Асинхронный электродвигатель возвратнопоступательного движения

 

L но =-;-.ныче-. -гая

6, гч,:. е и !ч,L"

„„6491О6

Союз Советских

Социалистинеских

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.12.75(21) 2300257/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет—

Опубликовано 25.02.79.Бюллетень Л" 7

Дата опубликования описания 27.02.79 (51) М. Кл.

Н 02 К 33/00 ) Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 621.313. .333(088.8) (72) Автор изобретения

Л, И. Локшин и В. В. Филатов

Пермский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (71) Заявитель (54) АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ

Изобретение относится к области электротехники, в частности к асинхронным электродвигателям возвратно-поступательного движения, и предназначено для использования преимущественно в погружном варианте для привода глубинных насосов порш- 5 невого типа в скважинах.

Известен асинхронный электродвигатель возвратно- поступ ател ь ного дви жени я, состоящий из индуктора с многофазной обмоткой и зубчатого магнитопровода, якоря, в пазах которого расположена короткозамкнутая обмотка, и датчиков положения. Датчики положения состоят из стержня постоянного магнита, прикрепленного на кронштейне к одной из боковых сторон якоря, и двух катушек индуктивности, установленных по тор- 1S цам индуктора и закрепленных на внутренней боковой поверхности корпуса электродвигателя (1).

Однако такое расположение катушек и магнитного стержня датчиков увеличивает поперечные габариты электродвигателя, что не позволяет использовать его в качестве привода глубинных насосов поршневого типа.

Известен и другой асинхронный электродвигатель возвратно-поступательного движе— ния, содержащий индуктор с многофазной обмоткой и зубчатым магнитопроводом. по торцам которого установлены катушки индуt THBHblx датчиков конечных положений и якорь, в пазах которого размещена короткозамкнутая обмотка. Якорь выполнен на концах утолщенным (2).

Диаметр рабочей части якоря электродвигателя, на которой размегцена короткозамкнутая обмотка, меньше диаметра якоря на концах, при выводе рабочей части якоря из катушки датчика и вхождении в нее конца якоря большого диаметра по стали зазор уменьшается, реактивное сопротивление датчика увеличивается и магнитные пускатели схемы управления отключают питание электродвигателя, подготавливая схему для реверса.

Недостатком этого электродвигателя является то, что для питания схемы управления требуется дополнительный источник напряжения, так как непосредственное подключение схемы управления к двум фазам источника питания электродвигателя ведет к попаданию в цепь управления высокого потенциала напряжения электродвигателя, что снижает надежность в работе элементов

649106 управления. Кроме того, индуктивные датчики, работающие и@ принципу изменения реактивного сопротивления при изменении воздушного зазора в магнитопроводе датчика, характеризуются недостаточной чувствительностью. Чувствительность датчика зависит от кратности изменения воздушного зазора и может быть недостаточной при некоторых видах выполнения якоря, например, если активное покрытие якоря выполнено достаточ10 но тонким или если якорь выполнен в виде короткозамкнутой обмотки с закрытыми пазами. Недостаточная чувствительность датчика может привести к ненадежному срабатыванию схемы управления электродвигателя.

К недостаткам электродвигателя относится также отсутствие специального тормоза якоря после отключения питания. Под действием силы инерции концевой участок якоря может пройти зону катушки датчика и остановиться в зоне индуктора, что снижает пусковое усилие для движения якоря в об20 ратном направлении.

Целью изобретения является повышение надежности электродвигателя в работе путем формирования сигнала управления в виде ЭДС непосредственно в катушках датчиков конечных положений.

Это достигается тем, что в предложенном асинхронном электродвигателе возвратно-поступательного движения, содержащем индуктор с многофазной обмоткой и зубчатым магнитопроводом, по торцам которого установ- З0 лены катушки датчиков конечных положений, и якорь, в пазах которого размещена короткозамкнутая обмотка, катушки датчиков отделены от магнитопровода индуктора магнитным экраном, а короткозамкнутая обмотка якоря с каждого края имеет по витку, ширина которого равна сумме ширины зубцового шага магнитопровода индуктора, толщины магнитного экрана и ширины катушки датчика.

На чертеже схематически изображен 40 предложенный электродвигатель, продольный разрез.

Асинхронный электродвигатель возвратно-поступательного движения содержит цилиндрический индуктор 1 и цилиндрический якорь 2. Индуктор 1 выполнен с зубчатым

45 магнитспроводом 3, в пазы которого уложена трехфазная обмотка 4, а по торцам его установлены катушки 5 датчиков конечных положений. Датчики конечных лоложений выполнены в виде трансформаторных дат- so чиков. Катушки 5 этих датчиков отделены .от магнитопровода 3 индуктора 1 магнитным экраном 6, толщина которого составляет не менее ширины паза якоря 2.

Якорь 2 выполнен из ферромагнитного ма55 териала с пазами, в которых размещена короткозамкнутая обмотка 7. С каждого края якоря 2 короткозамкнутая обмотка 7 выполнена с витком 8 увеличенной ширины. Шири на такого витка оольше, чем ширина основного витка обмотки 7 и равна сумме ширины зубцового шага магнитопровода 3 индуктора 1, толщины магнитного экрана 6 и ширины катушки 5 датчика конечных положений.

Датчики конечных положений являются элементами блока управления реверсом электродвигателя, который содержит также поляризованное реле и реверсивный источник питания.

При подаче питания электродвигателю в индукторе 1 образуется бегущее электромагнитное поле, которое наводит ЭДС в короткозамкнутой обмотке 7 якоря 2, создающую электромагнитное поле якоря. В результате взаимодействия полей якорь 2 перемещается в индукторе 1. При подходе якоря 2 в крайнее положение, например верхнее (как показано на чертеже), магнитное поле трехфазной обмотки 4 индуктора, пересекая наиболее широкую часть витка 8 короткозамкнутой обмотки 7 якоря 2, наводит в нем ЭДС, которая создает электрический ток по всей ширине этого витка 8, а магнитное поле вокруг витка 8 наводит ЭДС в катушке 5 соответствующего трансформаторного датчика положения.

Таким образом обеспечивается трансформаторно-электрическая связь между крайней катушкой обмотки индуктора и катушкой 5 датчика и формируется сигнал управления в виде ЭДС непосредственно в трансформаторном датчике.

Магнитный экран 6 устраняет трансформаторную связь между обмоткой 4 индуктора и катушкой 5 датчика положения, а также исключает наведение сигнала в катушке 5 датчика от основных витков обмотки 7 якоря 2.

Сигнал управления в виде ЭДС с катушки 5 датчика поступает в блок управления на обмотки поляризованного реле, которое своими контактами управляет реверсивным источником питания. Поочередное поступление сигнала управления с катушек трансформаторных датчиков обеспечивает переключение поляризованного реле и, следовательно, осуществление реверса электродвигателяя.

В таком электродвигателе формирование сигнала управления в виде ЭДС осуществляется непосредственно в катушках датчиков конечных положений, что позволяет включать катушки датчиков в цепь управления.

Величины этого сигнала (5 — 30 В) достаточно для надежного срабатывания схемы управления и не требуется дополнительной изоляции обмотки.

Формула изобретения

Асинхронный электродвигатель возвратно-поступательного движения, содержащий индуктор с многофазной обмоткой и зубчатым магнитопроводом, по торцам <оторого

649106

Составитель Ф. Подольская

Техред О. Луговая Корректор Л. Веселовская

Тираж 856 Подписное

Редактор E. Кравцова

Заказ 574/52

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпий

1 I 3035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 установлены катушки датчиков конечных положений, и якорь, в пазах которого размещена короткозамкнутая обмотка, отличаюи4ийся тем, что, с целью повышения его надежности в работе, катушки датчиков отделены от магнитопровода индуктора магнит ным экраном, а короткозамкнутая обмотка якоря с каждого края имеет по витку, ширина которого равна сумме ширины зубцового шага магнитопровода индуктора, толщины магнитного экрана и ширины катушки датчика

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе !. Патент Швеции № 334409, кл. 21 d 23, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР № 233782, кл. Н 02 К 33/00, 1967.