Синхронный реактивный электродвигатель

 

Изобретение относится к электрическим машинам, не имекяцим возбуждения на роторе. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем получения удвоенного значения скорости вращения. Электродвигатель содержит статор 1, на котором расположена обмотка 2. Ротор 3 имеет полюсные выступы 4, число которых равно числу пар полюсов обмотки статора, а длина полюсной дуги выступа 4 должна составлять около половины двойного полюсного деления. Катушки обмотки 2 статора 1 одной из полярностей смет щены вдоль его окружности в одном .направлении и на равные расстояния относительно среднего положения между катушками противоположной полярности . Катушки обмотки 2 могут быть выполнены с укороченньичи шагами, исключающими взаимное перекрытие катушек различных полярностей. Величина смещения катушек может составлять половину полюсного деления. В данном СЛ изобретений появляется возможность получения /дополнительной частоты вращения простыми средствами. 2 з.п, ф-лы, 2 шт. ф1/г.1

ИЩА 4 а

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51)4 Н02 К 19 06

KFr.1 "1-::"; Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К.ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ k ОТНРЫТИЙ (21) 3638690/24-07 (22) 01 09.83 (46) 07. 10.86. Бюп. Му 37 (72) Ю. В. Мордвинов (53) 621. 313. 322 (088. 8) (56) Завалишин Д.А. и др. Электричес кие машины малой мощности, И.Л, ГЭИ, 1964, с.230-233.

Кононенко Е.В. Синхронные реактивные машины. И.: Энергия, 1970, с.5-6. (54) СИНХРОННЫЙ РЕАКТИВНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электрическим машинам, не имеющим возбуждения на ротор е. Цель изобр е те ния — расширение функциональных возможностей путем получения удвоенного значения скорости вращения. Электродвигатель содержит статор 1, на котором расположена обмотка 2. Ротор 3 имеет полюсные выступы 4, число которых равН0 числу пар полюсов обмотки статора, а длина полюсной дуги выступа 4 должна составлять около половины двойного полюсного деления. Катушки обмотки

2 статора 1 одной из полярностей сме-. щены вдоль его окружности в одном направлении и на равные расстояния относительно среднего положения между катушками противоположной полярности. Катушки обмотки 2 могут быть выполнены с укороченными шагами, исключающими взаимное перекрытие катушек различных полярностей. Величина смещения катушек может составлять поЩ ловину полюсного деления. В данном изобретений появляется возможность получения дополнительной частоты вращения простыми средствами. 2 в.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к машинам, не имеющим возбуждения на роторе, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей.

На фиг.1 представлена электрическая схема однофазной обмотки двигателя; на фиг,2 — двигатель, поперечное сечение.

На статоре 1 расположена обмотка

2 (показаны ее лобовые части). Ротор

3 имеет полюсные выступы 4, число которых равно числу пар полюсов, Длина полюсной дуги выступа должна составлять около половины длины двойного полюсного деления.

Двигатель работает следующим образом.

Вращающий момент однофазного реактивного синхронного двигателя может быть определен выражением

1 (П ° 2

М=- — ——

2 88 (1) где L — индуктивность обмотки двигателя; — ток в обмотке двигателя;

8 — угловая координата, определяющая положение ротора °

Индуктивность

L=L LzsinK8; (2)

i=I созе ; (3)

6=at+8 (4) где L — постоянная составляющая; — переменная составляющая индуктивности;

I — амплитудное значение тока; — время;

8 - начальное значение угла 8

Я вЂ” угловая частота питающего напряжения;

Й вЂ” синхронная угловая скорость вращения двигателя.

Путем подстановки (2) — (4) в выражение (1) можно получить

M= — — — cosK(Slt+а ) cos ut

KLg I 1

2 о и после преобразований

М=М,„12созк(п + 8„) + cos ((Кй+2И) t+

+К e,)+cos P(Kq-2а) а+Ке. Ц, К1 ч где M =-- ш

8 полагая

Kg+2@=0 или Кй-2@=0, (5) можно получить

М=М„„(2соз(2ы1-Ка )+соя(4сХ+КЮ ) +

++coossK8 ).

262647

Выражение для момента при выполнении условия (5) ноказывает, что момент содержит постоянную составляющую

М=М„соз КЕ обуславливающую поддержание вращения ротора, Иэ условия (5) можно получить, что

Я

Р,= 2

Величина параметра К зависит от числа полюсных выступов ротора. В известных реактивных синхронных двигателях число полюсных выступов ротора равно числу полюсов статора.

При этом величина параметра К также равна этому числу. В данном двигателе число полюсных выступов ротора равно числу пар полюсов статора, благодаря чему может быть достигнуто .уменьшение в два раза параметра К и соответственно увеличиние в два раза скорости вращения двигателя.

Вторым условием, необходимым для получения указанного эффекта, явля25 ется неравномерное распределение кату ,шек каждой фазы обмотки статора на протяжении двойного полюсного деления, Оптимальным является распределе30 ние, при котором активные стороны всех катушек, принадлежащих катушечным группам двух соседних разноименных полюсов, размещаются на протяже/ нии половины двойного полюсного де35 ления статора, а его вторая половина остается незанятой обмоткой этой фазы.

При выполнении указанных условий значение параметра К равно числу пар

40 полюсов обмоткй статора. Вследствие этого частота вращения

1201

n====== р Ф, где n - частота вращения двигателя, 45 об/мин; — частота питающего напряжения, Гц;

Р— число пар полюсов обмотки статора.

Согласно этому выражению при частоте питающего напряжения 50 Гц значения Р=1, 3, 5 соответствуют частотам вращения 6000 2000; 1200 об/мин, недостижимым для известных синхрон55 ных двигателей

Обмотка двигателя выполняется аналогично -обмоткам обычных двигателей этого типа нз катушечных групп, сос47

2. Электродвигатель по п. 1, о т— л и ч а ю шийся тем, что катушки обмотки статора выполнены с укороченными шагами, исключающими взаI ямное перекрытие катушек различных полярностей.

3. Электродвигатель по пп. 1и 2, отличающийся тем, что величина смещения катушек одной из полярностей относительно среднего положения между катушками противоположной полярности составляет половину полюсного деления.

3 12б26 тавленных из одной или нескольких катушек, распределенных по пазам сердечника статора. Для однофазного двигателя такую обмотку можно получить из обычной однофазной обмотки с катушечными группами обеих полярностей путем попарного исключения половины ее катушечных групп. Пометив катушечные группы исходной обмотки в порядке их следования вдоль окруж- 10 ности расточки статора цифрами

1-1-0-0-1.-1-0-0 и т.д., нужно исключить все катушечные группы, помеченные цифрой О. Полученная обмотка будет иметь в два раза меньшее число полюсов чем исходная.

Двигатель может выполняться многофазным. Обмотка ш-фазного двигателя выполняется путем укладки на статоре

m-однофаэных обмоток. Обмотки двух соседних фаз укладываются с относительным сдвигом по окружности расточки статора на две m-части двойного

720 полюсного деления, т.е. на — — эл.град. ш г5

Исключение из этого правила составляет двухфазная обмотка, которая при определениивеличины относительного сдвига должна рассматриваться как четырехфазная, Таким образом, дляЗ0 двухфазной обмотки относительный сдвиг по окружности статора составляет одно полюсное деление или

180 эл. град. Такая обмотка также может быть получена из однофазной обмотки обычного двигателя, с тем

35 различием, что для перехода к двухфазной обмотке катушечные группы, помеченные цифрой О, йе исключаются,а . выделяются в самостоятельную ветвь, используемую в качестве второй фазы об«40 мотки. Такое выполнение приводит к улучшению использования объема активной части по сравнению с однофазным двигателем, что позволяет повысить его . габаритную мощность.

Для трехфазной обмотки относитель- ный сдвиг фаз по окружности статора составляет 2/3 двойного полюсного

:деления или 240 зл .град . Это означает, что относительное расположение фаз этой обмотки сохраняется таким же как в трехфазных обмотках двигателей обычного исполнения, но изменяется порядок следования фаз.

Технико-экономический эффект от

<.зобретения заключается в возможности получения значений скорости вращения двигателя, которые ранее могли быть получены только с помощью более . сложных и дорогих устройств — машин двойного питания, коллекторных или вентильных двигателей, преобразователей или умножителей частоты, что расширяет функциональные возможности двигателя.

Ф о р м у л а. и з обретения

1. Синхронный реактивный электродвигатель, содержащий статор с обмоткой и ротор с явно выраженными полюсами, отличающийся тем, что, с целью расширения функци ональных возможностей путем получения удвоенного значения скорости вращения при данном числе полюсов обмотки статора электродвигателя, число полюсов ротора равно числу пар полюсов обмотки статора, а катушки обмотки статора одной из полярностей смещены вдоль окружности статора в одинаковом направлении и на одинаковые расстояния относительно среднего по ложения между катушками противопо:ложной полярности.

1262647

Составитель В.Трегубов

ТехредЛ.Сердюкова; Корректор М.Самборская

Редактор В.Иванова

Заказ 544 1/54 Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4