Нереверсивный двухфазный электродвигатель с переменным магнитным сопротивлением

 

Использование: изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводе механизмов, например, в вентиляторах, насосах, а также в бытовой технике. Нереверсивный двухфазный двигатель содержит явнополюсный статор с сосредоточенными обмотками на четырех полюсах, угловая ширина каждого из которых составляет 45-60^o и безобмоточный ротор с двумя полюсами. Сущность изобретения: цилиндрическая поверхность каждого плюса ротора выполнена двухступенчатой по дуге. При этом угловая ширина каждой ступени равна, соответственно 45°+0,5·α_c и 90°-α_c , где α_c - угловая ширина полюса статора. Изобретение направлено на увеличение вращающегося момента электродвигателя. 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в электроприводе механизмов с переменной производительностью, например, вентиляторов, насосов, бытовой техники, а также высокоскоростных электрошпинделях.

Известен нереверсивный двухфазный электродвигатель с переменным магнитным сопротивлением [1] имеющий четыре полюса на статоре. Ротор этого двигателя выполнен в форме двух цилиндрических поверхностей, имеющих несовпадение осей, причем поперечное сечение обеих поверхностей имеет высшую точку относительно центра ротора, каждая поверхность ограничена с краев выступом так, что нижние точки одного выступа и верхние точки другого выступа принадлежат одной поверхности, аналогично для другой поверхности. Протяженность дуги обеих поверхностей составляет 180^o. Полюса статора имею обмотки. Недостатком данного электродвигателя является малый момент вращения.

Известен нереверсивный двухфазный электродвигатель с переменным магнитным сопротивлением (патент Великобритании N 1321110 МКИ H 02 K 29/02 20.06.73) прототип. Этот двигатель имеет на статоре четыре полюса с обмотками и два полюса на роторе, причем часть каждого полюса на роторе, для увеличения магнитного сопротивления, выполнена с закрытыми пазами. Недостатком известного электродвигателя является малый момент вращения, обусловленный малой величиной где L индуктивность обмотки полюса статора; q угол поворота полюса ротора; a_c 45^o 60^o.

Целью изобретения является повышение момента вращения двигателя.

Поставленная цель достигается тем, что в нереверсивном двухфазном электродвигателе с переменным магнитным сопротивлением, содержащем явнополюсный симметричный статор с сосредоточенными обмотками на четырех полюсах с α_c 45 60^o и безобмоточный ротор с двумя полюсами, в отличии от известного, цилиндрическая поверхность каждого полюса ротора выполнена двухступенчатой по дуге, причем угловая ширина каждой ступени равна соответственно 45°+0,5·α_c и 90°-α_c где α_c угловая ширина полюса статора.

На фиг. 1 представлено поперечное сечение двигателя; на фиг.2 изменения индуктивности фаз двигателя.

Электродвигатель содержит статор 1 и ротор 2. Статор имеет явновыраженные полюса 3, на которых размещены обмотки 4. Угловой размер полюса статора 3 равен 60^o ( α_c 60^o). Угловой размер полюса ротора равен 105^o ( α_p1+α_p2 105^o). Цилиндрическая поверхность полюса ротора выполнена двухступенчатой. Угловая ширина первой и второй ступени равна 75^o и 30^o соответственно ( α_p1 75^o и α_p2 30^o). Первая ступень размером 75^o имеет больший диаметр, который определяется внутренним диаметром полюсов статора 1 и зазора б₁. Вторая ступень размером 30^o имеет меньший диаметр по отношению к диаметру первой ступени размером 75^o и зазор б₂.

На фиг.2 показано изменение индуктивности фаз двигателя L_a и L_b, взаимоиндуктивности M, токов фаз L_a и L_b двигателя. Так как при увеличении ширины полюса статора максимальная индуктивность увеличивается пропорционально его ширине, а минимальная индуктивность практически не изменяется, то при 90^o больше Θ больше 60^o, 270^o больше q больше 240^o для фазы А и при 180^o больше q больше 160^o, 360^o больше q больше 330^o для фазы В увеличивается в два раза. Так как М равна то и момент в этих точках также удваивается. При 75^o больше q больше 30^o, 150^o больше q больше 105^o, 225^o больше q больше 180^o, 300^o больше q больше 285^o ток может протекать одновременно по двум фазам и при определенном соотношении токов фазы А и фазы В момент становится равным моменту при углах поворота ротора 90^o больше q больше 60^o, 270^o больше q больше 240^o, 180^o больше q больше 150^o, 360^o больше q больше 330^o. Это приводит к увеличению равномерности момента вращения.

Для увеличения момента и уменьшения скорости вращения возможно увеличить количество пар полюсов двигателя. В этом случае угловая ширина полюса статора становится равной где 2p количество пар полюсов.

Угловая ширина первой ступени ротора: Ширина второй ступени полюса ротора равна о

Формула изобретения

Нереверсивный двухфазный электродвигатель с переменным магнитным сопротивлением, содержащий явнополюсный симметричный статор с сосредоточенными обмотками на четырех полосах, угловая ширина каждого из которых составляет 45 60^o, и безобмоточный ротор с двумя полюсами, отличающийся тем, что цилиндрическая поверхность каждого полюса ротора выполнена двухступенчатой по дуге, причем угловая ширина каждой ступени равна соответственно 45°+ 0,5α_c и 90°- α_c, где α_c - угловая ширина полюса статора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2