Асинхронный электродвигатель

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к асинхронным электродвигателям со сферическим полым короткозамкнутым ротором. С целью расширения применения за счет регулирования частоты вращения ротора изменением его активного сопротивления на поверхность ротора 1 нанесено фоторезистивное покрытие 2, дуговые статоры 6 закреплены через датчики 5 момента на корпусе 3, при этом дуговые статоры выполнены из отдельных пакетов и между ними уложены световоды 7, соединенные с источниками 8 света 1 з п.ф-лы 1 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

- c-

4 (л) 4

0с, ф (21) 4494464/07 (22) 17.10.88 (46) 30.05.92. Бюл. ¹ 20 (71) Самарский авиационный институт им.акад.С,П.Королева (72) А.Е,Дубинин, П.Е.Молотов, А.И.Лукенюк, В.Г.Чумак и М.Н,Дюкель (53) 621.313.3.333.2 (088.8) (56) Брускин Д.Э. и др. Электрические машины, Ч,I,Ó÷åáíèê для вузов. M,: Высшая школа, 1987, с.216,258.

Шереметьевский Н.Н,Проблемы создания шарового двигателя-маховика для управления положением космического объекта. — Всемирный электротехнический конгресс, М„21-25 июня 1977. Ы 1737641 А1 (54) А С И Н Х P О Н Н Ы Й Э Л Е КТ P ОД В И ГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к асинхронным электродвигателям со сферическим полым короткозамкнутым ротором. С целью расширения применения за счет регулирования частоты вращения ротора изменением его активного сопротивления на поверхность ротора 1 нанесено фоторезистивное покрытие 2, дуговые статоры 6 закреплены через датчики 5 момента на корпусе 3, при этом дуговые статоры выполнены из отдельных пакетов и между ними уложены световоды 7, соединенные с источниками 8 света.

1 з.п.ф-лы. 1 ил.

1737641

Изобретение относится к электротехнике, гироскопии и может найти применение в качестве трехстепенных исполнительных органов в высокоточных системах управления угловым движением подви>кных объектов.

Известен асинхронный электродвигатель, содержащий корпус, статор с обмоткой возбуждения, ротор с обмоткой и контактные кольца. Регулирование частоты вращения электродвигателя осуществляется изменением активного сопротивления ротора путем включения в цепь обмотки ротора пускового реостата.

Введение в цепь обмотки ротора добавочного сопротивления облегчает пуск двигателя, но существенно усложняет конструкцию, а наличие скользящих контактов ухудшает его работу. Кроме того, регулирование двигателя осуществляется только в момент его пуска.

Известен асинхронный электродвигательь с двойной короткоза -:кнутой обмоткой. содержащий корпус, статор с обмоткой возбуждения, ротор с рабочей короткозамкнутой обмоткой и пусковой короткозамкнутой обмоткой. Увеличение пускового момента в этом электродвигателе осуществляется при помощи пусковой короткозамкнутой обмотки, изменяющей повышенное активное сопротивление, которая автоматически отключается в процессе работы.

Недостаток этой конструкции заключается в невозможности регулирования частоты вращения и вращающего момента во время работы двигателя.

Наиболее близким к предлагаемому является асинхронный электродвигатель, содержащий корпус, дуговые статоры по трем координатным осям, полый короткозамкнутый сферический ферромагнитный ротор с медным покрытием и бесконтактным электромагнитным подвесом, дуговые статоры тахогенераторов по трем степеням свободы.

Изменение частоты вращения ротора и определение его направления вращения по трем осям производится тремя тахогенераторами. Медное покрытие ротора двигателя улучшает его пусковые характеристики, но не позволяет регулировать частоту вращения и вращающий момент во время работы двигателя.

Цель изобретения — расширение применения путем регулирования частоты вращения изменением активного сопротивления короткозамкнутого ротора и обеспечение максимального вращающего момента во всем диапазоне регулирования частоты вра15

55 щения ротора путем изменения наклона механической характеристики.

Поставленная цель достигается тем, что в асинхронном электродвигателе, содержащем корпус, гладкий полый сферический ротор с покрытием и бесконтактным подвесом, дуговые статоры по трем координатам с трехфазными обмотками возбуждения, дополнительно введены датчики момента, источники света, сравнивающие элементы, задатчики момента, расширяющие элементы, источники питания и световоды, выходы которых обращены к поверхности ротора, а входы соединены с источниками света, статоры двигателя крепятся к корпусу через датчики момента, выходы которых соединены с первыми входами сравнивающих элементов, вторые входы которых связаны с задатчиками моментов, а выходы регулирующих элементов связаны с источниками света, Использование в асинхронном двигателе фоторезистивного покрытия ротора, источников света, световодов, расположенных в ме>кпакетных пространствах дуговых статоров, позволяет расширить применение двигателя путем регулирования частоты вращения изменением активного сопротивления активного короткозамкнутого ротора.

Использование в асинхронном двигателе датчиков момента, задатчиков момента, сравнивающих и регулирующих элементов, источников питания позволяет посредством регулирования освещенности ротора осуществлять не только пуск асинхронного электродвигателя при максимальном моменте, но и поддер>кивать величину электромагнитного вращающего момента электродвигателя максимальной при изменяющихся нагрузках путем изменения наклона механической характеристики.

На чертеже представлена конструкция асинхронного двигателя и принципиальная схема его управления для одной из координатных осей. По двум остальным осям схемы управления аналогичны.

Асинхронный двигатель содер>кит полый короткозамкнутый сферический ротор 1 с фоторезистивным покрытием 2. Корпус 3 трехкоординатного электродвигателя охватывает ротор 1. К корпусу 3 крепятся электромагнитные подвесы 4 и через датчики 5 момента установлены дуговые статоры 6, расположенные в трех взаимно перпендикулярных полостях и выполненные из отдельных пакетов, В межпакетных пространствах статоров 6 размещены световоды 7, входы которых находятся у источников 8 света, а выходы обращены к поверхности ротора 1. Выходы датчиков 5

1737641 момента и выходы задатчиков 9 момента соединены со сравнивающим элементом

10, входы регулирующего элемента 11 соединены с выходами сравнивающего элемента 10 и источника 12 питания, а выход соединен с источником 8 света, Асинхронный двигатель работает следующим образом.

При подаче напряжения переменной частоты на электромагнитные подвесы 4 поверхности опор начнут производить изгибные колебания. При этом в зазоре между поверхностью сферического ротора 1 и поверхностью подвесок 4 происходит эффект сдавливания воздушной среды зазора, Образующаяся при сдавливании тонкая газовая пленка является смазкой с очень низким коэффициентом трения, При подаче переменного напряжения на обмотки дуговых статоров 6 в них создается бегущее электромагнитное поле, которое индуцирует в роторе 1 вихревые токи. На короткозамкнутый ротор 1 с индуцированными в нем токами действуют электромагнитные силы, образующие вращающий момент по соответствующей оси координат, Фоторезистивное покрытие 2, нанесенное на поверхность ротора 1. изменяет свое активное сопротивление в зависимости от интенсивности светового потока, передаваемого от источника 8 света через световоды

7 к поверхности ротора 1. В результате этого изменяется ток короткозамкнутого ротора 1, что в свою очередь приводит к изменению частоты вращения ротора 1.

Электромагнитный вращающий момент, приложенный к ротору 1 по соответствующей оси, вызывает появление реактивного момента, передаваемого на корпус 3 через статор 6 и датчики 5 момента. На выходе датчиков 5 момента появляются сигналы, пропорциональные вращающим моментам. При нагружении двигателя по соответствующей координатной оси электромагнитный вращающий момент уменьшается. При этом соответственно уменьшается скорость вращения ротора 1 по соответствующей координатной оси и реактивный момент, передаваемый на корпус 3. Уменьшается воздействие на датчики 5 момента и уменьшается сигнал с них.

Уменьшение сигнала с датчиков 5 момента приводит к увеличению напряжения на выходе сравнительного элемента 10, которое приводит к увеличению напряжения, подаваемого с источника 12 питания на выход регулирующего элемента 11 и, соответ50 ния, статоры закреплены на корпусе через

5

25.

45 ственно, на источник 8 света, Источник 8 света увеличивает яркость свечения, свет от источника 8 поступает через световоды 7 на фоторезистивное покрытие 2 и уменьшает его сопротивление. B результате этого увеличивается ток короткозамкнутого ротора 1 и электромагнитный вращающий момент.

Ротор 1 увеличивает скорость вращения, т.е. изменение освещенности ротора 1 приводит к изменению наклона механической характеристики асинхронного электродвигателя, обеспечивая максимальный вращающий момент во всем диапазоне регулирования частоты вращения ротора 1.

Результирующая механическая характеристика асинхронного электродвигателя получается жесткой. Задатчик 9 момента задает на своем выходе напряжение, пропорциональное вращающему моменту электродвигателя на холостом ходу.

Формула изобретения

1. Асинхронный электродвигатель, содержащий корпус, дуговые статоры по трем координатным осям; полый короткозамкнутый сферический ферромагнитный ротор с покрытием на внешней поверхности и электромагнитным подвесом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения применения, путем регулирования частоты вращения изменением активного сопротивления короткозамкнутого ротора, электродвигатель дополнительно снабжен световодами и источниками света, дуговые статоры выполнены из отдельных пакетов. в межпакетных пространствах размещены световоды, входы световодов находятся у источников света, выходы обращены к поверхности ротора, а покрытие ротора выполнено фоторезистивным, 2, Электродвигатель по п,1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью обеспечения максимального вращающего момента во всем диапазоне регулирования частоты вращения ротора путем изменения наклона механической характеристики, электродвигатель дополнительно снабжен датчиками момента, задатчиками момента, сравнивающими и регулирующими элементами, источниками питадатчики момента, выходы последних и выходы задатчиков момента соединены со сравнивающим элементом, входы .регулирующего элемента соединены с выходами сравнивающего элемента и источника питания, а выход соединен с источником света.