Короткозамкнутый асинхронный электродвигатель

Короткозамкнутый асинхронный электродвигатель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области элек- .тромашиностроения. Цель - повышение КПД за счет минимизации искажений сигнала в динамически форсированном режиме разгона. Электродвигатель содержит статор с распределенной обмоткой и короткозамкнутый ротор. Пазы, составляющие третью часть всех пазов ротора, выполнены углубленными , при этом высота ярма над углубленными пазами не превышает 2/3 высоты над остальными пазами. Участки углубленных пазов, расположенные на каждом полюсном делении, распределены равномерно по окружности ротора. Предложенная конструкция обеспечивает получение оптимального неискаженного сигнала для управления частотного разгона, что повышает КПД. 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s Н 02 К 1/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4393230/07 (22) 17.03.88 (46) 30.03.91. Бюл. ¹ 12 (72) В,И. Гуко,в и В.П. Кирюхин (53) 621.313.04(088.8) (56) Патент ФРГ № 2104189, кл. Н 02 К 17/26, 1979.

Электрические двигатели малой мощности. Сборник, ч. 1, Киев, Наукова думка, 1969, с. 196 — 202. (54) КОРОТКОЗАМКНУТЫЙ АСИНХРОНН ЫЙ ЭЛЕ КТРОДВ И ГАТЕЛ Ь (57) Изобретение относится к области злек,тромашиностроения, Цель — повышение

КПД за счет минимизации искажений сигнаИзобретение относится к конструкции электрических машин и может быть использовано в электротехнической промышленности.

Цель изобретения — повышение КПД за счет минимизации искажений магнитопровода для создания сигнала в динамически форсированном режиме разгона.

На. фиг. 1 показан предлагаемый ротор короткозамкнутого асинхронного электродвигателя (статор не показан); на фиг. 2— разрез А-А на фиг. 1; нэ фиг. 3 — пластина обращенного исполнения; нэ фиг. 4 и 5— зависимости максимально возможного уровня коэффициента амплитудной модуляции полезного сигнала в токе от отношения количества углубленных пазов к количеству обычных пазов и от отношения высоты уча-. стков ярма под углубленными пазами к высоте ярма под основными пазами; на фиг. 6 — несущая частота питающего тока с пульсацией огибающей полезного сигнала с двой„„Я2„„1638765 А1 ла в динамически форсированном режиме разгона. Электродвигатель содержит статор с распределенной обмоткой и короткозамкнутый ротор. Пазы, составляющие третью часть всех пазов ротора, выполнены углубленными, при этом высота ярма над углубленными пазами не превышает 2/3 высоты над остальными пазами. Участки углубленных пазов, расположенные на каждом полюсном делении, распределены равномерно по окружности ротора. Предложенная конструкция обеспечивает получение оптимального неискаженного сигнала для управления частотного разгона, что повышает

КПД. 7 ил. ной частотой скольжения; на фиг. 7 — зависимости изменения магнитного сопротивления от угла поворота реального ротора.

Электродвигатель (на фиг. 1 и 2) состоит из магнитопровода 1 ротора и литой короткозамкнутой клетки 2. Мэгнитопровод 1 роторэ выполнен из магнитно-мягкого материала, обычно набран из штампованых крайних 3 и средних 4 пластин, и вместе с клеткой 2 закреплен на валу (втулке) 5 ротора с помощью буртика 6 и запорного кольца 7, В магнитопроводе 1 на каждом полюсном делении Г (фиг. 3) в пластинах 3 (4) и 8 (для прямой и обращенной машины) число пазов пу на дуге I с увеличенной высотой паза 9 выполнено равным 1/3 от общего числа пазов и, а в кольцевом ярме предусмотрено образование участка высотой h

20

50 бочей поверхности расточки магнитопровода, на которых размещены углубленные пазы 9, симметричны относительно середины полюсного деления t. При этом высота йяу участка ярма 10 составляет не более 2/3 высоты йя ярма 11 под остальными основными пазами 12, что позволяет обеспечить при заданном токе потребления! за счет насыщения суженных участков получение максимально-возможного уровня коэффициента амплитудной модуляции М полезного сигнала в данном токе (электродвигателя в динамических режимах разгона (фиг. 4.5).

Конкретное значение отношения - ;—

hgy

Я (которое следует стремиться выбирать наибольшим для получения максимума КПД электродвигателя) в пределах от 2/3 до минимума определяется, исходя из обеспечения насыщения при заданном токе f. При этом в случае получения сигнала модуляции

М, превышающего необходимый уровень для надежного функционирования конкретной системы управления разгоном, целесопяу образно повысить отношение У, что позпя валяет дополнительно поднять энергетические ха ракте ристики электродвигателя.

Обычно минимально допустимый уровень коэффициента амплитудной модуляции M полезного сигнала составляет 1 — 2 . Миниh,,y мальное значение отношения у определяпя ется, исходя из обеспечения механической прочности ротора, при этом минимальную высоту пяу ярма 10 для электродвигателей с .диаметром расточки 50 — 100 мм выполняют толщиной 2 — 5 мм.

В углубленные пазы 9 и основные пазы

12 установлена короткозамкнутая клетка 2, выполненная из одного токопроводящего материала.

В результате создания в кольцевом ярме магнитопровода участков с неодинаковой магнитной проводимостью при повороте ротора происходит пульсация намагничивающего тока и соответственно тока потребления несущей частоты питания nay (кривая 13, фиг. 6) асинхронного электродвигателя. Поскольку изменение тока связано с изменением;индуктивного сопротивления взаимоиндукции, которое пульсирует с двойной частотой скольжения S, то и ток I оказывается модулирован этой частотой с коэффициентом кратности, равным 2.

Таким образом, в потребляемом. токе !формируется полезный сигнал, модулированный двойной частотой скольжения 2S (кривая 14), по частоте которого судят о скорости вращения п1 или абсолютном скольжении ротора S, а тсигнала = 2 (Ьит.

1вращ) = 2S где 1пит — частота питания, Гц;

1аращ частота вращения ротора электродвигателя, Гц. При этом отношение cqпротивлений магнитной цепи при насыщении по продольной и поперечной осям находятся на уровне 1, 4, что подтверждается характером зависимости изменения магнитного сопротивления от угла поворота реального ротора электродвигателя при токе потребления 1,5А (на фиг. 7).

При переходе асинхронного электродвигателя в нормальный рабочий режим в его магнитной системе насыщение практически отсутствует. В этом случае исчезает различие магнитных сопротивлений по про- дольной и поперечной осям и исчезают условия для возникновения реактивного момента, что обеспечивает получение на наиболее высоком уровне характеристик асинхронного электродвигателя в рабочем режиме. Выполнение в магнитопроводе 1 согласно предложенных признаков расположения пазов 9 и 12 вносит в магнитопровод минимальные искажения, что обеспечивает возможность получения повышенного КПД электродвигателя, Рекомендуемые отношения также обеспечивают в реальной системе управляемого разгона получение требуемого полезного сигнала M при заданных режимах работы (по току, скольжению, частоте) в широком диапазоне скоростей вращения с учетом конструктивно-технологических ограничений.

Кроме того, наличие полезного сигнала о скорости вращения (скольжении) позволяет существенно уменьшить нежелательные динамические моменты, связанные с установлением требуемой рабочей скорости вращения ротора электродвигателя после переключения с форсированного на рабочий режим питания при постоянной частоте, Практически это позволяет в необходимых случаях обеспечить рабочий режим сразу после завершения режима разгона.

Предлагаемая конструкция.электродвигателя наряду с повышением КПД позволяет в

5 — 10 раз повысить допустимую скорость вращения ротора, повысить монолитность магнитопровода с литой короткозамкнутой клеткой за счет упрощения конструкции магнитопровода и обеспечить оптимальный уровень полезного сигнала скольжения в токе потребления, что позволяет снизить намагничивающий ток, повысить коэффициент мощности машины, Таким образом, изобретение позволяет повысить КПД асинхронного электродвигателя и одновременно

1638765 совместить его с функцией датчика скольжения в режимах разгона, упростить технологию изготовления ротора и повысить надежность электрической машины.

Формула изобретения

Короткозамкнутый асинхронный электродвигатель, содержащий двухполюсный статор и ротор с магнитопроводом, имеющим ярмо и пазы, часть из которых в зоне каждого полюсного деления выполнена углубленными, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД за счет минимизации искаЖений магнитоп ро вода для со5 здания сигнала в динамически форсированном режиме разгона, число углубленных пазов равно 1/3 от их общего числа, а высота ярма под углубленными пазами — не более

2/3 высоты ярма магнитопровода под ос10 тальными пазами.

1638765

1638765

45 УО Ж ФР ЛУ 870 Pf ЯУ

Риг7

Составитель А. Кузьмин

Техред М.Моргентал Корректор Т.Малец

Редактор М.Келемеш

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

Заказ 931 Тираж 336 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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