Электродвигатель переменного тока

Электродвигатель переменного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Севатсник

Сециалистичесник

Республик

4i ль

Ф.

К АВТОУСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 24.07.79 (21) 2800677/24-07 Р М

3 с присоединением заявки Н9 (23) Приоритет

Н 02 К 19/06

Государственный комитет

СССР по аелаи изобретений н открытий

Опубликовано 1505.81. Бюллетень Н9 18

Дата опубликования описания 15. 05. 81 (53) УДК 621. 313..323(088.8) (72) Авторы изобретения

В.М. Зайчик, A.Añ :Коршунова и Г.И. Само (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к электрическим машинам переменного тока, в частности к двигателям с цилиндри ческими катушками возбуждения."

Известен электродвигатель переменного тока, статор которого выполнен из магнитомягкого материала и состоит нз двух одинаковых половинок, внутри которых размещается обмотка возбуждения, выполненная в виде цилиндрической катушки. На каждой половине статора имеются зубцы (выступы), равномерно распределенные по окружности. На валу закреплен плоский цилиндрический магнит с выемками, число которых равно числу зубцов одной половины статора.

Магнит ротора намагничен таким образом, что центральное отверстие имеет одну полярность, а все выступы, обращенные к воздушному зазору, противоположную 511.

Недостатком этого электродвигателя является неопределенность направления вращения вала, так как оно зависит от положения ротора и от полярности напряжения в момент включения.

Известны также электродвигатели переменного тока, содержащие статор в виде магнитопроводящего сердечника с кольцевыми канавками, в которых размещены кольцевые катушки, соединенные последовательно с вентилями и фазосдвигающими элементами, и эксцентрично расположенный относительно статора полый ротор (2(.

Недостатками данных электродвигателей являются сложность устройства статорной системы, что делает конструкцию нетехнологичной; ограниченность функциональных возможностей из-за того, что частота вращения определяется только четным числом; ограниченность эксплуатационных возможностей; обусловленная тем, что нельзя изменить частоту вращения двигателя путем замены одного лишь ротора при неизменном статоре.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей, состоящее в получении частоты вращения кратной целому числу .(в том числе и нечетному).

Указанная цель достигается тем, что ротор выполнен из разделенных немагнитными промежутками магнито3О проводящих полос, установленных по

830616

Nl — arctg — и

NI с = arctg —

30 где I — осевая длина рабочей части ротора, м;

N " число магнитопроводящих полосок ротора;

0 — диаметр ротора, м.

Ротор 9, изображенный на фиг.1 и

2, содержит восемь магнитопроводящих полос 10, т.е. и = 8, однако в общем случае может быть любым целым числом. Последовательно с каждой катушкой 2-7 включен соответствующий вентиль 12. В катушках 2-4 вентили включены встречно по отношению к вентилям катушек 5-7. Кроме того, к паре катушек 2 и 5 (см.фиг.3) подключен фазосдвигающий элемент 13 (ФЭ), за счет чего ток, протекающий по этому элементу, опережает по фазе приложенное напряжение на 60® (при надлежащем выборе величины фазосдвигающего элемента), причем в течение одного полупериода -ток протекает по катушке 1, а в течение другого полупериода — по катушке 5 (как показано на фиг .4 линиями I< и I ) . К паре катушек 3 и б (см.фиг.3) подключен. фазосдвигающий элемент 14 (ФЭ),который обеспечивает совпадение фазы тока, протекающего по этому элементу с фазой приложенного напряжения.При этом в течение одного полупериода ток протекает по катушке 3, а в течение другого полупериода — по катушке 6 (как показано на фиг.4 линиями i и Ig ) . К паре катушек 4 и и об/мин.

601 й

Например, если f = 50 Гц, то при

N = 8 получим

60 п 8 = 375 об/мин, 60 50 а при и 9 получим

333,3 об/мин. винтовой линии с углом подъема,определяемым нз соотношения где I — длина рабочей части ротора,м;

0 — диаметр- ротора,м;

И вЂ” число магнитопроводящих полос.

На фиг. 1 представлен двигатель, общий вид; на фиг. 2 — развертка ротора; на фиг. 3 — электрическая схема включения катушек обмотки статора; на фиг. 4 — графики, определяющие характер токов в катушках.

Статор 1 электродвигателя содержит шесть катушек 2-7, намотанных на магнитопроводящий сердечник 8. Ротор

9, установленный эксцентрично относительно статора 1, содержит магнитопроводящие полосы 10, каждая из которых направлена по винтовой линии и отделена друг от друга немагнитными промежутками 11. Как видно из фиг.2, верхний срез каждой магнитопроводящей полосы 10 расположен над нижним срезом соседней с ней полосы 10.угол подъема винтовой линии при этом ра-. вен

7 (см.фиг.3) подключен фазосдвигающий элемент 15 ФЭ, за счет чего ток, протекающий по этому элементу, отстает по фазе от приложенного напряжения на 60 . В течение одного полупериода ток протекает по катушке 4, а в течение другого полупериода— по катушке 7 (как показано на фиг.4 линиями I+ и I> ).

Из изложенного следует, что мак10 симальные значения тока чередуются (по абсолютной величине) в такой последовательности ) -) -i -1 т- i - з- лфиг.4). Следовательно, ток сначала достигает максимума в катушке 2.

При этом ротор располагается так, как показано на фиг.1, т.е. магнитопроводящая полоса 10 занимает положение, при котором наименьший зазор между полосой 10 и статорным сердечником 8 имеет место в зоне катушки 2. Затеи ток достигает максимума в катушке 3. В этот момент магнитопроводящая полоса 10 занимает положение, при котором наименьший зазор между полосой 10 и статорным сердечником S имеет место в зоне катушки 3, т.е. происходит

360 поворот ротора 9 на „„, где К общее число катушек. Для случая, представленного на фиг.1, N = 8, К = б, угол поворота ротора 9 за промежуток времени и t (см.фиг .4)

35 составит 8 б = 7,5 (против часо360 о вой стрелки). Аналогично за время . t> угол поворота составляет 7,5О и.т.д. За полный период времени Т, показанный на фиг.4, 40 (т=ь+„+а+ + д+э а+л+М +4+а) угол поворота ротора 9 составляет

7,5 (или иначе — угол поворота о

360 360 о о ротора составляет = 45 ) и

По истечении периода T,ïðîèñõîäèò перемещение ранее упомянутой магнитопроводящей полосы 10 из положения А в положение Б (см.фиг.1), а в положении A оказывается уже со5() седняя IIGIIoca 10 (расположенная справа от ранее упомянутой) и процесс поворота ротора 9 повторяется.

Таким образом, при частоте питания частота вращения и ротора 9 сос55 тавляет

830616

Для обычных синхронных машин (при

50 Гц) частоту вращения

333,3 об/мин вообще получить невозможно, так как их частота вращения определяется как отношение — где p — число пар плюсов (т.е.

60f р величина 60f делится на четное число).

Таким образом, функциональные

:возможности предлагаемого изобрете ния шире, чем в случае обычных синхронных электродвигателей. Кроме того, данное изобретение позволяет осуществить сочетание роторов с различными числами магнитопроводящих полос 10 (т.е. с разными значениями й) с одним и тем же статором 1. В обычных синхронных двигателях такой воэможности нет ° Следовательно, в предлагаемом изобретении эксплуатационные воэможности также шире °

Формула изобретения

Электродвигатель переменного тока, содержащий статор в виде маг15 нитопроводящего сердечника с кольцевыми канавками, в которых размещены кольцевые катушки, соединенные последовательно с вентилями и фаэосдвигающими элементами, и эксцентрично расположенный относительно статора полый ротор, отличающийс я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей двигателя, ротор выполнен из разделенных немагнитными промежутками магнитопроводящих полос, установленных по винтовой линии с углом подъема, определяемым из соотношения

NI а гсй9 — у

ХО где — длина рабочей части ротора, м;

0 — диаметр ротора, м;

И вЂ” число магнитопроводящих

20 полос °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии Р 38-4964, кл. 55А, 1964.

25 2. Патент США Р 3092743, кл. 310-162, 1968.

830616 ие

Составитель В. Трегубов

Редактор Л. Т орина Техред Ж.Гаврилешко Корректор Н. Стец

Заказ 2899/32 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проект ная,4