки (относительно продольной оси индуктора) при симметричном расположении мкдуктора и вторичного элемента (реактивной шины) суммарное усилие по поперечной оси индуктора равно нулю.

Улучшение тяговых и энергетически показателей достигается как за счет увеличения полезной площади индуктора, так и за счет уменьшения тормозного усилия, создаваемого потерями входа-выхода вторичного продольного краевого эффекта в реактивной шине, что обусловлено в набегающей зоне поперечным характером пульсирующей м.д.с. и продольно - поперечным взаимоуравновешанным тормозным усилием, а в сбегающей зоне - значительным уменьшением магнитного шлейфа.

Указанные обстоятельства рриводят к практически полному исчезновению явления сверхсинхронизма, выравниванию огибающих кривых магнитной индукции в зазоре и, следовательно, к симметрии сопротивлений обмоток по фазам. Одновременно с этим улучшаетлевитационное качество

двигася

теля за счет увеличения электродинамических сил в зоне приставок.

Формула изобретения

Индуктор линейного асинхронного электродвигателя, содержащий шихтованный магнитопровод с пазами, в которые уложена рабочая га-фазная обмотка j и две стальные шихтованные приставки с т-фазными компенсационными обмотками, расположенные по торцам магнитопровода, отлич ающийс я тем, что, с целью улучшения тяговых и энергетических показателей, приставки изогнуты и примыкают двумя торцами к концу магнитопровода, а чередование фаз компенсационных обмоток совпадает с чередованием фаз рабочей обмотки.

Источники информации, принятие во внимание при экспертизе

1.Вольдек А.И. Индукционные магнитогидродинамические машины с жидкометаллическим рабочим телом. Л., Энергия, 1970, с. 138-147.

2.Bo&dea О, Nasar S,, Laguna N. Perfomance of Cinear induction motor with dua& windings. Conference Linear . Mach London, 1974.

fl8u

Яв

в9

/

Bt

I I

ее

Bi,