Асинхронная машина с разомкнутым магнитопроводом

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{i!! 1 65293

Сееа Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.04.76 (21) 2347882/24-0? с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.04.78. Бюллетень № 16 (45) Дата опубликования описания 16.05.78 (51) М. Кл.2 Н 02К 41/04

Государстевннык комитет

Совета Министров СССР

h0 делам изобретений

II открытий (53) УДК 621.313.33. .045.1 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. Г. Резин, М. Г. Мурджикян, Ф. Н. Сарапулов и Ю. P. Урманов

Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт имени С. М. Кирова (71) Заявитель (54) АСИНХРОННАЯ МАШИНА С РАЗОМКНУТЫМ

МАГH ИТО ПРОВОДОМ у = (1,2 — 1,3)т.

Изобретение относится к области электромашиностроения.

Известна асинхронная машина с разомкнутым магнитопроводом, содержащая статор с трехфазной обмоткой и вторичный элемент с 5 короткозамкнутой обмоткой типа беличьей клетки (1).

В такой машине обмотка вторичного элемента обтекается рабочим током за пределами активной зоны, что приводит к снижению 10 энергетических показателей машины, а именно КПД и момента.

Известна и другая асинхронная машина с разомкнутым магнитопроводом, содержащая статор с трехфазной обмоткой и вторичный 15 элемент с петлевой изолированной короткозамкнутой в пределах двухполюсного деления обмоткой (2).

В этой машине протекание токов за пределы активной зоны ограничено выполнением обмотки вторичного элемента в виде петлевых изолированных короткозамкнутых контуров, что повышает КПД и момент, развиваемый машиной.

Недостаток данной машины в том, что шаг обмотки вторичного элемента предлагается выполнять диаметральным, а это оказывает отрицательное влияние, поскольку при входе второй стороны контура в активную зону создаются тормозные усилия, которые ведут к снижению момента и КПД машины.

Целью изобретения является увеличение момента и КПД.

Указанная цель достигается тем, что в асинхронной машине с разомкнутым магнитопроводом, содержащей статор с трехфазной обмоткой и вторичный элемент с петлевой изолированной короткозамкнутой в пределах двухполюсного деления обмоткой, шаг обмотки вторичного элемента связан с полюсным делением статора следующим соотношением: у = (1,2 — 1,3)т, где у — шаг обмотки вторичного элемента, т — полюсное деление статора.

На фиг. 1 показана асинхронная машина с разомкнутым магнитопроводом на примере двигателя с дуговым статором; на фпг. 2 — то же, вид сверху.

Асинхронная машина с разомкнутым магнитопроводом состоит пз статора 1, вторичного элемента 2 с пазами 3, в которые уложены секции изолированной петлевой короткозамкнутой обмотки. Шаг обмотки вторичного элемента выполнен удлиненным и связан с полюсным делением статора следующим соотношением:

605293

20 где kg= siII

2 где

1 -+-, 7

2 2 е 1

), 1+,т, i.=0Ei Ш,; — + +2 1

Х$

„= — arctg

y, = arctg —;

Предлагаемую обмотку можно получить из известной двухслойной барабанной фазной обмотки ротора асинхронного двигателя с обычным круговым статором, если секции каждой фазы разъединить между собой и замкнуть каждую из секций накоротко с шагом, большим, чем полюсное деление (у > т) . Аналогично, т. е. из отдельных изолированных контуров, замкнутых накоротко, выполняется схема обмотки вторичного элемента для линейного плоского двигателя, Улучшение энергетических показателей машины с разомкнутым магнитопроводом с петлевой короткозамкнутой обмоткой на вторичном элементе, выполненной с удлиненным шагом, объясняется уменьшением влияния вторичного краевого эффекта. Усилие, развиваемое контуром такой обмотки при входе его в бегущее магнитное поле, определяется следующим выражением: г;ф Ф

fI = — 1соз з„— cos (2а,t+ 21.tI — р„И—

Ф вх — — Icos ji (t — t ) —,J — сов(М+).tI — р,))+

+ С е sin(,t + itI), т

Т вЂ” постоянная времени затухания апериодической составляющей тока в контуре;

/ " — время начала входа Й-го контура в активную зону;

CI — постоянная интегрирования; г, х — соответственно активное и индуктивное сопротивление рассеяния контура.

Как показали аналитические расчеты, при входе первой стороны контура сначала развивается отрицательное усилие, затем положительное. Чем длиннее контур, тем больше время входа его в активную зону, тем большее время он будет развивать положительное усилие. Таким образом, среднее усилие, развиваемое контуром, будет тем больше, чем больше у.

З0

4

Кроме того, при удлиненном шаге на вторую сторону контура при входе ее с током в активную зону в некоторые моменты времени при определенном направлении тока действует втягивающее усилие. Все это обусловливает увеличение усилия, развиваемого машиной при удлинении шага контура. Увеличение шага обмотки вторичного элемента по сравнению с полюсным делением приводит к уменьшению тока в ней, следовательно, к уменьшению потерь мощности и повышению КПД.

Однако значительное увеличение шага контура нецелесообразно, так как одновременно уменьшается усилие, развиваемое контурами, находящимися в активной зоне;

1"и = Р АУ sin + Р„+

+ sin (2,t + 21 t> — „+ 1 5xg )1 — Cg s1EI (а,/ + МI + ау,) е е

Сг — постоянная интегрирования.

Экспериментальное исследование и аналитические расчеты показали, что целесообразно производить увеличение шага контура у на

20 — 30 по сравнению с полюсным делением

/ у т (— = 1,2 — 1,3 . При этом усилие, развиz ваемое машиной, значительно увеличивается.

Во вторичных контурах машин с разомкнутым магнитопроводом кроме электромагнитных процессов, имеющих общие признаки с электромагнитными процессами в обычных асинхронных машинах с круговым статором, возникают дополнительные электромагнитные процессы, связанные с входом изолированных контуров в активную зону и выходом их из активной зоны, а также дополнительные процессы, обусловленные пульсирующей волной магнитного поля статора.

Электромагнитные процессы, имеющие общие признаки как в круговых машинах, так и в машинах с разомкнутым магнитопроводом состоят в том, что поле статора 1 наводит в изолированных контурах 4 ЭДС, которые создают токи в этих контурах. Эти токи, взаимодействуя с полем статора, создают усилия и вращающий момент двигателя, Дополнительные электромагнитные процессы, связанные с входом изолированных контуров в активную зону и выходом из активной зоны состоят в том, что индуктированные токи и тормозные силы, возникающие при этом в обмотке вторичного элемента с удлиненным шагом резко снижаются. Это ведет к увеличению полезного момента и КПД машины с разомкнутым магнитопроводом.

Формула изобретения

Асинхронная машина с разомкнутым магнитопроводом, содержащая статор с трехфазной

605293

Рог. 1

Ь ф

Состави. ель Н. Подольская

Редактор H. Старикова Техред А. Камышникова Коррсктор 3. Тарасова

Подписное

Заказ 599/17 Изд. № 419 Тираж 892

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. д. 4!5

Типография, пр, Сапунова, 2 обмоткой и вторичный элемент с петлевой изолированной короткозамкнутой в пределах двухполюсного деления обмоткой, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью увеличения момента и КПД, шаг обмотки вторичного элемента связан с полюсным делением статора следующим соотношением: у = (1,2 — 1,3)т, где у — шаг обмотки вторичного элемента; т — полюсное деление статора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 42629, кл. Н 02К 41/00, 1935.

2. Авторское свидетельство СССР № 48767, кл. Н 02К 41/00, 1936.