Электродвигатель

Электродвигатель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИ

ИЗОБРЕТЕН И

Союз Сооетскиз

Социзлистическик

Республик

К ПАТЕНТУ

Зависимый от №

Заявлено 19.Ч.1966 (№ 1077118/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 14ЛХ.1967. Бюллетень №

Дата опубликования описания 6.II.19á8

Комитет по делам изобретений и открытий при Сосете Иинистроо

СССР.12

Авторы изобретения и заявители

Иностранцы

Жан Жарре и Жак Жарре (Франция) ЭЛ ЕКТРОДВ И ГАТЕЛ Ь

Известны электродвигатели, включающие в себя статор с магнитной системой в виде отдельных шихтованных пакетов, на которых расположена якорная обмотка, питаемая от сети постоянного тока через полупроводниковый коммутатор, кольцевую обмотку возбуждения и шихтованный зубчатый ротор. Противоэлектродвижущая сила, наведенная в якорной обмотке изменениями магнитного потока вследствие передвижения зубцов ротора, периодически изменяется, причем частота изменений связана со скоростью вращения ротора, в результате чего вращающий момент, который возникает при данном значении тока, непостоянный.

Для обеспечения постоянства вращающегося момента при заданном значении тока нагрузки предлагаемый двигатель выполнен с числом пакетов статора, кратным четырем, и с числом зубцов ротора, в четыре раза меньшим числа пакетов статора, а па каждом пакете расположено по две бифилярно намотанных обмотки. При этом обмотки каждых четырех пакетов статора соединены в одну группу и подключены к коммутатору. Обмотки каждой группы, намотанные в одном направлении, соединены попарно-последовательно.

На фиг. 1 схематически изображен двигатель, осевой полуразрез; на фиг. 2 дан полуразрез по А — А (вид слева верхней части), чтобы показать пакеты статора, и по линии

Б — Б в нижней части, чтобы показать зубцы ротора; на фиг. 3 представлена принципиаль5 ная схема включения обмоток пакетов статора двигателя и устройства для синхроннои коммутации этих обмоток; на фиг. 4 — кривая, полученная путем эксперимента, изображающая электродвижущие силы, наведенные

10 в обмотках двух пар смежных пакетов статора, при перемещении одного зубца ротора машины.

Ротор 1 содержит цилиндрический сердечник 2, жестко связанный с валом >, несущим

15 шарикоподшипники 4 и 5, и два фланца 6 и

7, расположенные симметрично относительно плоскости, перпендикулярной осн 8, каждый флапец снабжен восемью зубцами, соответственно 9 и 10.

20 Кольцевидный статор расположен в пространстве между сердечником 2 и фланцами 6 и 7 и прикреплен к корпусу 11, имеющему лапы 12. Сердечник статора состоит из 32 пакетов, обозначенных индексами 18 — 36 (на чер25 теже показаны не все), на которых расположено по две встречно намотанных обмотки, как это показано на фиг. 3.

В кольцевидпом пространстве между частью фланцев 6 и 7, не оснащенных зубцами, рас30 положена обмотка возбуждения 86, ось кото202794 рой параллельна оси 8 двигателя. Зубцы ротора состоят из пластин листового железа, разделенных слоем изоляционного материала, При этом коэффициент заполнения зубцов железом должен быть порядка 0,5 — 0,85. Форма зубцов ротора и пакетов статора такова, что площадь пакета, покрытая одним зубцом, изменяется,при угловом перемещении зубца линейно в каждой половине пакета, возрастая в течение первой половины и уменьшаясь в течение второй половины с тем же абсолютным значением наклона.

Обмотки, соответствующие каждой из восьми групп в двух парах пакетов, соединены параллельно с выходными клеммами 87 — 44 устройства, Пакет 18 имеет две обмотки 45 и 46, намотанные в обратных направлениях; обмотки 47, 49, 51 пакетов 14 — 16 намотаны в том же направлении, что и обмотка 45, а обмотки 48, 50 и 52 — в том же направлении, что и обмотка 46. Обмотка обратного направления пакетов И и 15 с одной стороны, пакетов 14 и 16 с другой соединены последовательно, т. е, обмотка 45 — с обмоткой 50, обмотки 47, 49 и

51 — соответственно с обмотками 52, 46 и 48.

Если, отьединив коммутирующее устройство, питая при этом возбуждающую обмотку

36, вращать ротор с таким расчетом, чтобы зубец 9 проходил перед пакетами 13 — 16, то напряжения, возникающие между клеммами 87, 42 обмоток 45 и 50, соединенных последовательно, представляются зависимостью, изображенной на фиг. 4 сплошной линиеи, а напряжения, возникающие между клеммами 89 и 43 обмоток 47 и 52, соединенных последовательно, — прерывистой линией.

Как видно из графика эти сигналы имеют форму, близкую к трапецеидальной, что упрощает коммутацию; коммутирующее устройство предназначено для пропускания токов через обмотки каждого пакета, ампер-витки которых слагаются с ампер-витками неизменяемого тока возбуждения, когда покрытая зубцом площадь пакета увеличивается, и вычитаются, когда эта поверхность уменьшается.

Чтобы показать характерный момент коммутации этих обмоток синхронно с вращением ротора, на фиг. 3 изображен один зубец 9 ротора, оставляющий пакет 18 совершенно непокрытым, и следовательно, целиком покрывающий пакет 15 и половину площади каждого из пакетов 14 и 16. Предполагается, что ротор вращается в прямом направлении. Двигаясь от указанного положения, зубец 9 находит на лакет 13 и отходит с пакета 15, причем изменение покрытой поверхности каждого из пакетов 14 и 16 в связи с движением зубца меняет знак.

Коммутационное устройство B Yëþ÷àñ T источник постоянного тока, который циклически питает четыре последовательные комбинации обмоток пакетов И вЂ” 16. Устройство, изображенное на фиг. 3, представляет собой сочетание двух пар контактов 58, 54 и 55, 56 с двумя кулачковыми токораспределителями 57 и 58, имеющими круглый профиль и синхронизированными с вращением ротора с таким расчетом, чтобы они вращались в том же направ5 ленин со скоростью в восемь раз большей, причем между ними существует сдвиг фаз в —

Токораспределитель 57 подключает попеременно к положительному зажиму источника

10 59 вход 87 обмотки 45 пакета И посредством контакта 58 и вход 41 обмотки 49 пакета 15 при помощи контакта 54. Токораспределитель

57 подключает попеременно к отрицательному зажиму источника 59 с запаздыванием на

15 четверть оборота относительно токораспределителя 58 выход 42 обмотки 48 пакета 14 посредством контакта 55 и выход 43 обмотки 52 пакета 16 при помощи контакта 56. Клеммы

88, 89, 42 и 44 соединены вместе, Таким обра20 зом, когда контакт 58 замкнут, обмотки 45 и 50 соединены последовательно и поочередно с обмотками 47 и 52 посредством контакта 56 и с обмотками 51 и 48 посредством контакта

55. Когда контакт 54 замкнут, обмотки 49 и

25 46 соединены поочередно-последовательно с обмотками 51 и 48 посредством контакта 55 и с обмотками 47 и 52 — посредством контак та 56.

Контакты 58 и 54 одновременно находятся

30 в замкнутом и разомкнутом положениях соответственно. Это происходит каждый раз, когда зубец 9 приходит по отношению к пакетам

13 16,в положение, указанное на фиг. 3, т. е. каждую восьмую оборота ротора. Обратное

35 срабатывание контактов наблюдается после того, как зубец продвинется на два пакета, т. е. после того как ротор повернется на j>q оборота от этого положения. Контакт 55 замыкается, а контакт 56 размыкается при

40 продвижении зубца на один пакет по отношению к зубцу 9, изображенному на фиг. 3, т. е. на 1/> оборота позднее; обратное срабатывание контактов происходит позднее на 1/ 1 оборота ротора.

45 Таким образом, совокупность обмоток 45, 50 и 46, 49 дает сигнал, близкий к трапецеидальному, а совокупность обмоток 47, 52 и 48, 5I дает сигнал, близкий к трапецеидальному той же частоты, но сдвинутый по фазе на 1/q

50 оборота или на половину периода по отношению к предыдущему.

В положении, изображенном на фиг. 3, обмотки 45 и 50, в которых зарождается сигнал с положительным наклоном, питаются чри

55 помощи контактов 53 и 56 последовательно с обмотками 47 и 52, дающими сигнал, наклон которого меняет знак и становится отрицательным, в то время как обмотки 49 и 46 отключены размыканием контакта 54.,После по60 ворота ротора на /.» оборота, и следовательно, на четверть оборота токораспределителей

57 и 58 обмотки 47 и 52 отключены размыканием контакта 56, в то время как обмотки

45 и 50, сигнал которых меняет наклон, сое65 динены последовательно с обмотками 51 и 52

202794 замыканием конпгакта бЗ и т. д. Общая электродвижущая сила, следовательно, постоянна, поскольку время коммутаций незначительно.

Так как ток, подаваемый источником 59, постоянный, крутящий момент двигателя тоже гостоянный.

Предмет изобретения

1. Электродвигатель, включающий в себя статор с магнитной системой в виде отдельных шихтованных пакетов сердечников, на которых расположена якорная обмотка, питаемая от сети постоянного тока через полупроводниковый коммутатор, кольцевую обмотку возбуждения и шпхтованный зубчатый ротор, отличающийся тем, что, с целью обеспечения постоянства вращающего момента при заданном значении тока нагрузки, двигатель выполнен с числом пакетов статора, кратным четырем,и с числом зубцов ротора, в четыре раза меньшим числа пакетов статора, а на каждом пакете статора расположено по две бифилярно намотанных обмотки, причем обмотки каждых четырех пакетов статора соединены в одну группу и подключены к коммутатору.

2. Электродвигатель по п. 1, от гггчающийся тем, что обмотки каждой группы, намотанные в одном направлении, соединены попарно-по15 следовательно.

202794

Аа. о

Редактор Т. Ларина

Заказ 4658/19 Тираж 535 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Г. Бокман

Техред Т. П. Курилко

Корректоры Г. И. Плешакова и Е, Н. Гудзова