Однофазный бесконтактный электродвигатель

 

(tii657531

Союз Советски»

Соцмалистииескн»

Республик (51) дополнительное к авт. >-ву(22) Заявлено 05.03.76 (21)2330353/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приорнтет—

Опублнковано15.04.79.Бюллетень М 14

Дата опубликования описания 19.04.79 г (5l) М. Кл.

Н 02 К 17/04 йкуйарвтав»н» как»тат

СССР а делан »аебретвн»к

» еткрыткй (5З УДК 621.313..333.2.025. 1 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Андреев и В. И. Верескун (71) Заявитель

Севастопольский приборостроительный институт (54) ОДНОФАЗНЫЙ БЕСКОНТАКТНЫЙ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к электрическия машинам, в частности в бесконтактным электродвигателям с питанием от однофаэ-. ной сети переменного тока.

Известен однофаэный бесконтактный электродвигатель с вентильной коммутацией, у которого обмотка якоря и вентили расположены на статоре, а полюса индуктора и вращающегося трансформатора раоположены с аксиальным смещением на валу ротора, причем полюса трансформатора

N выполнены в виде безобмоточного пакета, возбуждаемого аксиально от неподвижной катушки, размещенной на тороидальном магнитопроводе, связанном через магнитоМ проводы со статором L» 1 .

Известный однофазный бесконтактный двигатель обеспечивает высокий пусковой момент, однако имеет недостаточно надежные элементы — вентили, чувствительные. ц перегрузкам, коротким замыканиям, пе1ренапряжениям, вследствие этого низкуЮ ,надежность.

Кроме этого, известный однофаэный двигатель имеет значительные аксиальМые размеры, т.к. на роторе размещаются отдельно полюса индуктора и вращающегося трансформатора со сдвигом в аксиальном направлении.

Известен также однофаэный бесконтактный электродвигатель, содержащий статор с"расположенным в нем пакетом якоря, нес щим многофазную обмотку якоря, однойолюсный ротор и устройство для ;бесконтактного возбуждения переменного .мы нитного потока, выполненное, например, в виде трансформатора с кольдевой первичной обмоткой (2)

Однако он имеет ограниченную область применения, поскольку при питании его от однофазной сети отсутствует пусковой момент.

Белью изобретения является расширение области применения за счет обеспечения пускового момента.

Цель достигается тем, что двигатель снабжен дополнительной обмоткой якоря, 657531 имеющей число фаз, равное числу фаз эс- Пульсирующие магнитные потоки Ч> и новной обмотки якоря и удвоенное по срав- Ф первичной обмотки вращающегося т нению с ней число пар полюсов, диамет- трансформатора всегда направлены навст» рально расположенные секции каждой фв- речу друг другу и каждый из них звмыказы которой соединены последовательно- 5 ется по пути:. магнитопровод ротора 4, возсогласно между собой и последовательно душный зазор между статором 1 и ротором с одной из фвз обмотки якоря. 4, магнитопровод статора 1, магнитопроНа фиг. 1 изображена конструкция од- вод 2, тороидальный магнитопровод 3 и ченого из возможных вариантов выполнения Рез воздушный зазор между тороидальным двигателя, в котором возбуждение пере- Ю магнитопроводом 3 и ротором 4 вновь пэменного магнитного потока осуществляет- падает в ротор 4. При вращении ротора 4 ся так, квк в обычной одноименнополюсной магнитные потоки Р и Р . будут поворвиндукторной машине; на фиг. 2 - схема чиввться вместе с ним, причем, как видно соединениЯ обмоток; на фиг. 3 - вРемен- из фиг. 1, трансформаторные ЭДС будут ные дивгРаммы напРЯ>кений и токов обмо- 33 индуктироваться только в обмотках 8, 9 ток и Развиваемого двигателем момента,, и 10 11 на фиг. 4 — зависимость величины момен- При соединении обмоток 8 — 9, та эт угла повэрота ротора для одной сек- ll согласно (фиг. 2), сумма ЭДС, индукции, определенная экспериментально„ тированных в них, будет зависеть от угла

Бесконтактный двигатель имеет пакет 26 поворота ротора с и изменяться, KBK IIo» статора 1 с примыкающими по нару>хной казано на графике фиг, 3. поверхности магнитопроводами 2, в рас- Двигатель работает следующим образом. точку которых с торцов впрессовываются Предположим, что ротор 4 ориентиротороидальные магнитопРоводы 3; РотОР ван относительно статора 1 твк, как это двигателЯ 4 — Явнополюсный, имеет однУ ; 5 изображено на фиг. пару полюсов и выполняется в виде акси- В этом случае в обмотках 8, 9 индукально-шихтованногэ пакета, закрепленного тируется незначительная по величине ЭДС, о на валу 5. Обл отка возбуждения, подклю- что соответствует 0 графика 5 = 1(-)

1 чаемая к однофазной сети переменного тэ- rge угол между осью 0 — 0 и продолька, состоит из двух половин 6 и 7 вклю- Зо ной осью ротора 4. Под действием ЭДС ченных:встречно. в обмотках 8 — 9 и соединенной с

Вторичные обмотки;вращающегося ними последовательно обмотке якоря 12 трансформатора, одновременно являющиеся протекает электрический ток, приводящий . дополнительной обмоткэй якоря, состоят к появлению пульсирующего магнитного секций 8 8 и 10 11э выполнен- потока Р, неподвижного относительно ных с шагом, Равным полюсномУ делению. статора 1. Ротор 4 будет стремиться

Обмотки якоРя двигателя 12 и 13 вы- ориентироваться по пути наименьшего магполнЯютсЯ с шагом Равным двойномУ по- нитного сопротивления и начнет поворачилюсному делению. ваться пэ часовой стрелке независимо от

4О направления магнитного потока Ф1, соВторичные обмотки вращиощегося ответственно возрастают ток, магнитный трансформатора 8, 9 соединены электриче- поток и вращающий момент. Максим ма ски с обмоткой якоря двигателя 12, а об» эти величины достигают при а = 45 . мотки 10 ll с обмоткой 13 как это изо- При дальнейшем вращении эти величины э

45 о брвжено на фиг. 1 и 2. уменьшаются и при М.= 90 уменьшаются

С целью упрощения рассмотрения прин- практически до нуля. Однако прис =90 ципа действия на статоре 1 электродвига- возбуждается ЭДС в обмотках. 10, 11, теля избражены двухфазные обмотки. под действием которой протекает ток в

На статоре 1 обмотки располагаются

50 обмотках 10, 11 и соединенной с ними следующим образом: начало первой поло- последовательно обмотке якоря 13, привовины вторичной обмотки 8 вращающегося дящей к появленйю незначительного по трансформатора укладывается в те же па- величине пульсирующего магнитного потозы, что и начало обмотки якоря 12 >нача- ка Ф,, сдвинутого в пространстве нв. ло второй половины обмотки 9 вращающего 90 эл. град. относительно продольной оси

l ся трансформатора укладывается в те же магнитного потока Ф,, пазы, что и конец обмотки якоря 13. Ротор 4 будет стремиться ориентиро»

Вторая пара обмоток и последующие ваться по пути наименьшего магнитного располагаются аналогично, сопротивления и под действием ревктив657531

Однофазный бесконтактный электродвигатель, содержащий статор с расположенным в нем пакетом якоря, несущим много20 фазную обмотку якоря, явнополюсный ротор и устройство для бесконтактного возбуждения переменного магнитного потока, выполненное, например, в виде трансформатора с кольцевой первичной обмоткой, о тлич ающийсятем,что,сцелью расширения области применения, за счет обеспечения пускового момента, двигател1 снабжен дополнительной обмоткой якоря, имеющей число фаз, равное числу фаз основной обмотки и удвоенное по сравнению с ней число пар полюсов, диаметрально, расположенные секции каждой фазы которой соединены последовательно - согласно между собой и последовательно с одной из фаз обмотки якоря.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе ного момента будет продолжать вращение

\ по часовой стрелке независимо оТ направленин магнитного потока Ф . При этом соответственно возрастают ток, магнитный поток и вращающий момент (фиг. 3). Мак- > симума эти величины достигают при оС=

=135 . При дальнейшем вращении э и величины уменьшаются и при о(.= 180 уменьшаются ппактически до нуля (фиг.4).

При с =180 ЭДС вновь наводится в секциях дополнительной обмотки 8, 9, протекает ток по обмотке 12, возникает магнитный поток Ф, возникает реактив. а ный момент от взаимодействия этого потока с ротором двигателя 4, цикл повторяется.

Каждая из обмоток 12 и 13 за полный оборот ротора дважды участвует в создании вращающоего момента: обмотка 12— о о от 0 до 90 и от 180 до 270, o6— о o - o мотка 13 — от 90 go 180 и от 270 о до 360-.

Конструкция двигателя позволяет осуществить электромагнитную коммутацию и обойтись без полупроводниковых, либо механических (типа коллектора) коммутирующих устройств.

Из графика (фиг. 4), на котором изображена зависимость момента, развиваемого одной "элементарной" фазой двигателя, состоящей из последовательно соединенных секций дополнительной обмотки

8, 9 и секций обмотки якоря 12, видно, что указанный момент может принимать отрицательные значения. Это обусловлено взаимодействием тока в дополнитегп ной обмотке с магнитным потоком ротора. Момент, обусловленный таким взаимо действием, имеет периодичность в два раза большую, чем момент, обусловленный 4и током в обмотке якоря.

Однако при многофазной обмотке якоря и дополнительной обмотке средний момент знака не изменяет.!

Для изменения направления вращения двигателя к. обмоткам 8, 9 вместо обмотки 12 подключается обмотка 13, а к обмоткам 10, 11 подключается обмотка 12.

Для обеспечения приемлемых энергетических показателей и равномерности вращения соотношение между шириной полюса, полюсным делением и шагом дополп ° нительной обмотки X должно быть в пределах

Формула изобретения

1. Авторское свидетельство СССР

И 405158, кл. Н 02 К 29/04, 1974.

2. Свечарник Д. В. Дистанционные передачи. М., Энергия, 1974, с. 1411 58.