Электрическая машина

 

Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей выполнения асинхронных электрических машин с короткозамкнутыми обмотками ротора. Сущность изобретения состоит в том, что в асинхронных машинах с разделенными фазами, содержащих статор из фазных магнитопроводов и ротор с короткозамкнутой обмоткой типа "беличья клетка", согласно изобретению стержни обмотки ротора транспонированы по длине на четыре участка. При этом фазные магнитопроводы статора включают средний и на каждом из них размещена обмотка, а четыре участка стержней обмотки ротора образуют частичные витки, каждая пара внутренних из которых охватывает пару разнополярных зубцов соседних пакетов роторных магнитопроводов. Изобретение направлено на улучшение массогабаритных показателей и формы поля машины. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области конструкций электрических машин переменного тока с разделенными магнитопроводами.

Известно устройство m-фазной машины с разделенными фазами, состоящей из m статорных магнитопроводов, каждый из которых включает в себя по два (на статоре и роторе) радиально шихтованных пакетов с зубцами в зазоре и соединяющих их аксиальных стержневых магнитопроводов, обмоток на статоре и короткозамкнутой обмотки на роторе типа "беличья клетка" (прототип, см. авт.св. N 432637, кл. 5 H 02 K 17/12).

Указанный тип машин имеет следующие недостатки: низкое использование железа статорных и роторных пакетов с радиальной шихтовкой из-за наличия зон с нулевой индукцией (на наружной поверхности пакетов статора и внутренней - ротора между продольными магнитопроводами), увеличение потерь в стали пластин, прилегающих к обмотке статора при питании двигателя от инверторов напряжения, увеличение числа типоразмеров пакетов при большом числе зубцов в связи с необходимостью поворота их на 1/2 и 1/3 зубцового деления и штампов для них, явнополюсная зубцовая структура пакетов статора и ротора является причиной появления в кривой напряжения и тока гармоник 2-го порядка, приводящих к снижению момента и мощности.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков.

Указанная цель достигается тем, что стержни обмотки ротора транспонированы по длине на 4 участка (частичных витка) так, что пара внутренних соседних участков (частичных витков) охватывает пару разнополярных зубцов соседних пакетов роторных магнитопроводов, каждый фазный статорный магнитопровод состоит из нескольких П-образных продольно шихтованных пакетов, образующих в зазоре зубцы, полярность подключения средней обмотки статора обратная по сравнению с крайними.

Устройство машины представлено на фиг. 1 - 5, на фиг. 1 - продольный разрез машины, на фиг. 2 - общий вид ротора с двумя транспонированными стержнями, на фиг. 3 - общий вид шихтованного пакета статора, на фиг. 4 - схема соединения обмоток, на фиг. 5 - принципиальная силовая схема элементов преобразователя.

Как следует из фиг. 1, двигатель имеет корпус 1 со статорными магнитопроводами 2 и ротор 3.

Статор двигателя 2 и ротор 3 включает в себя по три комплекта шихтованных магнитопроводов 4 - 9. Каждый комплект магнитопровода статора состоит из нескольких П-образных аксиально расположенных пакетов (фиг. 3), образующих зубцы в зазоре. Оси зубцов каждого статорного магнитопровода расположены аксиально, оси зубцов фазных пакетов смещены друг относительно друга на 1/3 зубцового деления.

Каждый статорный магнитопровод имеет свою кольцевую обмотку 10 - 12, питаемые от сети переменного тока или инвертора. Продольная шихтовка статорных пакетов (фиг. 3) позволяет размещать их вблизи обмоток на расстоянии нескольких мм.

Обмотка ротора представляет собой несколько продольных стержней 13 общих для всех фазных магнитопроводов и замыкающих их торцевых колец 14 и 15. Каждая пара соседних стержней (фиг. 2, условно показано два стержня) транспонирована по длине на 4 участка так, что пара внутренних соседних участков (частичных витков) охватывает пару разнополярных зубцов соседних пакетов роторных магнитопроводов.

Машина работает следующим образом: при включении двигателя в каждом из фазных магнитопроводов индицируются переменные магнитные потоки, сдвинутые по времени на 120 град. эл. Переменные магнитные потоки в каждом фазном магнитопроводе индуцируют в своей паре транспонированных витков переменную ЭДС с частотой сети и амплитудой переменной по углу поворота по закону Сумма этих ЭДС в трех парах транспонированных витков представляет собой однофазную переменную ЭДС и ток с частотой скольжения. Взаимодействие этого тока с магнитными полями фазных магнитопроводов образует вращающий момент.

Транспонирование обмотки 13 на длине среднего фазного магнитопровода требует изменения фазировки подключения обмотки средней фазы 11 к сети (фиг. 4).

Машина может работать в двигательном и генераторном режиме. Двигательный режим работы может быть асинхронным и синхронным. Пуск и работа машины в асинхронном режиме осуществляется подключением обмоток к сети через замкнутые контакты К1 - К3 (фиг. 5, а). Для перевода машины в синхронный режим контакты размыкаются и она работает с синхронной скоростью как индукторная синхронная без возбуждения.

Для регулирования скорости машины контакты К1 - К3 могут быть заменены управляемыми полупроводниковыми приборами, например тиристорами Т1 - Т3 (фиг. 5, б), управляемыми от блока системы управления - СУ.

Формула изобретения

1. Электрическая машина с разделенными фазами, содержащая статор из фазных магнитопроводов, включающих средний, на каждом из которых размещена обмотка, и ротор с короткозамкнутой обмоткой типа "беличья клетка", отличающаяся тем, что стержни обмотки ротора транспортированы по длине на четыре участка, образующие частичные витки, при этом каждая пара внутренних частичных витков охватывает пару разнополярных зубцов соседних пакетов роторных магнитопроводов.

2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что каждый фазный магнитопровод состоит из нескольких П-образных продольно шихтованных пакетов, образующих зубцы в зазоре электрической машины.

3. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что при ее выполнении трехфазной полярность подключения обмотки среднего фазного магнитопровода обратная по отношению к полярности крайних обмоток.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5