Синхронный редукторный электродвигатель

 

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к высокомоментным электродвигателям. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей двигателя путем обеспечения асинхронного пуска. Двигатель состоит из статора 1 с зубцами 2 и трехфазной обмоткой 3, ротора 4 с зубцами 5 и трехфазной короткозамкнутой обмоткой 6. Число пазов статора zi 27, ротора Z2 30. Обмотка статора соединена в звезду, образована сосредоточенными катушками по одной на зубце. Число фазных зон щ 3 с последовательно соединенными катушками Si 3, Катушки включены согласно, фазные зоны соединены последовательно. Обмотка ротора выполнена из сосредоточенных катушек по одной на одном зубце. Число фазных зон 02 - 2, включенных последовательно, Фазная зона ротора имеет 5 зубцов, образована $2 3 катушками. Катушки фазной зоны ротора соединены согласно. Такое включение катушек обеспечивает асинхронный пуск и обеспечивает расширение функциональных возможностей. 11 ил. V Ј VI ел 00 VJ 00 OJ Фиг 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5Пю Н 02 К 19/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4745840/07 (22) 03.10.89 (46) 30.08.92. Бюл. ¹ 32 (71) Новосибирский электротехнический институт (72)Д.Л.Калужский, А,В Казадаев, А.В.Комаров и В.В.Пастухов (56) Авторское свидетельство СССР № 936251, кл, Н 02 К 19/06, 1977.

Авторское свидетельство СССР № 1674321, кл. Н 02 К 19/06, 1989. (54) СИНХРОННЫЙ РЕДУКТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛ Ь (57) Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к высокомоментным электродвигателям. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей двигателя путем обеспечения асинхронного пуска. Двигатель состоит из

„„. Ж„„1758783 Al статора 1 с зубцами 2 и трехфазной обмоткой 3, ротора 4 с зубцами 5 и трехфазной короткозамкнутой обмоткой 6. Число пазов

- статора z> = 27, ротора г = 30, Обмотка статора соединена в звезду, образована сосредоточенными катушками по одной на зубце. Число фазных эон и) = 3 с последовательно соединенными катушками S> = 3, Катушки включены согласно, фаэные зоны соединены последовательно. Обмотка ротора выполнена из сосредоточенных катушек по одной на одном зубце. Число фазных зон п2 =- 2, включенных последовательно, Фаэная зона ротора имеет 5 зубцов, образована

S2 = 3 катушками. Катушки фазной зоны ротора соединены согласно. Такое включение катушек обеспечивает асинхронный пуск и обеспечивает расширение функциональных возможностей. 11 ил.

1758783

Изобретение относится к области электрических машин, а именно к высокомоментным электродвигателям, и может быть использовано, например, в низкоскоростных электроприводах, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей двигателя путем обеспечения асинхронного пуска.

На фиг. 1 показан общий вид двигателя; на фиг. 2 — схема соединения катушек в обмотке статора; на фиг. 3 — схема соединения катушек в обмотке ротора; на фиг, 4, 5— диаграммы МДС обмоток статора и ротора в произвольный момент времени; на фиг.

6-11 — ЭДС, наведенная в короткозамкнутой обмотке при вращении ротора.

Двигатель (фиг, 1) состоит из статора 1 с зубцами 2, в открытые пазы между которыми уложена трехфазная обмотка 3. Ротор

4 также выполнен с зубцами 5, в пазы между которыми уложена трехфазная короткоэамкнутая обмотка 6, Число пазов z1 статора 2 равно 27, число пазов ротора 4 zz = 30.

Трехфаэная обмотка статара 3 (фиг. 2) образована сосредоточенными катушками

7 — 33, расположенными по одной на каждом зубце 2. Каждая фаза обмотки 3 выполнена в виде n1 = 3 фазных эон, а фазную зону образуют S1 = 3 последовательно соединенные катушки, расположенные на соседних зубцах и включенные согласно "конец" с

"концом", "начало" с "началом". Все фазные зоны обмотки подкл1очены "началами".

Например, фаза А образована тремя фазными зонами, куда входят катушки 7, 8, 9, 16, 17. 18, 25, 26, 27. Первую фаэную зону образуют катушки 7, 8, 9, вторую фаэную зону образуют катушки 16. 17, 18, третью — 25, 26, 27. В пределах фазной зоны катушки включены согласно, то есть, например, "конец" катушки 7 соединен с

"концом" катушки 8, "начало" катушки 8— с "началом" катушки 9.

Все фазные зоны соединены между собой последовательно и "началами" подключены к выводам. Например, если эа

"начало" 1-й фазной зоны принять "начало" катушки, эа "начало" 2-й фазной заныв

"начало" катушки 16, а за "начало" 3-й фазной зоны — "начало" катушки 25, то все они подключены к выводу А одинаково, т,е. "началами".

На роторе 4 (фиг, 3) уложена трехфазная короткозамкнутая обмотка 6, выполненная иэ сосредоточенных катушек 34 — 36, 39 — 41, 44 — 46, 49 — 51, 54 — 56, 59 — 61, расположенных по одной на одноименных зубцах 5. Каждая фаза обмотки 6 образована двумя фазными зонами, Например, 1 фаза образована катушками 34, 35, 36 — первая фаэная зона и катушками 49, 50, 51 — вторая фазная эона.

В пределах любой фаэной зоны катушки включены согласно, Например, "конец" катушки 34 соединен с "концом" катушки, "на5 чало" 35 катушки — с "началом" 36 катушки.

Фазные зоны соединены между собой последовательно "качало" с "концом", например, если за "начало" 1-й фаэной зоны 1-й фазы принять "начало" 34 катушки, а за "ко10 нец" 2-й фазной зоны — "конец" 51 катушки, то эти точки должны быть соединены между собой, как и показано на чертеже.

Между двумя любыми соседними фаэными зонами, принадлежащими различным

15 фазам, имеются два зубца 5 беэ обмоток.

Например, между 1-ми фазными зонами 1-й и 2-й фаз имеются зубцы 37, 38, на которых нет катушек, Двигатель работает следующим обра20 эом, При включении обмотки 3 в сеть трехфазного переменного напряжения по катушкам протекает ток частоты со1, создающий враща1ощуюся МДС-F, пространственное положе25 ние которой в произвольный момент времени показана на фиг. 4. Если ограничить гармонический спектр F рассмотрением основных составляющих

F = Г„саэ(ы — п1а/2) cos(Z1cб2) =

= -Fmcos(w

1 Z1+ п1

2 2

-а) +

- -Fcos(an +- — — а) .

1 Z1 — n1 где Fm m— амплитуда МДС; а — угловая скорость вращения рото40 ра;

t — время;

Q — угол фаэной эоны, то ее можно представить как сумму прямо21+П1

45 бегущей волны полюсности P1—

2 — 15 и обратнобегущей — полюсности Pz = — 12, Z1 — п1

Магнитную проводимость воздушного зазора Ь3 при разнице между числами зубцов 2 и 5 статора 1 и ротора 4 n1 = 3, представим в виде

Лд =Л +licos(n t — — n1а), (2) где i431 — постоянная и переменная составляющая, iM ар — угловая скорость вращения ротора 4. 1758783

8д =ЛдР = — FFttcos(on

Л

z< +n> — — г) +

2 (3) 20

Тогда обмотка 3 статора 1 создает в зазоре следующие гармоники поля Вд

+ — F cos(tot + — — а) + — Fmcos(zztopt +

Л. zz — ni il>

2 2 4

z> + Зп Л1 10

+ on — — — а) + — Fess(zzotst +

2 4

+ on + — — а) + — Focos(zzm,t—

z> — Зп1 4

2 4

15 — Ол

z1+п1 Л1

2 4 (х) + — Ftttcos(zz(t on +

На синхронной скорости Np = 2в/z2 взаимодействовать между собой с образованием момента будут две гармоники МДС (1) и две гармоники поля (последний и предпоследний члены выражения (3), имеющие одинаковую полюсность, 8 свою очередь, обмотка 6 ротора 4 при протекании по ней трехфазной системы токов создает пространственную МДС с широким гармоническим спектром (фиг, 5).

Однако коэффициент взаимоиндуктивной связи между обмотками 3 и 6 статора 1 и ротора 4 определяется только полюсностью

Р1 = (п1+ z>)/2 = 15, что видно иэ фиг. 6 — 11, где показаны ЭДС вкатушках,,при повороте ротора на 120О, Действительно, если произвольным образом зафиксировать токи в обмотке 3 статора 1, например так, как показано на фиг.

4 и привести ротор 4 во вращение. то в 34 катушке, принадлежащей 1-й фазной зоне

1-й фазы, наведется ЭДС, временной характер которой показан на фиг. 6. Ниже на

4 чертеже показаны ЭДС, наведенные в 35 и

36 катушках, на фиг. 9 — ЭДС в 1-й фазной зоне, а на фиг. 10 — ЭДС во второй фаэной зоне первой фазы. Как видно из фиг, 11,результирующая ЭДС 1-й фазы (показана ЭДС при повороте ротора на 120 ) содержит практически только одну гармонику с.числом периодов, равным 15.

Последнее означает, что при часто в вращения ротора 4 от нуля до 2м1/ г = в1/15, в короткозамкнутой обмотке будет наводиться

ЭДС и взаимодействие трехфазной системы токов в роторе 3 с одной из основных гармоник поля статора 1 (первый член в выражении (3) создает двигательный асинхронный момент. При достижении синхронной скорости токи в обмотке ротора 4 будут равны нулю.

В отличие от двигателя-прототипа, двигатель по изобретению обладает воэможностью асинхронного пуска, что расширяет его функциональные воэможности.

Формула изобретения

Синхронный редукторный электродвигател ь. содержащий статор с z> = 27 зубцами и с трехфазной обмоткой, соединенной в звезду и образованной сосредоточенными катушками ro одной на каждом зубце, каждая фаза обмотки выполнена в виде f)> = 3 последовательно соединенных фазных эон, фазную зону образуют 3 = 3 последовательно соединенные катушки, расположенные на соседних зубцах и включенные согласно конец с концом, начало с началом, все фазные зоны подключены к выводам началами, ротор выполнен зубчатым, с числом зубцов

z> = zg - п1, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения асинхронного пуска двигателя, он снабжен трехфазной короткозамкнутой обмоткой, размещенной на роторе и образованной сосредоточенными катушками по одной на одном зубце. каждая фаза обмотки ротора состоит из иг ="=2 фазных эон, включенных последовательно конец с началом, одна фаэная зона занимает z2/Çr2 = 5 зубцов и образована Яг = 3 катушками, расположенными на трех средних зубцах, принадлежащих этой фаэной зоне, причем в пределах каждой фазной зоны катушки включены согласно конец с концом, начало с началом.

1758783

1758783

Составитель В,Трегубов

Редактор И.Касарда Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Н.Тупица

Заказ 3008 Тираж Подписное

ВНИ

НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101