Трехфазная асинхронная реверсивная электрическая машина

 

Союз Советскнк

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

<„>864448

* (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 170579 (21) 2 788868/24-07 с присоединением заявки Ho— (23) Приоритет

Опубликовано 150981, Бюллетень Н9 34

Дата опублмкованмя опмсаммя 150931 (si)e. к .

Н 02 К 17/12

Государственный комитет

СССР но делам изо6ретений н открытий (53) УДК 621.313.333. .025.4 (088.8) (72) Авторы

НЗОбРЕтЕМм Я

И.3. Скрыпин н В.Б. Финкельштей

t„

»

Харьковский институт инженеров железнодорожного транспорта им С.М. Кирова

1 (71) Заявитель (54 ) ТРЕХФАЗНАЯ АСИНХРОННАЯ РЕВЕРСИВНАЯ

ЭЛЕ КТРИЧЕСКАЯ МАШИНА

Изобретение относится к электротехнике, преимущественно к электрическим машинам, и предназначено для создания трехфазной асинхронной электрической машины, уровень внешнего поля которой понижается и остается неизменным при изменении направления вращения (при реверсе).

Известны устройства, предназначенные для снижения уровня внешних магнитных полей электрических вращающихся машин (1).

Недостатками данных устройств являются сложность и высокая стоимость.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой является трехфазная асинхронная электрическая машина, содержащая статор из ферромагнитного материала с тремя обмотками, соединенными по схеме звезда или треугольник ™ н размещенными в пазах статора со смещением в пространстве на 1200 друг относительно друга, и ротор, также изготовленный иэ ферромагнитного материала, в пазах которого размещена короткозамкнутая или фазная обмотка. Ротор расположен внутри статора соосио (2).

Недостатком данной электрической машины является различие уровней внешнего магнитного поля при различном направлении вращения. Измерения показывают, что уровень внешнего магнитного поля трехфазной асинхронной электрической машины прн реверсе может изменяться скачком в 23 раза. В тех случаях, когда уровни внешних магнитных полей нормируются и машины работают в режиме реверса, это является крайне нежелательно, а иногда недопустимо. Возникновение этого явления вызвано наличием аниIS зотропии магнитопровода,и асимметрией обмотки статора, которые всегда имеют место в реальной электрической машине. Анизотропия магнитопровода обусловлена анизотропией

20 листов стали, так как контур эубцовопазовой зоны отдельных листов ориентирован одинаково относительно направления проката, а листы набираются в пакет с совмещением соответственных направлений с помощью шихтовочных знаков. Электротехническая сталь, из которой изготовляется иагнитопровод, обеспечивает наиболь. шее намагничивание в направлении

Щ оси прокатки. При этом наименьшее

864448 намагничивание создается под определенным углом (90 или 55О) к оси прокатки в зависимости от кристаллической текстуры стали. Асимметрия сети и обмотки статора создает пульсирующую составляющую поля, которая превращает вращающееся поле из кругового в эллиптическое. В известных машинах пульсирующая составляющая произвольно ориентирована относительно оси прокатки стали магнитопровода, так как сама обмотка произвольно ориентирована относительно статора.

После переключения двух фаз питания (например А и В) изменяется направление вращения и пульсирующая составляющая поля зеркально отображается относительно оси непереключаемой фазы. При этом направление оси пульсации изменяется относительно оси прокатки и изменяется амплитуда пульсаций. В результате при реверсе 20 машины произойдет перераспределение внешнего магнитного поля со значительным изменением его уровня в отдельных точках окружающего пространстваа. 25

Цель изобретения — уменьшение уровня внешнего магнитного поля.

Посгавленная цель достигается тем, что в трехфазной асинхронной реверсивной электрической машине, содержащей статрр, в пазах которого установлена трехфазная обмотка, содержащая катушечные группы, и короткозамкнутый или фазный ротор, ось одной катушечной группы фазы обмотки статора, проходящая через ее середину, совпадает с направлением оси прокатки стали магнитопровода статора или перпендикулярна к ней.

Причем при шаге обмотки, равном четному числу пазов, с направлением 40 прокатки совмещена середина паза, а при шаге, равном нечетному числу пазов-середина зубца.

На фиг. 1 схематично показаны статор и Ротор электрической машины 45 и уровень внешнего поля при одном направлении вращения; на фиr. 2 то же при обратном направлении вращения.

Электрическая машина содержит ста- 5О тор 1 с трехфазной обмоткой, ось фаз которой A,В и С, размещенный в нем соосно статор 2 с короткозамкнутой или фазной обмоткой. Магнитопровод статора изготовлен из пластин электрической стали и имеет метку 3, совпада14щую с направлением прокатки стали (ось 4) . Обмотка статора ориентирована таким образом, что ось непереключаемой при реверсе фазы (например, С) совпадает с осью 4 про- ф{) катки стали ° Технологически целесообразно метку 3 совмещать или ориентировать по шихтовочному знаку, который при штамповке пластин статоРа в свою очередь определенным обра- 65 зом ориентируется относительно оси прокатки стали. Во время штамповки пластин следует при нечетном шаге обмотки совмещать е направлением прокатки середину зубца, а при четном шаге — середину паза. Линией 5 показан уровень внешнего магнитного поля идеализированной машины, вращающееся поле которой является круговым.

Из-за асимметрии трехфазной сети питания и обмотки статора у реальной машины возникает пульсирующая составляющая и вращающееся поле оказывается эллиптическим. Уровень внешнего поля такой машины показан линией 6, а линией 7 — ось пульсаций, вызванных асимметрией сети и обмотки статора.

При реверсе машины за счет совмещения оси непереключаемой фазы с осью прокатки (или размещению их под углом 90") ось 7 пульсаций изменяет свое положение относительно оси прокатки стали (зеркально отображаясь относительно оси непереключаемой фазы), но угол между этими осями остается по величине тем же и амплитуда пульсации остается неизменной.

Следовательно, максимальный уровень внешнего магнитного поля машины при реверсе не изменится (фиг. 2). В идеальном случае, когда трехфазный источник питания и обмотка статора абсолютно симметричны, вращающееся магнитное поле машины является круговым и в точках окружающего пространства на одинаковом удалении от про- дольной оси машины уровень 5 внешнего поля оказывается одинаковым. Однако в реальных условиях всегда имеет место асимметрия питающей трехфазной сети и обмотки статора, отчего амплитуды пульсирующих полей фаз обмотки оказываются неодинаковыми.

Во вращающемся поле машины воэникает пульсирующая составляющая и это поле становится эллиптическим. Соответственно распределяются уровни б внешнего поля машины, ось 7 пульсирующей составляющей располагается произвольно в зависимости от характера и степени асимметрии фаз обмотки и питающей сети, При этом амплитуда пульсирующей составляющей зависит от взаимного расположения осей 4 и 7.

Она будет максимальной при совпадении осей и минимальной при расположении осей под определенным углом (в зависимости от текстуры материала сердечника статора) . При реверсе машины остается непереключаемой та фаза, ось которой совмещена с осью 4 прокатки, а две оставшиеся фазы переключаются.

В рассматриваемом примере непереключаемой остается фаза С, а переключаются фазы А и В. При этом электрическая машина изменяет направление вращения, а ось 7 пульсирующей

864448

Формула изобретения

Йп .2

Составитель В. Комаров

ТехредЖ. Кастелевич Корректор У. Пономаренко

Редактор Н. Минко

Тираж 733 Подписное

ВНИИПИ .Государственного койитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 7823/80

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная,. 4 составляющей вращающегося поля изме- няет свое положение, зеркально отображаясь относительно оси непереключаемой фазы С и следовательно относительнО совпадающей с ней оси 4 прокатки. Угол между осями 4 и 7 остается о величине неизменным и поэтому неизменной остается амплитуда пульсирующей составляющей (фиг. 2).

Уровень внешнего магнитного поля машины также остается неизменным.

1. Трехфаэная асинхронная реверсивная электрическая машина, содержащая статор в виде шихтованного магнитопровода, в пазах которого установлена трехфазная обмотка, содержащая катушечные группы, и ротор, о т л и ч а ю щ а. я с я тем, что, с целью уменьшения уровня внжанего поля, ось одной катушечной группы фазы обмотки статора, проходящая через ее середину, совпадает с направлением оси прокатки стали магнитопровода или перпендикулярна к ней.

2. Машина по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что шаг обмотки равен четному числу пазов, а с направлением прокатки совмещена середина паза, 3. Машина по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что шаг обмотки равен нечетному числу пазов, а с направле нием прокатки совмещена середина зубца.

15 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 432635, кл. Н 02 К 3/16, 1974.

2. Вольден К.A. Электрнческие маЩ шины. М-Л., Энергия, 1974, с.477.