Индуктор линейного асинхронного электродвигателя Советский патент 1982 года по МПК H02K41/25 

Изобретение относится к линейным асинхронным машинам, в частности к индукторам линейных асинхронных электродвигателей, и может быть применено в тяговых двигателях высокоскЬростного наземного транспорта или других транспортных устройствах.

Известен индуктор линейного асинхронного электродвигателя, содержащий магнитопрювод, выполненный из ряда отдельных шихтованных в поперечном направлении сердечников в виде гребенок, соединенных между собой сердечниками в виде гребенок шихтованных в продольно направлении. Зубцы, образованные совместно продольными и поперечными сердечниками, охвачены катушками сосредоточенной многофазной обмоткой 1.

Однако этот двигатель характеризуется низким КПД и коэффициентом мощности, так как сосредоточенная обмотка не обеспечивает удовлетворительного распределения магнитной индукции в рабочем зазоре.

Наиболее близким к изобретению являетсяиндуктор линейного асинхронного Электродвигателя, содержащий магнитопровод, имеющий вертикальные зубцы, расположенные рядами

в продольном и поперечном направлении, соединенные горизонтальным ярмом, и сосредоточенную, охватывающую зубцы, трехфазную однослойную обмотку, катушки каждого продольного ряда которой соединены в отдельные трехфазные обмотки и имеют одинаковое чередование фаз в продольном направлении, а в поперечном

10 до середины индуктора - одно, а после середины - противоположное чередование фаз 2.

Однако намотка на каждом зубце этого индуктора катушек только одной

15 фазы приводит к трем зубцам иа полюсное деление как в продольном, так и в поперечном направлениях, что усиливает пятую и седьмую гармоники распределения индукции в зазоре, и

20 вызывает тормозные усилия, повышенные потери в стали, увеличенные потоки рассеяния, что Ьнижает коэффициент полезного действия (около 0,3) и коэффициент мощности (около 0,2).

25

Целью изобретения является увеличение КПД и коэффициента мощности.

Указанная цель достигается тем, что каждый зубец магнитбпровода охвачен сосредоточенной катушкой вто30рого слоя, размещенного по высоте

зубца, причем один слей каждой отдельной трехфазной обмотки по продольному ряду зубцов смещен относительно другого слоя на целое число зубцовых делений. Каждая отдельная трехфазная обмотка по продольному ряду зубцов может быть смещена относительно ряд:;ом лежащих по продольным рядам зубцов отдельных трехфазных обмоток на целое число зубцовых делений.

С целью уменьшения массы индуктора и расхода обмоточного провода, катушки каждого cлqя по высоте зубца каждой отдельной трехфазной обмотки по продольному ряду зубцов могут охватывать число зубцов,равное числу зубцовых делений на полюс и фазу.

С целью повышения надежности и повышения технологичности изготовления индуктора, рядом лежащие катушки одной фазы двух слоев по высоте зубца в отдельной трехфазной обмотке, могут быть объединены в одну основную катушку, охватываницую три зубца.

На фиг.1 изображена ксмпоновка катушек отдельной трехфазной обмотки, расположенной на продольном ряде зубцов; на фиг.2 - схема двухслойной сосредоточенной трехфазной обмотки индуктора линейного асинхронного электродвигателя со смещением слоев, расположенных по высоте зубца, в продольном направлении ОХ на одно зубцовое деление; на фиг.З схема двухслойной сосредоточенной трехфазной обмотки индуктора линейного асинхронного электродвигателя со смещением слоев, расположенных по высоте зубца, на одно зубцовое деление в продольном и поперечном направлении.

Магнитопровод индуктора линейного асинхронного элeктpoдвигaтeля имеет вертикашьные зубцы 1 (фиг.1), расположенные рядами в поперечном и продольном направлении, образованные поперечно шихтованными сердечниками 2 в виде.гребенок. На фиг. 2 и фиг.3 вертикальные зубцы 1 схематично обозначены отрезками прямой. На вертикальных зубцах 1 расположены катушки 3, объединенные из двух катушек 4 и 5, расположенных в два слоя по высоте зубца 1, охватывающи по два зубца каждая в продольном направлении ОХ, смещенных относительно друг друга в продольном направлении на одно зубцовое деление. В результате зтого слои отдельных трехфазных обмоток, расположенные по высоте зубца 1, смещены в продольном направлении на величину,равную зубцовому делению. Объединенные катушки 3 намотаны непрерывно без соединений.

Крайние зубцы 1 в продольном направлении по оси ОХ с целью наиболее полного использования активной стали и увеличения тягового усилия охвачены дополнительными катушками 6

и 7, намотанными тем же проводом, что и катушки 3.

Катушка 6 располагается только в одном слое по высоте зубца 1 и охватывает только один зубец 1. Таким

образом индуктор содержит три разновидности сосредоточенных катушек. Схема двухслойной, сосредоточенной трехфазной обмотки (фиг.2) в попеpe4Hcw направлении имеет число зубцовых делений на полюс и фазу равное двум. Обозначенная на схемах (фиг.2 и 3) совпадает собозначениями на фиг.1. Четыре катушки одной фазы, охватывающие три зубца 1, обведенные

на схемах (фиг.2 и 3) контуром 8, при конструктивном объединении представляют собой основную катушку 3, изображенную на фиг.1. Три катуш- . ки одной фазы, охватывающие два зубЦа 1, обведенные на схемах (фиг.2 и 3) контуром 9 при конструктивном объединении представляют собой дополнительную катушку 7, изображенную на фиг.1. Катушка одной фазы, охватывающая один зубец, обведенная на схемах (фиг. 2 и 3) контуром 10 представляет собой дополнительную катушку 6, изображенную на фиг.1. Обозначение выводных концов отдельных трехфазных обмоток выполнено Согласно общепринятым обозначениям, т.е. С - начало первой фазы, Cf - начало второй фазы, Cj - начало третьей фазы. Концы фаз каждой отдельной трехфазной обмотки соединены в звезду.

0 Индуктор работает следующим образом.

При подключении к источнику трехфазного питания согласно указанным обозначениям на схемах (фиг.2 и 3)

5 бегущее поле в продольном направлении перемещается по стрелке V-p,../ а в по-, перечном направлении от краев к центру по стрелкам , согласно чередованию фаз в продольном и поперечном направлениях. В этом случае распределение нормальной составляющей индукции по активной поверхности имеет форму шеврона и. двигатель создает тяговое и стабилизирующее усилия относительно реактивной шины.

Двигатель с таким индуктором обладает более высоким КПД и коэффициентом мощности по сравнению с 0 известнь за счет уменьшения высших гармонических составляющих распределения индукции в рабочем зазоре в поперечном и продольном направлениях

Индуктор отличается пониженной 5 массой и расходом обмоточной меди,

повышенной надежностью и технологичностью изготовления.

Формула изобретения

1. Индуктор линейного асинхронного электродвигателя, содержащий магнитопровод, имеющий вертикальные зубцы, расположенные рядами в продольном и поперечном направлениях, соединенные горизонтальньли ярмом, и сосредоточенную, охватывающую зубцы трехфазную однослойную обмотку, катушки каждого продольного ряда которой соединены в отдельные трехфазные обмотки и имеют одинаковое чередование фаз в продольном направлении, а в поперечном направлении до середины индуктора - одно чередование, а после середины - другое, противоположное чередование фаз, отличающийся тем, что, с целью увеличения КПД и коэффициента мощности, каждый зубец магнитопровода охвачен сосредоточенной катушкой второго слоя, размещенного п высоте зубца, причем один слой каждой отдельной трехфазной обмотки по продольному ряду зубцов смещен относительно другого слоя на целое число зубцовых делений.

2.Индуктор по п. 1, отличающийся тем, что каждая отдельная трехфазная обмотка по продольному ряду зубцов сметена относительно рядом лежащих по продольным рядам зубцов отдельных трехфазных обмоток на целое число зубцовых делений

3.Индуктор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения массы индуктора и расхода обмоточного провода, катушки каждого слоя по высоте зубца каждой отдельной трехфазной обмотки по продольному ряду зубцов охватывают число зубцов, равное числу зубцовых делений на полюс и фазу.

4.Индуктор по п. 3, отлич аю щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности и повышения технологичности его изготовления, рядом лежащие катушки одной фазы двух слоев по высоте зубца в отдельной трехфазной обмотке, объединены в одну основную катушку, охватывающую

три зубца.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 Авторское свидетельство СССР № 696579, кл. Н 02 К 41/04, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 2778486/24-07, кл. Н 02 К 41/04, 1979 (прототип).

Illllllllir

1П1П1Ш1 ршж

I II1IIIIIII

У Фаг.

CjCfC %Cy

nofi.

C CfCjC CjCpCf

non.

;%WjO%W% / j W.

,

non. ФигЗ