Устройство трехфазного асинхронного двигателя повышенной механической мощности

Авторы патента:

H02K21/46 - двигатели с дополнительной короткозамкнутой обмоткой для пуска синхронного двигателя как асинхронного

H02K1/27 - Электрические машины (измерительные приборы G01; электродинамические реле H01H 53/00; преобразование входной энергии постоянного или переменного тока в выходную энергию требуемого вида H02M 9/00; громкоговорители, микрофоны, адаптеры и подобные электромеханические преобразователи звука H04R)

Владельцы патента RU 2604982:

Общество с ограниченной ответственностью "ДЕГТЯРЕВ" (RU)

Настоящее изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в трехфазных асинхронных электрических машинах с возбуждением ротора от постоянных магнитов. Устройство трехфазного асинхронного двигателя содержит статор с симметричной трехфазной двухслойной обмоткой и ротор с короткозамкнутой обмоткой и двумя диаметрально расположенными пазами, в которых размещены встречно направленные радиально намагниченные постоянные магниты из сплава NdFeB. Технический результат состоит в увеличении удельной мощности и повышении электромагнитного момента электродвигателя. 2 ил.

Настоящее изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в трехфазных асинхронных электрических машинах с возбуждением ротора от постоянных магнитов из сплава NdFeB.

Из существующего уровня техники широко известны и наиболее распространены асинхронные трехфазные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Асинхронный электродвигатель возбуждается переменным током, который, как правило, подводится к электродвигателю от сети переменного тока.

Известен электродвигатель переменного тока, содержащий статор с обмоткой, ротор с короткозамкнутой обмоткой, выполненной в виде беличьей клетки, и вал с подшипниковыми опорами (см. авт. св. СССР N 1053229, кл. H02K 17/00,1983).

Конструкции асинхронных двигателей описаны в книге М.М. Кацмана «Электрические машины и трансформаторы», раздел IV. М.: Высшая школа, 1961 г.

Технический результат, на достижение которого направлено настоящее изобретение, состоит в повышении эффективности работы статорной обмотки с улучшенным гармоническим составом (МДС), пониженным рассеиванием, оптимальными электромагнитными параметрами и уменьшением токовой нагрузки, создании трехфазных электрических двигателей с увеличенной полезной механической мощностью, развиваемой двигателем по отношению к потребляемой электрической мощности.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в создании асинхронного электродвигателя с максимально возможным удельным электромагнитным моментом и максимальной эффективностью двигателя, определяемой как отношения полезной механической мощности к потребляемой электрической мощности.

Данная задача решается за счет того, что заявленное устройство трехфазного асинхронного двигателя повышенной механической мощности с возбуждением ротора от постоянных магнитов из сплава NdFeB отличается тем, что содержит статор асинхронного двигателя, включающий сердечник статора в виде полого цилиндра с размещенной в пазах на его внутренней поверхности симметричной трехфазной двухслойной обмоткой, рабочие участки катушек которой расположены вдоль оси электродвигателя, и ротор с короткозамкнутой обмоткой и двумя встречно направленными радиально намагниченными постоянными магнитами из сплава NdFeB, размещенными в диаметрально расположенных пазах.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых приняты следующие обозначения.

На фиг. 1 Устройство трехфазного асинхронного двигателя повышенной механической мощности с возбуждением ротора от постоянных магнитов из сплава NdFeB:

1 - сердечник статора асинхронного двигателя; 2 - вентиляционные отверстия;

3 - полюса возбуждения ротора; 4 - симметричная трехфазная двухслойная обмотка статора; 5 - короткозамкнутый ротор с алюминиевой литой обмоткой.

На фиг. 2 Ротор с короткозамкнутой обмоткой и двумя постоянными магнитами из сплава NdFeB:

3 - полюса возбуждения ротора; 6 - алюминиевая литая обмотка; 7 - вентиляционные лопатки.

Устройство трехфазного асинхронного двигателя повышенной механической мощности с возбуждением ротора от постоянных магнитов из сплава NdFeB состоит из ротора с постоянными магнитами из сплава NdFeB и статора асинхронного двигателя.

Статор включает сердечник статора (1) и симметричную трехфазную двухслойную обмотку статора (4), уложенную в продольные пазы на внутренней поверхности сердечника статора (1), корпус статора выполняется из чугунного или алюминиевого литья, сердечник статора (1) из тонколистовой электротехнической стали.

Ротор электродвигателя представляет собой короткозамкнутый ротор (5) с алюминиевой литой обмоткой (6) и размещенными в пазах ротора диаметрально расположенными полюсами возбуждения ротора (3), выполненными из радиально намагниченных полюсных постоянных магнитов NdFeB, размещенных в диаметрально расположенных пазах.

Работает устройство следующим образом.

При подаче напряжения на обмотки двигателя в них возникают токи, образующие вращающееся магнитное поле. На полюса возбуждения ротора (3) и короткозамкнутый ротор (5) с алюминиевой литой обмоткой (6) начинают воздействовать механические моменты. Магнитное поле диаметрально расположенных полюсов возбуждения ротора (3), выполненных из радиально намагниченных полюсных постоянных магнитов NdFeB, под действием момента, развиваемого внутренней обмоткой короткозамкнутого ротора (5) с алюминиевой литой обмоткой (6), разгоняется до подсинхронной скорости и далее втягивается в синхронизм с полем статора. С этого момента в машине создается единый поток полюсов возбуждения ротора и обмотки статора, в результате взаимодействия которых на валу электродвигателя создается максимально возможный удельный электромагнитный момент.

Данная конструкция отличается простотой исполнения и позволяет отказаться от дорогостоящей системы оборудования и дополнительного расхода электрической энергии на возбуждение асинхронной машины и создать асинхронный двигатель любой мощности с полезными качествами синхронного двигателя. Статорная обмотка состоит из трехфазной двухслойной обмотки, имеющей улучшенный гармонический состав (МДС), пониженное рассеивание, оптимальные электромагнитные параметры и уменьшенную токовую нагрузку.

В конструкции заявляемого электродвигателя использованы постоянные магниты из NdFeB марки N52 с остаточной индукцией 1,48 Тл., коэрцитивной силой Hcb>876 кА/м, коэрцитивной силой по индукции, Hcj>955 кА/м и максимальной магнитной энергией ВН 287-303 кДж/м³.

В предлагаемой конструкции двигателей могут быть использованы постоянные магниты из NdFeB с остаточной индукцией 1.29-1.33 Тл. (1.33-1.37 Тл.), коэрцитивной силой Hcb>876 кА/м, коэрцитивной силой по индукции, Hcj>955 кА/м и максимальной магнитной энергией ВН 318-334 кДж/м3 (342- 358 кДж/м³).

Был изготовлен опытный образец заявляемого асинхронного электродвигателя, испытания которого подтвердили высокую эффективность работы статорной обмотки, имеющей улучшенный гармонический состав (МДС), пониженное рассеивание, оптимальные электромагнитные параметры и уменьшенную токовую нагрузку, получение максимально возможного удельного электромагнитного момента и увеличение полезной механической мощности, развиваемой двигателем по отношению к потребляемой электрической мощности.

Устройство трехфазного асинхронного двигателя повышенной механической мощности с возбуждением ротора от постоянных магнитов из сплава NdFeB, отличающееся тем, что содержит статор асинхронного двигателя, включающий сердечник статора в виде полого цилиндра с размещенной в пазах на его внутренней поверхности симметричной трехфазной двухслойной обмоткой, рабочие участки катушек которой расположены вдоль оси электродвигателя, и ротор с короткозамкнутой обмоткой и двумя встречно направленными радиально намагниченными постоянными магнитами из сплава NdFeB, размещенными в диаметрально расположенных пазах.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электромашиностроению, и может быть использовано при создании ротора из серийно выпускаемого короткозамкнутого ротора.

Ротор синхронной электрической машины // 2320064

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам, и позволяет расширить область их применения. .

Ротор синхронного электродвигателя с постоянными магнитами и пуском от сети и способ его производства // 2267201

Изобретение относится к синхронному электродвигателю с постоянными магнитами и пуском от сети, в частности к ротору синхронного электродвигателя с постоянными магнитами и пуском от сети.

Синхронная реактивная машина (варианты) // 2159496

Синхронный электродвигатель с постоянными магнитами // 1631672

Изобретение относится к электрическим машинам, преимущественно к синхронным , и может быть использовано в тех отраслях народного хозяйства, где необходимо синхронное и синфазное вращение реверсивного группового привода, например в вибрационной сейсморазведке Цель изобретения - повышение удельной мощности и cos p .

Ротор синхронного двигателя с постоянными магнитами // 1249660

Изобретение относится к электрическим машинам, преимущественно к синхронньм.Цель изобретения - повышение надежности втягивания в синхронизм ротора в определенном его фазовом положении.

Синхронный электродвигатель // 726629

Синхронный электродвигатель // 663032

Синхронный электродвигатель // 562903

Устройство для пуска синхронного двигателя // 560299

Реактивный электродвигатель, имеющий ротор повышенной устойчивости // 2604877

Изобретение касается ротора для реактивного электродвигателя, реактивного электродвигателя, имеющего такой ротор, автомобиля, а также способа изготовления вышеназванного ротора.

Электрическая машина с конструкцией с малой массой в магнитно активных частях // 2604663

Изобретение относится к электрической машине. Технический результат - уменьшение массы активных частей без снижения мощности.

Электрическая вращательная машина с внутренними постоянными магнитами с магнитоизолированными фазами // 2604650

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат - обеспечение отказоустойчивой конструкции машины.

Магнитоэлектрическая машина // 2604051

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам, в частности электрогенераторам переменного тока. Технический результат - повышение рабочего магнитного потока магнитоэлектрической машины.

Синхронный элекродвигатель с анизотропной магнитной проводимостью ротора // 2603200

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам, и может быть использовано в устройствах электропривода с повышенными требованиями к пульсациям момента.

Тихоходный электрический генератор на постоянных магнитах // 2602802

Изобретение относится к области электротехники, в частности к низкооборотным высокомоментным синхронным двигателям и генераторам с неподвижным якорем и вращающимися магнитами, и может быть использовано в качестве ветрогенераторов, высокочастотных электрических генераторов и в автономных энергоустановках.

Элемент генератора, его применение и способ установки статора // 2601949

Изобретение относится к области электротехники, в частности к генераторам электричества. Технический результат - усовершенствование конструкции статора генератора.

Ротор для электрической машины и соответствующий способ сборки // 2599631

Изобретение относится к ротору с постоянными магнитами для электрической машины и к системе фиксации этих магнитов в соответствующих гнездах. Технический результат - обеспечение простого в изготовлении ротора с надёжной фиксацией магнитов.

Высокоскоростной многофазный синхронный генератор // 2599056

Изобретение относится к области энергомашиностроения, в частности к устройствам, использующимся в системах автономного электроснабжения. Технический результат - уменьшение потерь на вихревые токи и перемагничивание, механическая устойчивость на критических частотах.

Ветроэлектрогенератор // 2598506

Изобретение относится к области ветроэнергетики, а именно к магнитоэлектрической генерации, использующей для вращения энергию воздушного потока. Ветроэлектрогенератор содержит постоянный магнит на роторе и одну индукционную катушку на статоре, и дополнен единичным сегментом генератора, который включает полый металлический цилиндр, внешняя поверхность которого выполнена с покрытием из неполярного диэлектрика, внутренний объем цилиндра разделен на рабочую зону и зону накопления заряда изолирующим диском, внутри зоны накопления заряда установлено устройство подачи отрицательного заряда на поверхность металлического цилиндра от слаботочного источника высокого напряжения, внутри рабочей зоны единичного сегмента генератора соосно цилиндру на изолирующем диске расположен конденсатор с внешней и внутренней обкладками, и трансформатор, первичная обмотка которого одним концом соединена с внутренней поверхностью рабочей зоны цилиндра единичного сегмента, другим - с внешней обкладкой конденсатора, индукционная катушка расположена вне рабочей зоны единичного сегмента генератора, внутренняя обкладка конденсатора соединена с одним из концов обмотки индукционной катушки, второй конец обмотки индукционной катушки выполнен свободным и изолирован неполярным диэлектриком, концы вторичной обмотки трансформатора выведены через изолирующий диск и зону накопления заряда за пределы цилиндра и подключены к клеммам нагрузки.

Генератор энергии // 2605611

Изобретение относится к электротехнике, а именно к генераторам энергии. Генератор энергии содержит первый и второй элементы из радиально намагниченных постоянных магнитов и третий элемент из множества катушек, индуктирующих электродвижущую силу, расположенных концентрически. Количество постоянных магнитов одного элемента превышает целое кратное количество постоянных магнитов другого в два раза. Количество катушек равно количеству постоянных магнитов одного из элементов постоянного магнита. Генерирование энергии в третьем элементе, индуктирующем электродвижущую силу, вызывается относительным вращением первого элемента постоянного магнита или/и второго элемента постоянного магнита. В генераторе энергии первый и второй элементы из постоянных магнитов взаимодействуют друг с другом для изменения силы магнитного поля. Технический результат состоит в повышении эффективности генерирования энергии. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 9 ил.