Линейный асинхронный двигатель

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик н>741384 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22} Заявлено 281277 (21) 2560961/24-07 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Опубликовано 150680. Бюллетень Мо 22

Дата опубликования описания 20. 06 . 80 (512м. кл.

Н 02 К 41/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 313. .383 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В. В. Семенов и M. Г. Резин (71) Заявитель

Пермский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (54) ЛИНЕЙНЫЙ АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к области электротехники, а именно к конструкции линейных асинхронных двигателей, и предназначено для использования, 5 например, в качестве привода механизмов возвратно-поступательного движения.

Известен линейный асинхронный двигатель, состоящий из индуктора с пазами, в которые уложена обмотка, и зубчатого вторичного элемента с обмоткой (1) .

В этом двигателе зубцовый шаг индуктора tz равен 8,33 мм, а зубцовый 15 шаг вторичного элемента tz состав2 ляет 8,0 мм.

Таким образом, зубцовый шаг вторичного элемента выполнен приблизительно равным зубцовому шагу индуктора. 2-О . Однако при таком соотношении зубцового шага вторичного элемента и зубцового шага индуктора в известном двигателе при скольжениях, близких к единице (например, в режиме пуска), 25 образуются тормозящие усилия, которые затрудняют его пуск, Кроме того, тяговое усилие в известном двигателе относительно невелико за счет возникновения между зчб-ЗО цами индуктора и вторичного элемента сил взаимного притяжения (явление прилипания ).

Наиболее близким по технической сущности к описываемому изобретению является линейный асинхронный двигатель, включающий индуктор с пазами, в которые .уложена обмотка, и зубчатый вторичный элемент с обмоткой (2).

Отношение величины зубцового шага вторичного элемента к величине зубцового шага индуктора в указанном двигателе составляет 0,527.

Такое отношение величины зубцово-го шага вторичного -.элемента к величине зубцового шага -индуктора позволяет получить тяговое усилие двигателя несколько выше, чем при соотношении зубцовых шагов вторичного элемента и индуктора, близким к единице, так как уменьшаются тормозящие усилия при пуске И ослабевают явления прилипання вторичного элемента.

Однако в таком электродвигателе (при соотношении зубцовых шагов вторичного элемента и индуктора, равном

0,527) укаэанные нежелательные явления — тормозящие усилия при пуске и явления прилипания вторичного

741384 элемента имеют место, снижая тяговое усилие двигателя.

Целью настоящего изобретения является повышение энергетических показателей двигателя.

Укаэанная цель достигается тем, что отношение величины зубцового шага вторичного элемента к величине зубцового шага индуктора составляет

0,1084-0,2169, а их величины представляют собой взаимно простые числа.

Благодаря отношению величины зубцового шага вторичного элемента к ве.личине зубцового шага индуктора в пределах 0,1084-0,2169, когда величины укаэанных зубцовых шагов представляют собой взаимно простые числа, конструктивно обеспечивается такое взаимное соотношение зубцово-пазовых структур индуктора и вторичного элемента электродвигателя, при котором ocb зуба индуктора и ось зуба вто-g{) ричного элемента на всей длине индуктора совпадут только один раз, Исключение тормозящего усилия при пуске достигается тем, что порядок зубцовых дробных гармоник вторичного элемента больше порядка гармоник индуктора в 4,6-9,2 раз, что подтверждается расчетами, а дробность гармоник определяется взаимно простыми числами, взятыми в заявляемом диапазоне. Явление прилипания исключается за счет того, что ocb зуба индуктора и ось зуба вторичного элемента совпадают на длине индуктора только один раз.

На фиг. 1 представлен линейный 35 асинхронный двигатель, продольный разрез; на фиг. 2 представлена зубцово-пазовая структура индуктора и вторичного элемента двигателя; на фиг. 3 дан график зависимости от- 4О ношения полной потребляемой мощности к полезному усилию от величины зубцового шага вторичного элемента при постоянном зубцовом шаге индуктора.

Линейный асинхронный двигатель состоит из индуктора 1, магнитопровод которого набран из пластин электротехнической стали с пазами 2, в которые уложена трехфазная обмотка 3, . соединенная по схеме звезда с изолированной нейтралью, и вторичного элемента 4 с обмоткой 5, который выполнен зубчатым, в виде чередующихся между собой ферромагнитных и токопроводящих колец, изолированных одно от другого. 55

Эубцовый шаг tz вторичного элемента 4 и зубцовый шаг tz< индуктора 1 выполнены так, что отношение величины зубцового шага t2 вторичного элемента 4 к величине зубцсвого шага 2„ индуктора 1 взято в пределах 0,1084-0,2169, а их величины представляют собой взаимно простые числа;

При указанном конструктивном выполнении электродвигателя ось 6 зуба 7 индуктора 1 совпадает с осью 8 зуба 9 вторичного элемента 4 на всей длине индуктора только один раз, как показано на фиг. 2.

При подаче питания к электродвигателю в индукторе 1 образуется бегущее электромагнитное поле, которое наводит ЭДС в короткозамкнутой обмотке 5 вторичного элемента 4. Эта ЭДС создает электромагнитное поле вторичного элемента. В результате взаимодействия двух полей вторичный элемент

4 перемещается внутри индуктора 1.

По результатам экспериментальных исследований построен график зависимости отношения полной потребляемой мощности (выраженной в ВА) к полезному тяговому усилию (в КГ) от величины зубцового шага вторичного элемента (фиг. 3) при 2 = const.

Из графика следует, что областью с низкой величиной полной потребляемой мощности на единицу полезного усилия является область 3 — 5 (фиг. 3), где зубцовый шаг tz< вторичного элемента равен 1,09-2,18 мм при

const = 10,05 мм. Отношение вели -:хны зубцового шага вторичного элемента к величине зубцового шага индуктора в данной области находится в пределах:

Было установлено, что увеличение тягового усилия и уменьшение потребляемой мощности в области 3 — 5 фиг. 3 достигнуто за счет исключения тормозящих усилий при пуске и исключения явления прилипания, если величины зубцового шага вторичного элемента и зубцового шага индуктора будут представлять собой взаимно простые числа, отношение которых находится в пределах 0,1084-0,2169.

Данные исследований показывают, что наименьшее значение потребляемой мощности достигается только в указанном интервале отношений величин зубцовых шагов вторичного элемента и ин-индуктора при условии,-.если эти вели- чины представляют собой взаимно простые числа.

Предлагаемый двигатель по сравнению с известным прототипом имеет более высокие энергетические показатели, а именно: величина полной потребляемой мощности на единицу тягового усилия в заявляемом двигателе будет на 6;9Ъ меньше, чем у известного двигателя, Формула изобретения

Линейный асинхронный двигатель, включающий индуктор с пазами, в ко741384

2 1

84

КГ

22 НФ торые уложена обмотка, и зубчатый вторичный элемент с обмоткой, о т л и ч а ю шийся тем, что, с це лью повышения энергетических показателей двигателя, отношение величины зубцового шага вторичного элемента к величине зубцового шага индуктора составляет 0,1084-0,2169, а их величины представляют собой взаимно простые числа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Онучин Н. Б. и др. Разработка и исследование цилиндрического линейного асинхронного двигателя.

Известия вузов Горный журнал, Р 7 1973 °

2. Совершенствование механизированного подъема нефти на предприятиях объединения Пермнефть Отчет по теме Р 17-74, УДК 622,276.5, 622 ° 276.68, 9 госуд. регистр.

74056939, с. 32-33 (прототип) .

Филиал ППП Патент, r.. Ужгород, ул. Проектная,4