Однофазный синхронный самозапускающийся двигатель

 

Изобретение относится к однофазным двухполюсным синхронным двигателям. Сущность изобретения: однофазный синхронный самозапускающийся двигатель содержит U-образный статор (1) с обмоткой возбуждения в виде катушек (2 и 3). Цилиндрический ротор (7) выполнен диаметрально намагниченным и закреплен на валу (8). Дуги сконцентрированной намагниченности ротора поверхности (14, 15) имеют угловую величину 50-80 градусов. Полюсные наконечники статора выполнены с такой же угловой протяженностью. Изобретение позволяет увеличить фиксирующий момент. 1 ил.

Изобретение относится к электрическим машинам переменного тока, преимущественно малой мощности и более конкретно к однофазным двухполюсным синхронным двигателям, которые находят широкое применение в реле времени, микронасосах, бытовых приборах (электроточилки, машинки для массажа и стрижки волос, соковыжималки).

Известен однофазный синхронный самозапускающий двигатель, имеющий несимметричный статор V-образной формы с катушками возбуждения, ротор из постоянных магнитов (воздушный зазор ступенчатой формы) патент ФРГ кл. Н 02 К 21/14 N 3518694.

Наиболее близким к заявляемому решению по технической сущности является однофазный синхронный самозапускающийся двигатель ЕПВ N 358805, Н 02 К 21/18, содержащий статор с магнитопроводом V-образной формы, имеющим полюсные наконечники и продольный паз на одной из дуг, и цилиндрический ротор в виде диаметрально намагниченного постоянного магнита.

Известно, что при обесточенной обмотке статора в двигателе создается фиксирующий момент, удерживающий ротор в нужном положении до поступления импульса противоположной полярности. Максимальный фиксирующий момент определяет динамические показатели однофазного синхронного двигателя время схождения в синхронизм и др. Фиксирующий момент максимален при угле несимметрии γ= 45°.

Угол же несимметрии у известного однофазного синхронного самозапускающегося двигателя составляет величину порядка 15-20^o, что не обеспечивает оптимального фиксирующего момента.

Задачей заявляемого технического решения является увеличение фиксирующего момента.

Поставленная задача достигается тем, что в однофазном синхронном самозапускающемся двигателе, содержащем статор с магнитопроводом V-образной формы, имеющим полюсные наконечники и продольный паз на одной из дуг, с однофазной обмоткой, размещенной на магнитопроводе, и цилиндрический ротор в виде диаметрально намагниченного постоянного магнита, согласно изобретению полюсные наконечники статора и полюса ротора выполнены с равной угловой протяженностью в пределах 50-80 градусов.

В результате равенства полюсных дуг стержней статора и дуг сконцентрированной (максимальной) намагниченности полюсов ротора и минимального воздушного зазора между ними повышается эффект "прилипания" ротора к статору при отключенном напряжении на катушке статора, т.е. увеличивается фиксирующий момент.

На чертеже представлен общий вид однофазного синхронного самозапускающегося двигателя.

Однофазный синхронный самозапускающийся двигатель содержит V-образный статор 1 с обмоткой возбуждения (катушки 2, 3), расположенный на стержнях 4, 5. Стержень 4 имеет высечку 6. Цилиндрический ротор 7, диаметрально намагниченный, закреплен на валу 8, являющемся валом двигателя.

Направление намагниченности ротора (Вм) показано стрелкой (полюса N, S). Воздушный зазор между рабочей поверхностью ротора 9 и рабочими поверхностями 10, 11, 12, 13 полюсов статора выполнен ступенчатым. Причем, δ-минимальный воздушный зазор между рабочей поверхностью ротора 9 и рабочими поверхностями 10, 11 стержней полюсов статора; 2d- максимальный воздушный зазор между рабочей поверхностью ротора 9 и рабочими поверхностями 12, 13 стержней полюсов статора.

Дуги сконцентрированной намагниченности ротора поверхности 14, 15 имеют угловую величину порядка 50-80^o зона оптимальной намагниченности.

Для выбранного направления тока в катушках статора показано направление индукции статора Вс и индукции ротора Вм.

Изготовлен опытный образец двигателя с выходной мощностью 20 Вт с ротором из феррита бария 3БА1 (анизотропный).

Двигатель работает следующим образом. При обесточенной обмотке статора в двигателе создается фиксирующий или реактивный момент, удерживающий ротор в нужном положении. Фиксирующий момент соответствует максимальному значению статического момента нагрузки, при котором ротор двигателя не приходит во вращение.

На фиг.1 при обесточенной обмотке ось полюсов ротора, а следовательно, и сам ротор расположены напротив минимального воздушного зазора.

За два полупериода питающего напряжения ротор совершает полный оборот.

Магнитный оси статора и ротора сдвинуты на угол g. При подаче напряжения на обмотку статора ротор приходит во вращение, стремясь занять положение, при котором магнитное сопротивление результирующему потоку будет минимальным, а магнитные оси статора и ротора параллельными, что и обуславливает процесс пуска двигателя.

Формула изобретения

Однофазный синхронный самозапускающийся двигатель, содержащий статор с магнитопроводом V-образной формы, имеющим полюсные наконечники и продольный паз на одной из дуг, с однофазной обмоткой, размещенной на магнитопроводе, и цилиндрический ротор в виде диаметрально намагниченного постоянного магнита, отличающийся тем, что полюсные наконечники статора и полюса ротора выполнены с равной угловой протяженностью в пределах 50-80^o.

РИСУНКИ

Рисунок 1