Синхронный электродвигатель Советский патент 1982 года по МПК H02K19/10 

(54) СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

t

Изобретение относится, к электрическим машинам, а именно к синхронным редукторным электродвигателям, применяемым в системах автоматики.

Известны синхронные электродвигатели, содержащие ротор с радиальными зубцами и коаксиальный с ротором зубчатый статор, снабженный питаемыми от сети переменного тока индукционными обмотками, в каждую из которых включен диод, например, импульсные синхронные реактивные электродвигатели 1 .

Эти электродвигатели имеют следующие недостатки: пульсирующий характер вращающегося момента, в результате чего среднее значение момента значительно меньше максимального; необходимость применения дополнительного пускового средства; повышенный шум, вызываемый вибрационными силами; способность двигателя устой- , чиво работать на скоростях, отличающихся ОТ основной синхронной скорости.

Наиболее близким к предлагаемому является синхронный электродвигатель , содержащий статор с зубчатыми полюсами, на которых установлены многофазные обмотки, безобмоточный зубчатый ротор, число зубцов которого не равно числу зубцов статора.

Недостатком известного электродвигателя является малый электромагнитный- момент на единицу массы двигателя, что .является следствием того, что магнитный поток, возбужденный обмотками всех фаз, расположенными на полюсах, замыкается по двум взаимно перпендикулярным осям d и q (d продольная ось, q - поперечная ось), Электромагнитный вращающийся момент создается магнитным потоком, проходящим по оси d. Магнитный поток, проходящий по оси q, создает электромагнитный тормозной момент. В резуль39тате суммарный электромагнитный вращающий момент уменьшается. l;Mg,p М5,р,а- Мт5,р,(, . rfletlM р - суммарный электромагнитный вращающий момент; электромагнитный вращающи момент по оси d; электромагнитный тормозной момент по оси q. Цель изобретения - увеличение момента на единицу массы двигателя. Указанная цель достигается тем, что каждая фаза содержит К - каmтушечных групп, где п - число пар зубчатых полюсов, m - число фаз, катушечные группы одной фазы, расположенные на соседних полюсах, выполнены с противоположным направлением намотки, соединены в пары, эти пары обмоток смещены одна относительно др гой на угол J/K и соединены согласно, а число зубцов статора и ротора удовлетворяют соотношению K-S где S т/3. На фиг. 1 представлен трехфазный синхронный электродвигатель, поперечный разрез; на фиг. 2 - электрическая схема соединения обмоток элек родвигателя; на фиг. 3 - диаграмма изменения тока за период; на фиг. таблица изменения полярности полюсов в зависимости от рассматриваемого момента времени; на фиг. 5 - диаграмма распределения магнитного потока в рассматриваемый момент време ни. Электродвигатель содержит статор с полюсами 2 (Р - P-ji) , снабженными зубцами 3, зубчатый ротор k. На каждом зубчатом полюсе 2 размещены две катушечные группы 5 разных фаз с про тивоположным направлением намотки. Каждая фаза состоит из четырех пар катушечных групп 5, размещенных под углом 90 и соединенных согласно. Фаза А (фиг. 1 и 2) состоит из четы рех катушечных групп Wд и Wд., Удд и , W; и , WA. Катушечные группы 5 одной пары размещены на соседних полюсах, соед нены между собой и имеют противоположные направления намотки. Аналоги но размещены катушечные группы фаз и С со сдвигом между фазами 120. Синхронный электродвигатель рабо тает следующим образом. При протекании синусоидального тока (фиг. 3) через обмотки фаз создается магнитный поток. На фиг. А и 5 показаны направления и величины магнитного потока на двенадцати зубчатых полюсах 2. Отсюда видно, что в двигателе создается вращающееся магнитное поле, совершающее полоборота за один период. В течение этого времени ротор переместится на два зубчатых деления, так что при частоте источника питания f скорость двигателя 52 будет иметь величину, равную ШЬ об/МИН, Z, где Z« - число зубцов ротора. Вращающееся магнитное поле создает электромагнитный вращающий момент по двум осям - по продольной d и поперечной q (фиг.5). По продольной оси создается полезный вращающий момент М„, а по поперечной оси q - тормозной момент Mq. Суммарный результирующий вращающий электромагнитный момент Мре,, Мд - Mq,. Из фиг. 5 и видно, что по продольной оси d магнитное поле от всех фаз складывается и имеет максимальное значение, а по поперечной оси q магнитный поток от двух фаз Вэ1читается, и результирующий поток равняется нулю. Соответственно по продольной оси d вращающий электромагнитный момент имеет максимальное значение М.., а по поперечной оси Mq О. Следовательно, суммарный вращающий электромагнитный момент будет иметь максимальное значение Рег такТаким образом, схема соединения и I расположение катушечных групп 5 всех фаз позволяют-ПОВЫСИТЬ электромагнитный вращающий момент электродвигателя на единицу его массы. Формула изобретения Синхронный электродвигатель, содержащий статор с зубчатыми полюсами, на которых установлены многофазные обмотки, и безобмоточный зубчатый ротор, число зубцов которого не равно числу зубцов статора, отличающийся тем, что, с целью повышения момента на единицу массы двигателя, каждая фаза содержит К -ка5919тушечных групп, где п - число пар зуб чатых полюсов, m - число фаз, катушечные группы одной фазы, расположенные на соседних полюсах, выполнены с противоположным направлением намотки, соединены в пары,,эти пары обмоток смещены одна относительно другой на угол jJF/K и соединены согласно, а числа зубцов статора и ротора удовлетворяют соотношению - Zal I Ч -2 где S т/3. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Завалишин Д.А. Электрические машины малой мощности. М.,-Л., ГЭИ, 1963, с. 323-333. 2.Патент Франции № 2315189, кл. Н 02 К 19/06, 1977.

ФигЛ