Трехфазный асинхронный редукторный электродвигатель

Трехфазный асинхронный редукторный электродвигатель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Цель изобретения - упрощение конструкции, снижение трудоемкости изготовления и повышение КПД двигателя. Электродвигатель содержит статор и ротор в виде зубчатых пакетов, между которыми расположены кольцевые катушки, короткозамкнутую обмотку, магнитопроводы статора и ротора. Зубчатые пакеты статора и ротора выполнены с одинаковым числом зубцов, число их равно числу фаз. Для обеспечения симметрии фаз, сечение проводов катушек двух фаз выполнено в два раза больше, чем сечение проводов катушки первой фазы. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl>s Н 02 К 17/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3631208/24-07 (22) 05.08,83 (46) 23,09,90. Бюл. N 35 (71) Воронежский сельскохозяйственный институт им.К.Д.Глинки и Специальное конструкторское бюро систем промышленной автоматики Чебоксарского производственного объединения "Промприбор" (72) А,С.Куракин и В.Л.Алексеев (53) 621.313.323(088.8) (56) Микроэлектродвигатели для систем автоматики: Справочник./Под ред. Э.А,Лодочникова. — М.; Энергия, 1969, с.135.

Авторское свидетельство СССР

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

РЕДУКТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий статор и ротор в виде зубчатых пакетов, между которыми расположены кольцевые катушки, короткозамкнутую обмотку, магнитопроводы статора и ротора, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, снижения трудоемкости изготовления и повышения КПД

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 иэ зубчатого статора с числом зубцов Z<, зубчатого ротора с числом зубцов Zz и двух независимых обмоток на статоре с числом полюсов

Р1 и Р2. Одна из обмоток является обмоткой питания, а вторая замкнута накоротко через конденсатор. Во избежание непосредствен„„. Ы„„1594656 А1 двигателя, зубчатые пакеты статора и ротора выполнены с одинаковым числом зубцов, число их равно числу фаз, магнитопроводы выполнены общими для всех пакетов статора и ротора соответственно, пакеты ротора смещены друг относительно друга по окружности на 1/3 зубцового деления, статор и, ротор снабжены каждый дополнительным гладким пакетом, установленным в соответствующем магнитопроводе, обмотка первой фазы выполнена из одной катушки, размещенной между крайним и вторым зубчатыми пакетами статора, обмотки двух других фаз выполнены из двух катушек каждая, соединенных встречно и размещенных по торцам второго и третьего зубчатых пакетов, а между зубчатыми и гладкими пакетами ста- тора и ротора расположены кольца из электроп роводного материала.

2. Электродвигатель по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью обеспечения симметрии фаз, сечение проводов катушек двух фаз выполнено в два раза больше, чем сечение проводов катушки первой фазы. ной трансформаторной связи между обмотками отношение их чисел. полюсов должно быть четным числом (1) .

Недостатком такого двигателя является наличие во вторичной обмотке конденсаторов, число которых равно числу фаз вторичной обмотки. При низкой (промышленной) частоте питания емкость конденсатора составляет значительную величину, а габариты конденсаторов становятся соизмеримыми или превосходят габариты двигателя, что и является ограничивающим фактором в применении таких двигателей.

1594656

10

30

Наиболее близкими по технической сущности к предлагаемому являются асинхронные редукторные электродвигатели, между KGTopblMM располох(ены кольцевые катушки, а также содержащие короткозамкнутую обмотку, магнитопроводы статора и ротора (2) .

Недостатками этого двигателя являются сложность конструкции, обусловленная наличием магнитосвязанных и магнитоизолированных магнитопроводов, что приводит к повышению трудоемкости производства, обязательное наличие немагнитного вала, наличие короткозамкнутой клетки на нескольких парах пакетов статора и ротора приводит к увеличенному расходу активных мате риалов и к повышению трудоемкости илзготовления электромагнитной системы двигателя, относительно невысокое использование двигателя из-за сравнительно небольшой величины рабочего магнитного потока.

Целью изобретения является упрощение конструкции, снижение трудоемкости изготовления и повышение КПД двигателя.

Указанная цель достигается тем, что в трехфазном асинхронном редукторном электродвигателе, содержащем статор и ротор в виде зубчатых пакетов, между которыми расположены кольцевые катушки, короткозамкнутую обмотку и мэгнитопроводы стато-. ра и ротора, зубчатые пакеты статора и ротора выполнены с одинаковым числом зубцов, число их равно числу фаз, магнитоп роводы выполнены общими для всех пакетов статора и ротора соответственно, пакеты ротора смещены друг относительно друга по окружности на 1/3 зубцового деления, стэтор и ротор снабжены каждый дополнительным гладким пакетом, установленным в соответствующих магнитопроводах, обмотка первой фазы выполнена из одной катушки, размещенной между крайним и вторым зубчатыми пакетами стэтора, обмотки двух других фаз выполнены из двух катушек каждая. соединенных встречно и размещенных по торцам второго и третьего зубчатых пакетов, а между зубчатыми и гладкими пакетами статора и ротора расположены кольца из электропроводного материала.

Сече ие проводов катушек двух фаз может быть выполнено в,два раза больше, чем сечение проводов катушек первой фазы.

Смещение пакетов может быть выполнено не на роторе, а на статоре.

Иа фиг.1 изображен трехфазный асинхронный двигатель, общий вид; на фиг,2 —. схема соединений обмоток статора..

Трехфазный асинхронный электродвигатель состоит из статорэ 1 с зубчатыми пакетами g†- 4 и гладкого пакета 5, набранных из листов электротехнической стали.

Зубцы (не показаны) пакетов 2-4 совпадают между собой. Все пакеты статора 1 обьединены общим магнитопроводом 6 с продольной шихтовкой стальных пластин.

Ротор 7 содержит зубчатые пакеты 8-10 и гладкий пакет 11, которые расположены на общем магнитопроводе 12, имеющем продольную шихтовку стальных пластин и расположенном на валу 13. Зубчатые пакеты 8-10 ротора 7 сдвинуты относительно друг друга в пространстве в одном направлении на 1/3 зубцового деления

Обмотка первой фазы статора 1 состоит из одной кольцевой катушки 14, обмотка второй фазы — из двух кольцевых катушек 15 и 16, расположенных по торцам пакета 3, а обмотка третьей фазы — из двух кольцевых катушек 17 и 18, расположенных по торцам пакета 4. Катушки 15 и 16, 17 и 18 соединены встречно и выполнены из провода с сечением в два раза большим, чем в катушке 14 первой фазы, Все кольцевые катушки всех фаз имеют одинаковое число витков.

Между пакетами 4 и 5 статора 1 и пакетами 10 и 11 ротора 7 расположены короткозамкнутые кольца 19 и 20 из электропроводного материала, Электродвигатель работает следующим образом, Кольцевые обмотки каждой фазы возбуждают магнитный поток, который содержит составляющую, соответствующую равномерному приведенному зазору, и составляющую, обусловленную зубчатым строением статорэ и ротора, При равных числах зубцов статора и ротора обе составляющие магнитного потока являются униполярными и проходят по пути, показанному на фиг,1, Первая составляющая изменяется во времени с частотой питания и в двух фазах

2 имеет временный сдвиг на угол + — л от3 носительно потока первой фазы. Сумма первых составляющих магнитных потоков всех фаз равна нулю. Таким образом, непосредственная трансформаторная связь между, кольцевыми катушками t4-18 всех фаэ и короткозамкнутыми кольцами 19 и 20 отсутствует, что исключает в них потери мощности.

Взаимная индуктивная связь обмоток статора и короткозамкнутых колец 19 и 20 обеспечивается посредством второй (зубцовой) составляющей магнитного потока, которая изменяется во времени с частотой питания, в двух фазах относительно первой имеет сдвиг на угол + — и модулирована

1594656 по амплитуде с частотой Zzez, где Zz— число зубцов ротора (статора); в2 — угловая частота вращения ротора. Вследствие -пространственного сдвига зубчатых пакетов 8,9 и 10 ротора на 1/3 зубцового деления, мо- 5 дуляция зубцового потока во второй и третьей фазах происходит с запаздыванием по фазе íà + — л относительно модуляции

3 в первой фазе. 10

Модулированный по амплитуде зубцовый поток каждой фазы равен сумме двух составляющих, которые имеют частоты

co+Zz и в — Zz, где в — угловаячастота питания. 15

Иэ-эа относительного сдвига между собой зубчатых пакетов ротора на 1/3 зубцового деления сумма составляющих зубцового потока с частотой в+ Zz с02 равна нулю, а поток статора, сцепляющийся с 20 кольцами 19 и 20, изменяется с частотой в5 =(в — Zzcuz), где Si — скольжение зубцовых полей ротора относительно статора

N — Zz в2 25

Si—

Частота ЭДС и токов, индуктированных в кольцах 19 и 20 этим потоком, равна

S в. Взаимодействие токов колец 19 и 20 с зубцовым магнитным потоком, изменяю- 30 щимся с частотой в — Zz Nz и сцепленным с кольцами, создает асинхронный вращающий момент. Ротор двигателя вращается со . скоростью а =в(1-S„)

Zz или

Az = (1 — Sz ) об/мин.

60 f

Zz

На.фиг.2 показана схема соединений 40 фазных кольцевых катушек 14 — 18, где "Н" и

"К" — начало и конец каждой катушки, При вращении ротора происходит модуляция магнитного потока и в катушках статора наводится ЭДС, часть которой имеет 45 прямое следование и уравновешивает напряжение на катушках, а часть имеет нулевсе следование. Во избежание потерь мощности в обмотке от токов нулевого следования она должна быть соединена звездой (фиг.2).

Предлагаемый электродвигатель по сравнению с известными имеет следующие преимущества: более простую конструкцию и меньшую трудоемкость изготовления изза меньшего числа пакетов статора и ротора, из-за отсутствия магнитной изоляции пакетов, немагнитного вала, короткозамкнутых обмоток на каждой паре магнитзизолированных пакетов, гораздо проще короткоэамкнутое кольцо, изготовленное штамповкой. литьем под давлением или сваркой из проволоки; электродвигатель имеет более высокое использование магнитного потока и больший КПД вследствие того, что переменная составляющая магнитного потока каждой фазы, обусловленная зубчатым строением воздушного зазора, является в пространстве униполярной, а не разноименнополюсной. Иэ-за этого рабочий магнитный поток эубцовых полей, пропорциональный переменной составляющей магнитной проводимости зубчатого зазора при одинаковых нс обмоток, увеличивается примерно в л раз.

Использование изобретения позволяет впервые получить тихоходный асинхронный редукторный двигатель, не имеющий во вторичной цепи конденсаторов, простой и не трудоемкий в производстве, имеющий наибольший КПД по сравнению с известными аналогами. Выполнение вторичной обмотки не в виде кольца, а в виде многовитковой обмотки позволяет регулировать скорость вращения и величину пускового момента путем введения во вторичную цепьдобавочного активного сопротивления.

Применение асинхронных редукторных двигателей обеспечивает экономический эффект за счет устранения промежуточного звена между электродвигателем и исполнительным органом — понижающего механического редуктора, что повышает надежность и срок службы электропривода.

1594656

1ß 1

Фиг.1

Составитель В.Трегубов

Техред M.Ìîðãåíòàë . Корректор Н.Король

Редактор И,Шмакова

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

Заказ 2836 Тираж 444„ Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета.по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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