Трехфазный асинхронный редукторный электродвигатель

Трехфазный асинхронный редукторный электродвигатель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Электродвигатель содержит разделенные воздушным зазором зубчатые статор и ротор, выполненные каждый из шести смещенных аксиально пакетов. С целью упрощения конструкции, снижения трудоемкости изготовления и повышения КПД, все пакеты статора и ротора попарно соединены продольными магнитопроводами, обмотка ротора выполнена в виде кольцевых катушек, размещенных между магнитосоединенными пакетами ротора, а оси зубцов магнитосоединенных пакетов статора и ротора, разделенных воздушным зазором, выполнены совпадающими между собой. Все пакеты статора и ротора выполнены с одинаковым числом зубцов. Сдвиг каждой последующей в аксиальном направлении магнитосоединенной пары пакетов ротора выполнен равным 1/3 зубцового деления в одном направлении, а все кольцевые обмотки ротора соединены между собой последовательно и согласно, и замкнуты накоротко. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) ((() (s>)s Н 02 К 17/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3631207/24-07 (22) 05.08.83 (46) 23.09.90. Бюл, N 35 (71) Воронежский сельскохозяйственный и нститут и м.К.Д. Гл ин ки и Ч е боксарское конструкторское бюро систем промышленной автоматики Производственного обьединения "Промприбор" (72) А.С.Куракин и В.Л.Алексеев (53) 621.М 3,322(088.8) (56) Микроэлектродвигатели для систем автоматики; Справочник,/Под ред. Э.АЛодочникова. — М.: Энергия, 1969, с.178.

Авторское свидетельство СССР

М 448554, кл. Н 02 К 17/12, 1974. (54)(57) 1. ТРЕХФАЗНЫЙ АСИНХРОННЫЙ

РЕДУКТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий разделенные воздушным зазором зубчатые статор и ротор, выполненные каждый из шести смещенных аксиально пакетов, пакеты ротора смещены попарно по окружности друг относительно друга, статор и ротор содержат пары пакетов, соединенных продольными магнитопроводами и магнитоизолированных от других пакетов, на статоре между этими магнитосоединенными парами пакетов размещены кольцевые

Изобретение относится к электрическим машинам малой мощности, а именно к тихоходным двигателям с электромагнитной редукцией частоты вращения, и может быть использовано, например, в системах автоматики.

Известны асинхронные редукторные электродвигатели, которые состоят из зубчатого статора, безобмоточного зубчатого ротора и двух независимых разноименнополюсных обмоток, у которых числа полюсов обмотки, на роторе размещена короткозамкнутая обмотка, отличающийся тем. что, с целью упрощения конструкции, снижения трудоемкости изготовления и повышения КПД все пакеты статора и ротора попарно соединены продольными магнитопроводами, обмотка ротора выполнена в ви- . де кольцевых катушек, размещенных между магнитосоединенными пакетами ротора, а оси зубцов магнитосоединенных пакетов статора и ротора, разделенных воздушным зазором, выполнены совпадающими между собой.

2. Электродвигатель по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что все пакеты статора и ротора выполнены с одинаковым числом зубцов.

3. Электродвигатель по пп.1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что сдвиг каждой последующей в аксиальном направлении магнитосоединенной пары пакетов ротора выполнен равным 1/3 эубцового деления в одном направлении.

4. Электродвигатель по пп.1 — 3, о т л ич а ю шийся тем, что все кольцевые обмотки ротора соединены между собой последовательно и согласно и замкнуты накоротко. не равны друг другу. Обе обмотки располагаются в пазах статора, Одна из них является обмоткой питания, а другая замкнута накоротко через конденсаторы f1).

Недостатками такого двигателя являются высокая трудоемкость изготовления изб. эа наличия на статоре двух распределенных обмоток, низкое использование потребляемой энергии, которое обусловлено тем, что зубцовое поле используется не полностью в качестве рабочего поля машины, а только

1594655

55 частично. Известно, что зубцовое поле, возбуждаемое разноименнополюсной обмоткой в зубчатом воздушном зазоре, является результатом интерференции большого числа гармонических составляющих, порядок которых отличается на +.;. Из общего числа зубцовых гармоник только часть используется для полезного. преобразования энергии, а остальные непроизводительно рассеивают энергию. Наличие конденсаторов во вторичной обмотке статора, габариты которых при промышленной частоте питания могут быть намного больше габаритов двигателя, приводит к ухудшению массогабаритных показателей.

Наиболее близкими по технической сущности к предлагаемому являются трехфазные асинхронные редукторные электродвигатели, содержащие разделенные воздушным зазором зубцатые статор и ротор, выполненные из шести пакетов каждый, смещенные аксиально, пакеты ротора смещены попарно по окружности друг относительно друга, статор и ротор содержат пары пакетов, соединенные продольными магнитопроводами и магнитоизолированные от других пакетов, на статоре между этими магнитосоединенными парами пакетов размещены кольцевые обмотки, на роторе размещена короткозамкнутая обмотка (2).

Недостатком такой конструкции является ее сложность, повышенная трудоемкость изготовления и пониженный КПД.

Эти недостатки обусловлены тем, что наличие короткозамкнутых беличьих клеток требует применения довольно дорогой операции заливки их под давлением. Наличие дополнительных крайних магнитопроводов на статоре и роторе усложняет конструкцию и утяжеляет ее.

Рвзличное число зубцов статора и ротора приводит к тому, что зубцовое поле, возбуждаемое кольцевой катушкой, представляет собой сумму большого числа гармоник. Из них только часть принимает участие в электромеханическом преобразовании энергии, а остальная часть не сцепляется с полем короткозамкнутой обмотки, что снижает КПД двигателя.

Цел ю изобретения является упрощение конструкции, снижение трудоемкости изготовления и повышении КПД, Укаэанная цель достигается тем, что в трехфазном асинхронном редукторном электродвигателе, содержащем разделенные воздушным зазором зубчатые статор.и ротор, выполненные из шести смещенных аксиально пакетов каждый, пакеты ротора смещены попарно по окружности друг относительно друга, статор и ротор содержат пары пакетов, соединенные продольными магнитопроводами и магнитоизолированные от других пакетов, на статоре между этими магнитосоединенными парами пакетов размещены кольцевые обмотки, на роторе размещена короткозамкнутая обмотка, все пакеты статора и ротора попарно соединены продольными магнитопроводами, обмотка ротора выполнена в виде кольцевых катушек, размещенных между магнитосоединенными пакетами ротора. а оси зубцов магнитосоединенных пакетов статора и ротора, разделенных воздушным зазором, выполнены совпадающими между собой. Все пакеты статора и ротора могут быть выполнены с одинаковым числом зубцов.

Сдвиг каждой последующей в аксиальном направлении магнитосоединенной пары пакетов ротора может быть выполнен равным 1/3 зубцового деления в одном направлении.

Все кольцевые обмотки ротора могут быть соединены между. собой последовательно и согласно и замкнуты накоротко.

На фиг.1 представлен асинхронный редукторный электродвигатель, общий вид; на фиг.2 — схема соединений катушек ротора.

Трехфазный асинхронный редукторный электродвигатель содержит статор 1 и ротор

2, выполненные каждый из трех одинаковых модулей 3, каждый из которых состоит из двух кольцевых зубчатых пакетов 4 и 5 статора 1 и двух кольцевых пакетов 6 и 7 ротора, соединенных продольными магнитопроводами 8 и 9. Между кольцевыми зубчатыми пакетами 4, 5 и 6,7 расположены кольцевые катушки 10 статора 1 и кольцевые катушки 11 ротора 2. Модули 3 статора 1 расположены в немагнитном корпусе 12, а модули 3 ротора 2— на немагнитном валу 13.

Все пакеты 4 — 7 выполнены с одинаковым числом зубцов.

Сдвиг каждого последующего в аксиальном направлении модуля 3 ротора выполнен равным 1/3 зубцового деления в одном направлении.

Смещение может быть выполнено аналогично модулей статора, а на роторе модули 3 могут быть установлены без сдвига.

Кольцевые катушки 11 ротора 2 соединены последовательно и согласно и замкнуты накоротко (фиг.2).

Двигатель работает следующим образом, Ток кольцевой обмотки 10 каждого модуля 3 возбуждает магнитный поток, который замыкается по пути, показанному на фиг,1, Этот поток из-за зубчатого строения статора 1 и ротора 2 содержит основную составляющую, соответствующую равно1594655 мерному приведенному воздушному зазору, и зубцовую составляющую, которая при определенных параметрах зубцовой зоны может быть принята гармонической функцией. Аргумент последней зависит от про- 5 изведения числа зубцов и угловой скорости вращения ротора 2.

Составляющие магнитного потока в силу пространственного относительного сдвига модулей 3 ротора 2 индуктируют в 10 каждой из обмоток 10 статора 1 ЭДС прямого и нулевого следования. Первая, обусловленная основной составляющей потока, изменяется с частотой питания и уравновешивает приложенное напряжение. Вторая — 15 от зубцовой составляющей потока — наводит в обмотках статора ЭДС с частотой а — Zz с®, которая имеет нулевое следова ние, Поэтому с целью исключения электрических потерь от токов нулевого следования 20 обмотка статора 10 должна быть соединена в звезду.

В обмотках 11 ротора 2 наводятся аналогичные ЭДС, величина которых отличается в

К раз, где К вЂ” коэффициент трансформации: 25 к 1 b где W> — число витков одной катушки статора;

Nl2- число витков одной катушки рото-. 30 ра.

ЭДС от основной составляющей магнитного потока в катушках ротора сдвинуты

2 на — 3л, а поскольку катушки 11 ротора 2 35 соединены последовательно и согласно и замкнуты накоротко, то сумма этих ЭДС и ток ротора 2 от них равны нулю.

Зубцовая составляющая потока индуктирует в обмотках 11 каждого модуля 3 ро- 40 тора 2 ЭДС нулевого следования, которые при принятой схеме соединений обмоток, показанной на фиг.2, складываются и вызывают ток ротора, изменяющийся с частотой со — Zy cuz, где 2г — число зубцов ротора 2; 45

Nz — угловая скорость вращения ротора 2.

Кольцевая катушка 11 каждого модуля 3 ротора 2, обтекаемая током ротора 2, возбуждает магнитное поле. Это поле также может быть представлено в виде двух составляющих — основной составляющей, соответствующей равномерному приведенному зазору, и зубцовой. Основная, сцепляясь с катушками 10 статора 1, наводит в них ЭДС нулевого следования, которая при соединении катушек 10 статора 1 в звезду не принимает участия в общем энергетическом балансе.

Зубцовая составляющая поля ротора 2 в силу пространственного сдвига модулей 3 ротора 2 наводит в катушке 10 статора 1

ЭДС прямого следования с частотой питания, которая также уравновешивает приложенное напряжение питания. Поэтому, в отличие от нормальных электрических машин, зубцовая составляющая потока ротора

2 является фактически реакцией ротора 2 на воздействие зубцового поля статора 1, Взаимодействие зубцового поля ротора

2 с основной составляющей поля статора определяет вращающий момент двигателя, который вращает ротор с частотой

R2 = (1 — Sz ) об/мин.

60 1 2 где Sz — сн ижен ие ротора относител ьно зубцового поля статора: а — Zan

Sz где (u — угловая частота питания.

Предлагаемый двигатель более прост и не трудоемок в производстве поскольку вы- полнен из однотипных модулей, содержащих простые кольцевые обмотки. Более высокий КПД двигателя обусловлен тем, что он имеет униполярное возбуждение и числа зубцов стэтора и ротора, равные друг другу.

При этих условиях зубцовое поле является чисто гармонической функцией на всей окружности воздушного зазора, а не результатом интерференции зубцовых гармоник, как это имеет место при разноименнополюсных обмотках, что дает возможность полностью использовать энергию зубцового поля при электромеханическом преобразовании энергии, а не частично.

1594655 1 13

Составитель А,Лисов

Техред М,Моргентал Корректор Н.Король

Редактор И,Шмакова

Заказ 2836 Тираж 444 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101