Вентильный электродвигатель

 

Использование: в электродвигателях с возбуждением от постоянных магнитов. Сущность: активная длина ротора и его диаметр связаны определенным соотношением с числом пар полюсов вентильного электродвигателя, обуславливая уменьшение момента инерции и увеличивая быстродействие . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Н 02 К 29/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ для р>4: il-1/О—

9,6 — 10,8

Мп См о

Вф

Се (2) (21) 4870395/07 (22) 02.10.90 (46) 23,07.93. Бюл. М 27 (76) Ю.M.Áåëåíüêèé и В.В,Омельченко (56) Авторское свидетельство СССР

N 904129, кл. Н 02 K 21/14, 1982.

Авторское свидетельство СССР

ЛЬ 1495908, кл. Н 02 К 21/28. 1989.

Адволожкин Н.П., Гращенков В.T., Лебедев Н.И. и др. Управляемые бесконтактные двигатели постоянного тока, — Л.:

Энергоатомиздат, 1984.

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к вентильным электродвигателям (ВД) с возбуждением от постоянных магнитов.

Цель изобретения — увеличение быстродействия путем минимизации момента инерции ротора при сохранении заданной механической характеристики ВД. Поставленная цель достигается тем. что в ВД, содержащем пазовый шихтованный статор с многофазовой якорной обмоткой с мягкими секциями и ротор с постоянными магнитами, активная длина ротора и его диаметр связаны соотношением для р «=4: А = 1 /D = (6,4 — 7.2) 1,1 +0,1 р

P где р — число пар полюсов.

Покажем пути достижения высокого быстродействия ВД. связанные с уменьшением момента инерции его ротора. Для Ы«, 1830175 АЗ (54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (57) Использование: в электродвигателях с возбуждением от постоянных магнитов.

Сущность: активная длина ротора и его диаметр связаны определенным соотношением с числом пар полюсов вентильного электродвигателя, обуславливая уменьшеwe момента инерции и увеличивая быстродействие. 1 ил. примера рассмотрим ВД. изображенный на чертеже.

Он состоит из статора 1, магнитопровод

2 которого выполнен шихтованным из электротехнической стали. В пазах магнитопровода уложена якорная обмотка 3. Ротор-индуктор 4 содержит постоянные магниты 5 и магнитомягкие полюсы 6, при этом магниты прилегают к полюсам 6 своими полюсами с одноименной намагниченностыс (см. чертеж).

Известные выражения для узловых точек механической характеристики ВД вЂ” пускового момента Мп и угllo80A частоты вращения при идеальном холостом ходе Q, например, для.двухфазного ВД с непрерывным управлением (с синусоидальным изменением тока в фазах) 1830175 где коэффициенты момента С и ЭДС CE определяются выражением (3) C„„„-=C =k,р оу где Π— напряжение питания;

l О)

Ry = p сопротивление фазы

Ци обмотки статора; (4) р — число пар полюсов; .10 м — число витков в обмотке фазы;

t

tw = 20() + л: 1 /2р) — средняя длина витка обмотки;

q> — сечение обмоточного провода;

k — коэффициент, зависящий от конст- 20 рукции обмотки, позволяют увидеть возможные пути воздействия различных параметров на момент инерции ротора.

Эксперименты и расчеты показыва1от, что при р =- 8 и при уменьшении длины ротора, например, в 4 раза (то есть от г4 до 1 = 1) диаметр ротора для сохранения заданной механической характеристики достаточно увеличить всего в 1,2 раза, т.к. при этом появляется возможность за счет уменьшения средней длины витка значительна (почти в 2,6 раза) увеличить число витков фазы якорной обмотки при сохранении неизменным ее сопротивления, т,е. увеличить в 2,6 раза МДС якоря, А это сравнительно небольшое увеличение диаметра ротора при значительном уменьшении его длины проводит к уменьшению момента инерции ротора более чем в 1,4 раза.

3а счет дальнейшего уменьшения средней длины витка при увеличении числа пар полюсов до р =- 12 оказывается возможным еще более увеличить число витков в фазе и в конечном итоге уменьшить момент инерции ротора почти в t,9 раза.

С другой стороны, при меньшем числе пар полюсов (р =4) средняя длина витка при той же активной длине больше, чем в многополюсном ВД, поэтому здесь только в диапазоне значений il = 2 — 3 удается добиться незначительного уменьшения момента инерции ротора.

Обработка результатов эксперимента позволяет предложить эмпирическую формулу для определения оптимального соотношения длины ротора к его диаметру: для р 4 опт = (6,4 — 7,2)

1,1+0,1 р р

9,6 — 10,8 для р>4: Ялт р

Таким образом, выполнение ВД с возбуждением от постоянных магнитов с оптимальной относительной длиной ротора

1 = L/O в соответствии с рекомендованными выше соотношениями обеспечивает по сравнению с прототипом наименьший момент инерции ротора при заданной механической характеристике и, следовательно, наибольшее быстродействие.

Формула изобретения

Вентильный электродвигатель, содержащий пазовый шихтованный статор с многофазной якорной обмоткой с мягкими секциями и ротор с пазами, в которых размещены постоянные магниты, образующие переменно-полюсную магнитную систему, о т л и ч а ю щ и и с.я.тем, что, с целью увеличения быстродействия путем минимизации момента инерции при сохранении заданной .механической характеристики, активная длина ротора L и его диаметр О связаны соотношением (64-72) 1,1+0,1р 4 р

1.

9,6 — 10,8, при р >4.

Р где р - число пар полюсов ротора.

1830175

Составитель l0. Беленький

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Н. Гунько

Редактор М. Кузнецова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 :

Заказ 2495 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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