Способ пуска однофазного линейного асинхронного электродвигателя и устройство, его реализующее

Изобретение относится к электротехнике, а именно к однофазным асинхронным двигателям. Однофазный асинхронный электродвигатель содержит рабочую и пусковую обмотки, при этом катушки пусковой обмотки являются частью рабочей обмотки и расположены левее оси магнитной симметрии двигателя. Катушки пусковой обмотки, подключенные параллельно к источнику питания, служат фазосмещающими элементами при пуске и продолжают действовать в рабочем режиме в качестве половины рабочей обмотки. Технический результат состоит в повышении мощности двигателя в рабочем режиме и снижении стоимости. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в производстве однофазных линейных асинхронных электродвигателей.

Известны однофазные асинхронные электродвигатели, содержащие сдвинутые в пространстве рабочую и пусковую обмотки, у которых для создания в пусковом режиме фазового сдвига между токами обмоток используются конденсаторы, резисторы или катушки индуктивности, включенные в цепь пусковой обмотки. В рабочем режиме двигателя пусковая обмотка отключается (Вольдек А.И. Электрические машины: учебник для студентов ВУЗов. - 3-е изд. - Л.: Энергия. - 1978, § 30-2).

Недостатком этих устройств является наличие дополнительного фазосмещающего элемента и снижение мощности двигателя в рабочем режиме.

Наиболее близкими по технической сущности к изобретению являются однофазные асинхронные электродвигатели, содержащие сдвинутые в пространстве рабочую и пусковую обмотки, у которых для создания в пусковом режиме фазового сдвига между токами обмоток используются катушки индуктивности, включенные в цепь пусковой обмотки. В рабочем режиме двигателя пусковая обмотка отключается.

Недостатком такого технического решения является снижение мощности двигателя в рабочем режиме и наличие дополнительной катушки индуктивности, включенной в цепь пусковой обмотки и повышающей стоимость установки.

Технической задачей изобретения является повышение мощности двигателя в рабочем режиме и снижение стоимости установки.

Решение задачи достигается тем, что в однофазном линейном асинхронном электродвигателе, содержащем рабочую и пусковую обмотки, пусковая обмотка является частью рабочей обмотки электродвигателя, для создания фазового сдвига между токами используются катушки пусковой обмотки, расположенные слева от оси магнитной симметрии двигателя, подключенные к источнику питания параллельно и являющиеся частью рабочей обмотки.

Такое техническое решение позволяет отказаться от специальных фазосмещающих элементов в цепи пусковой обмотки, снизить стоимость установки и повысить мощность двигателя в рабочем режиме.

Сущность изобретения поясняется чертежами фиг. 1 и фиг. 2. На фиг. 1 изображен однофазный линейный асинхронный электродвигатель, содержащий индуктор 1 с однофазной обмоткой, размещенной в шестнадцати пазах, и вторичный элемент 2, представляющий собой слоистую структуру из стали и алюминия. На фиг. 1 показаны также схема обмотки индуктора и схема подключения его к источнику однофазного переменного напряжения u. На фиг. 2 изображена векторная диаграмма напряжений и токов в катушках пусковой обмотки. Пусковой обмоткой двигателя служат катушки обмотки, размещенные в пазах 1-8 индуктора, левее оси магнитной симметрии двигателя Z. Токи катушек пусковой обмотки i₁₅, i₂₆, i₃₇, i₄₈, показаны на схеме обмотки индуктора на фиг. 1. Рабочей обмоткой двигателя служат катушки обмотки, размещенные в пазах 1-16 индуктора 1. Коммутация обмотки из пускового в рабочее состояние осуществляется замыканием ключа К.

Пуск и работа однофазного линейного асинхронного двигателя происходят следующим образом.

При пуске электродвигателя ключ К разомкнут и к источнику питания с напряжением u подключается пусковая обмотка, катушки которой расположены левее оси магнитной симметрии двигателя Z и подключены к источнику питания параллельно. В связи с действием продольного краевого эффекта, чем дальше катушка от оси Z, тем меньше ее индуктивность и тем выше ее коэффициент мощности (F. Mamedov, S. Kurilin, D. Tchutorov. Ideal no - load operation and asymmetry of phases of low speed linear induction machine. / Proceedings of the 5^th international conference on unconventional electromechanical and electrical systems. 05-08 September 2001, Szczecin and Miedzyzdroje, Poland. - Szczecin, 2001, Volume 2. Pages 323-328). Катушка, расположенная в пазах 1 и 5, будет иметь наименьшую индуктивность и наибольший коэффициент мощности, а катушка, расположенная в пазах 4 и 8, будет иметь наибольшую индуктивность и наименьший коэффициент мощности среди катушек пусковой обмотки. По этой причине токи в параллельных катушках пусковой обмотки i₁₅, i_2b, i₃₇, i₄₈ будут сдвинуты относительно напряжения и на фазовые углы ϕ₁₅<ϕ₂₆<ϕ₃₇<ϕ₄₈, как это показано на векторной диаграмме фиг. 2 векторами i₁₅, i₂₆, i₃₇, i₄₈. Наличие пространственных сдвигов между катушками пусковой обмотки и фазовых сдвигов между их токами обеспечит в зазоре однофазного линейного асинхронного электродвигателя бегущую в положительном направлении компоненту магнитного поля. Взаимодействие бегущего поля с индуцированными им во вторичном элементе токами создаст пусковое усилие, благодаря которому электродвигатель запустится. При таком способе запуска в использовании специальных фазосмещающих элементов принципиальной необходимости нет, что позволяет отказаться от них и снизить стоимость установки.

После запуска электродвигателя ключ К замыкается, переводя двигатель в рабочий режим. В этом режиме к обмотке дополнительно подключаются катушки, расположенные в 9-16 пазах индуктора, и он работает как обычный однофазный асинхронный электродвигатель. В рабочем режиме в электромеханическом преобразовании энергии участвуют все катушки обмотки, включая и катушки пусковой обмотки, что позволяет эксплуатировать двигатель на полную мощность.

Технический результат изобретения состоит в полном использовании установленной мощности электродвигателя в рабочем режиме.

1. Способ пуска однофазного линейного асинхронного электродвигателя, содержащего рабочую и пусковую обмотки, заключающийся в подаче напряжения на пусковую обмотку, отличающийся тем, что пусковая обмотка является частью рабочей обмотки электродвигателя.

2. Способ пуска однофазного линейного асинхронного электродвигателя по п. 1, отличающийся тем, что для создания фазового сдвига между токами используются катушки пусковой обмотки.

3. Устройство для реализации пуска однофазного линейного асинхронного электродвигателя, содержащее пусковую обмотку, отличающееся тем, что катушки пусковой обмотки располагаются слева от оси магнитной симметрии двигателя, подключены к источнику питания параллельно и являются составной частью рабочей обмотки.