Ротор асинхронного двигателя

Ротор асинхронного двигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1 !

Клас с 21 сР, 20

l !

ПпТЙНТ tlA ИЗОБРЙТЙНИЙ

ОПИСАНИЕ

° ротора асинхронного двигателя.

К патенту ин-ца Б. Шварца (8. Schwarz), в г. Боденбахе на Эльбе, Чехословакия, заявленному 13 марта 1928 года (заяв. свид. М 24647).

0 выдаче патента опубликовано 31 марта 1930 года. действие патента распространяешься на 15 лет от 31 марта 1930 года. г

Ъ

Как известно,,существенным недостатком асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором являются. условия пуска его в ход, а именно при пуске .и разгоне двигателя- появляется сильный пускбвой ток при малом вращающем nioменте. Для устранения этого недочета были. предложены различные методы пуска в ход асинхронного двигателя с коротко замкнутым ротором, 4 том числе и такой способ осуществленйя обмотки ротора, при котором одни стороны коротко замкнутых витков расположены в пазах большого магнитного г рассеяния, а другие в пазах малого магнитного рассеяния. Предлагаемое изобретение касается устройства ротора асинхронного двигателя, снабженного двумя обмотками с большим и малым магнитным рассеянием, и состоит в том, что каждая фаза обмотки с малым магнитным рассеянием последовательно соединена с соответствующей ей фазой обмотки с большим рассеянием, так чтб обе обмотки, представляют одну замкнутую цепь.

На схематическом чертеже фиг. 1 изображает одну фазу трехфазной об..мотки четырехполюсного двигателя, выполненной указанным способом; фиг; 2— форму выполнения для обмотки, осуществленной в виде обмоток постоянного тока;..фиг. 3 — форму выполнения обмоток с применением коллектора, при коI торой одна из обмоток сдвинута на некоторый угол; фиг. 4 и 4a — один из эле:ментов обмотки.

В простейшем своем виде обмотки ротора состоят из двух короткозамкну- тых на себя фазных обмоток, заключающих в себе по одной фазе обмотки с большим магнитным рассеянием и- noi одной фазе с малым рассеянием; Обе фазные обмотки замкнуты коротко на себя. На фиг. 4 изображен один из таких элементов обмотки W. Для простоты в каждой из упомянутых систем витков принято только по одному витку iV, или TV>. Ротор снабжен двумя системами пазов: пазами на поверх ости Л -, N2 и т, д. с малым рассеянием и более глубоко помещенными пазами N>, Л ., и т. д. с большим рассеянием. Виток И, элемента 8 помещен в верхних каналах N„

N (без рассеяния,, а соединенный с ним последовательно виток в нижних каналах N,, .Ж, . Как видно из схемы, витки сОединены так, что ток, иду ций по верх-— нему витку 8 1, должен, как показано стрелками, проходить и по витку И 2 в том же направлении. Поэтому помещен, ные в лежащих друг над другом каналах N„N> и N2, N> . провода а, а и

b, К пропускают ток одинакового направления и дают вращающие моменты в ту же сторону. Главное поле машины во время работы показано на чертеже пунк — 2 тиром и обозначено знаком фЬ, В покое и при .пуске в ход способ действия распределение полей отличается от вышеописанного. Большая часть главного поля а (независимо от образующихся между первичной и вторичной обмотками полей рассеяния) проходит между обеими системами каналов ротора и, соответственно в витках Й 1 каждого элемента обмотки индуктируется напряжение. Возникший при этом ток, проходящий через витки И, возбуждает сопряженное с этими витками поле, обозначенное на чертеже- знаком а . Это вспомогательное поле возбуждает в витках И 2 напряжение, противоположное . напряжению, вызванному главным полем в витках Л",. Если число витков И ; и

W„.ðàâíå, то поле v а должно стать равным сопряженно с И 1 частьи v а

I главного, поля. Очевидно, что нижние .-витки И действуют как включенная во вторичную цепь тока реактивная катушка, и. что поэтому соответственным расположением и числом этих витков нижней группы может быть достигнуто реактив; ное действие различной величины. С другой стороны, верхняя группа вит-! ков И 1 связана также и в покое с боль-,. шею частью главного поля, которое и возбуждает в ней некоторое напряжение.

Ток, проходящий через витки И"1,должен проходить также через витки Ю„которые обладают омическим сопротивлением, поэтому омическое падение напряжения,соответственно больше (при И 1=

W2 — вдвое), чем в обыкновенной короткозамкнутой обмотке. Соответственно и начальный вращающий момент при том же пусковом токе должен быть выше, чем в нормальном короткозамкнутом якоре. Если же требования, предъявляемые к величине начального момента, при заданной силе пускового тока еще больше, чем может быть достигнуто устройством рабочей обмотки по описываемому. способу, то и здесь, согласно известному приему, может быть устроена пусковая обмотка И а с большим омическим сопротивлением и малым рассеянием (некоторые стержни ее показаны пунктиром на фиг. 4).

Отдаваемая мощность подобной машины должна быть больше, чем у известных машин, благодаря тому, что каждый элемент обмотки помещается в каналах с увеличенным рассеянием, а другая часть расположена на поверхности со. столь же малым или даже с еще меньшим вторичныМ рассеянием, как в нормальных асинхронных двигателях. К тому же только часть идущей на ротор меди должна -быть помещена в глубоколежа-.: щих каналах, поперечное сечение которых поэтому составляет лишь небольшую долю необходимого при той же силе тока поперечйого сечения кайалов для обмотки типа Бушеро.

Особенно важным является еще более значительное уменьшение рассеяния при холостом ходе. Находящаяся в верхнйх каналах часть рабочей обмотки и без того, как и в нормальном асинхронном . моторе,, включена в полный поток, а глубжележащая часть этой обмотки, вследствие малого магнитного сопротивления ряда зубцов, подвергается. действию значительного магнитного потока.

Вместо одиночных, отделенных друг от друга, элементов обмотки можно при-, менить также более сложную группу витков (фиг, 1). В верхний и нижний ряд каналов может быть помещено по одной . многофазной обмотке И или W, отдельные фазы P., P которой состоят из распределенных rio нескольким каналам. групп катушек а, Б; с, аь Оь с> или а", 1 l., с, а,,6,, с,.

На фиг. 1 схематически показана одна фаза Р, P трехфазной обмотки:,, четырехполюсного,якоря с тремя каналами на каждый полюс и фазу. Для ясности нижняя обмотка W показана отдельно от верхней Ю. Начало обмотки А верхней фазы P соединяется с концом обмотки Е нижней фазы P и обратнр — Есоединяется с 4 . Фазы,обмотки также как вышеописанные отдельные витки, замкнуты друг на друга кресто-, образным соединением начал и, концов. .

Коэффициент обмотки приблизительно : ссютветствует нормальной обмотке якоря с контактными кольцами при том же числе фаз.

Вместо трехфа зной обмотки может быть устроена (фиг. 2) обмотка коллекторная по типу постоянного тока. В верх- . них каналах помещена обмотка S в ниж-, них — обмотка Ь, которая дл я на глядности: ..снова показана отдельно от верхней.

Обе обмотки выполнены петлеобразными. Концы катушек соединены между собой так, что каждый раз замкнуты, друг на друга по два витка или группы витков.. Так, например, виток W> верхней обмотки S с витком И" нижней обмотки S образует, один элемент. Чтобы достигнуть правильного прохождения тока, одна из обеих обмоток 5 изображена с шагом, направленным вправо, и другая t нижняя обмотка Ь вЂ” с шагом, направлен.ным влево. Направление тока по элементу И 1, W2 указано стрелками. Помимо устройства обеих обмоток с различно направленными шагами можно сделать одну из обмоток параллельно включен- ной, а другую последовательно, — если это требуется поставленными условиями. При этом не все соедннения между концами катушек должны быть фактически выполнены, соединение обеих обмотокможет быть сделано и с некоторыми промежутками, так,например, могут быть осуществлены соединения, показанные

<плошными линиями, и опущены пунк тирные. Конечно, чем больше имеется соединений, тем выше коэффициент обмотки, но устраивать большее число соединений, чем,соответствует числу лазов, является бесцельным. Витки адного паза могут всегда оставаться включенными последовательно. 1

Устройство.с замкнутыми фазами или в виде обмотки постоянного тока дает возможность применить еще .одно видоизменение, благодаря которому становится излишним устройсгво особой пусковой обмотки для получения больших начальных моментов или большего cos з.

| б

C этой целью параллельно обеим обмот кам, например, по фиг. 1 параллельно к,А, Е или А, Е включается сопротивление R, подобранное так, что при напряжении соответствующей фазы в состоянии покоя получается активный ток надлежащей силы для получения е це требуемого дополнительного момента.

ЭтЬ сопротивление, вращающееся вместе с мотором, не нуждается во включении и,выключении, а может оставатьчя всегда включенным. При нормальной работе, .под влиянием совершенно ничтожного

I г

Г ,напряжения, через сопротивление будет проходить ничтожно малый ток. Ухуд- .шения коэффициента полезного действия этот ток причинить не может, так как он принимает участие в образовании вращающего момента и включен параллельно обеим .частям рабочей обмотки.

Подобным же образом в устройстве по фиг. 1 может быть помещена система сопротивления правильным включением сопротивлений R параллельно к каждой группе витков обмотки постоянного тока., Устройство обеих частей, рабочей обмотки в виде обмотки постоянного. тока дает также возможноспь осуществить видоизменение, при котором концы обеих обмоток постоянного тока могут

1 быть присоединены также к коллектору К (фиг. 3). Входящий извне ток разделится между двумя параллельными обмотками, В предложенном на предидущих фигурах расположении обеих обмоток друг над другом;,действие обеих частей внешнего тока должно было бы магнитно уравновешиваться. Поэтому необходимо несколько . переместить обе оомотки одну относительно другой. Смотря по цели, которую в каждом данном случае преследует устройство коллектора, следует выбирать угол фактиче ского смещения фаз обеих обмоток раз-: личным. На фиг. 3 изображено фактическое (геометрическое) смещение фаз примерно на 90 электрических градусоВ.

Соответствующей установкой коллекторных щеток возможно-ввести во вторичную цепь напряжение, которое введет в эту цепь необходимый для компенсации фаз намагничивающий ток . Сдвиг.фаз обеих обмоток в этом частном случае будет согласован с отношением входящего извне намагничивающего тока к проходящему внутри по обмотке рабочему току, при чем, смотря по отношению этих обеих величин, может быть вычислен наиболее выгодный угол смещения. Очевидно, питание коллектора или уста-. новка щеток может быть устроена так, что и рабочий ток тоже проводится по коллектору в обмотку.

Предмет патента.

1./ Ротор а "синхронного . двигателя, снабженный двумя обмэтками с большим и малым магнигным рассеяннем, харакФиг.4R. 1

1

Iau. «Печатныj Труд>.

Я. В.

l . теризующийся тем, что каждая фаза его обмотки с малым магнитным рассеянием а b с, a> b> с, (фиг. 1) соединена последовательно с соответствующей ей

1 фазой обмотки с большим рассеянием а .b с, a> bj с, при чем обе обмотки представляют одну замкнутую цепь (фиг. 1), 2. Видоизменение охарактеризованного в и; 1 ротора, отличающееся тем, что при выполнении обмоток коллектор° ными (в виде обмоток постоянного тока) отдельные секции или группы секции обмоток с большим и малым рассеянием соединены между собою проводниками (фиг. 2).

3. Видоизменение охарактеризованного в п,2 ротора, отличающееся тем, что одна из обмоток смещена относи- тельно другой на некоторый угол, при. чем обе обмотки соединены с коллектором с целью компенсации фаз (фиг. 3).

4. Применение при охарактеризованных в п.п. 1 и 2 роторах сопротивлений R,. R, присоединенных параллельно виткам обмоток.