Ротор двухскоростного асинхронного электродвигателя

 

(72) Автор взебретевяя

Г.И . Киричек

Институт электродинамики АН Украинской (71) Заввятель (54) РОТОР ДВУХСКОРОСТНОГО АСИНХРОННОГО

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к регулируемым электродвигателям переменного тока с индукционными сопротивлениями в цепи ротора.

Известен ротор с трехфазной двухскоростной обмоткой, имеющей независимые входы для обоих чисел полюсов.

Обмотка ротора соединена с индукционными сопротивлениями, состоящими из девяти катушек с массивными ферромагнитными сердечниками и объе1О динениями в три параллельные звезды с шестью выводами из нулевых точек

С1).

Недостатками данного ротора яв % ляются сравнительно большое число элементов индукционных сопротивлений и равенство вводимых в цепь ротора сопротивлений для обоих чисел пар полюсов, что приводит к ухудшению пусковых и рабочих характеристик дви-. гателя.

Известен ротор с двухскоростной фазной обмоткой, имеющей независимые выводы для каждого числа полюсов и соединенной с индукционным сопротивлением, состоящим из трех катушек с массивными ферромагнитными сердечниками. Катуыки соединены в треугольник, к верщинам которого подключены выводы обмотки ротора одной полюсности, а к трем ответвлениям катушек подключены выводы обмотки другой полюсности. Этим абеспечива ется изменение величины вводимого в цепь ротора сопротивления при переходе от одного числа пар полюсов к другому (2).

Недостатком данного ротора является то, что область его применения ограничена обмотками с независимыми выводами для каждой полюсности °

Известен ротор асинхронного элект родвигателя, содержащий двухскорост" ную обмотку, которая вшполнена из двух одинаковых частей, причем в одной из них изменяется направление

3 9041 тока при изменении числа пар полюсов.

Каждая фаза обмотки ротора соединена с индукционным сопротивлением, состоящим из двух катушек, которые соединены по Т-образной схеме с тремя выводами и помещены в массивном ферромагнитном диске (3 ).

Недостатками данного ротора является сравнительно большое число элементов индукционных сопротивлений 1Î и неполное использование этих сопротивлений на каждой из полюсностей двигателя, что приводит к увеличению массы и габаритов электрической мавины. 15

Наиболее близким к предлагаемому является ротор двухскоростного асинхронного двигателя, который содержит трехфазную двухскоростную обмотку, катушечные группы которой разномерно распределены по расточке машины и образуют две одинаковые части, одна из которых состоит из четных, а другая из нечетных катушечных групп, соединенныХ по трехфазной схемЕ, у5 причем обе части обмотки включены между собой в три параллельные ветви со встречным включением катушечных групп одной части обмотки по отношению к другой и смещены друг относительно друга на угол 120 зр.град. а к точкам соединения указанных частей обмотки подключены выводы индукционных сопротивлений, соединенных по трехфазной схеме. Этим достигается упрощение конструкции ротора и обеспечивается изменение величины вводимого в цепь ротора сопротивления при изменении числа пар полюсов двигателя (4 )

Недостаток данного ротора состоит в том, что по индукционному сопротивлению протекают только встречные составляющие токов параллельной ветви обмотки ротора, обусловленные встречными составляющими ЭДС двух частей обмотки, соединенных между собой в параллельной ветви.

Согласные составляющие токов каждой параллельной ветви протекают только по обмотке ротора, минуя индукционное сопротивление. Воздействие индукционного сопротивления только на, встречную составляющую токов параллельной ветви и изменение величины

55 этой составляющей тока приводит к некоторому искажению магнитного поля двигателя, появлению высших гарминик поля, обуславливающих ухудшение

22 4 механических характеристик образованием в них провалов, увеличение потерь двигателя. Проявление высших гармоник тем сильнее, чем большее сопротивление вводится в цепь ротора.

Цель изобретения — улучшение механических и рабочих характеристик двигателя с индукционными сопротивлениями в цепи фазного. ротора.

Указанная цель достигается тем, что одна из двух одинаковых частей обмотки ротора подключена к началам, а другая к концам трех катушек индукционных сопротивлений сред" ние точки которых соединены между собой, причем катушечные группы обеих частей обмотки ротора включены между собой согласно и смещена друг относительно друга на гространственный угол 120 эл.град.

На фиг.1 гредставлена схема соединения элементов обмотки ротора (OP) и индукционных сопротивлений (ИС) двухскоростного асинхронного двигате.ля для чисел полюсов 2р=4 и 2р=8; на фиг.2 - развернутая схема сое— динения двухскоростной обмотки ротора с числами полюсов 2р=4 и 2р=8 и индукционных сопротивлений (ИС ).

Трехфазная двухскоростная обмотка ротора выполнена из двух одинаковых частей, одна из которых состоит иа четных, а другая из нечетных катушечных групп, причем в одной из них изменяется направление тока при изменении числа пар полюсов. Обе части обмотки ротора соединены в две отдельные звезды (или два треугольника ), одна из которых подключена к началам, а другая к концам трех катушек индукционных сопротивлений. При этом в каждом из трех парап« лельных ветвей, образованных последовательным соединением двух полуфаз обмотки ротора и катушки индукционного сопротивления, полуфазы обмотки ротора смещены на пространственный угол 120 эл.град, например при 2р=8 соединены между собой полуфазы обмотки ротора А< и Вя, С и

A>, B g и СВ, а при 2p=4 соединены

А4и 7< B4 4 C4и 4 1 ° e ° обе части обмотки ротора соединены между собой через катушки индукционных сопротивлений со смещением одной трехлучевой звезды обмотки по отношению к другой на пространственный угол 120 эл. град. 1 фиг . 1 у.

Такое соединение двух частей обмот5 90>>1 ки в параллельных ветвях позволяет смещать звезду индуцируемых ЭДС в одной половине обмотки по отношению к звезде ЭДС другой половины обмот.ки на угол 120 при одном числе полюсов и на угол 60 при другом числе . полюсов благодаря изменению направления ЗДС в одной половине обмотки ротора при переходе от одного числа пар полюсов двигателя к te ,другому.

Индукционные сопротивления состо" ят из трех катушек, помещенных в массивные ферромагнитные диски. Средние точки катушек с помощью ответвлений соединены между собой. Включение катушки индукционного сопротивления между двумя полуфазами обмотки обеспечивает, в отличие от известного ротора, протекание acего тока ротора по индукционному сопротивлению, т.е. по этому сопротивлению протекают как встречные, так и согласные составляющие тока параллельной ветви, обусловленные смещением ЭДС в полуфазах обмотки каждой ветви. В роторе путь для встречных составляющих .тока обеспечивается соединением средних точек катушек индукционных сопротивлений. Протекающие в катушке индукционного сопротивления согласные составляющие токов в параллельной ветви создают ампервитки намагничивания и определяют ве35 личину индукционного сопротивления, вводимого в цепь ротора. Встречные составляющие токов не создают ампервитков намагничивания, поскольку они взаимно компенсируются, т.е. катуш49 ка индукционного сопротивления для них является бифилляром. Таким образом, в предлагаемом роторе значение индукционного сопротивления будет большим при больших

45 значениях согласных составляацих гоков.

Для улучшения характеристик двигателя соединение двух частей обмотки ротора осуществляется таким образом, чтобы максимальные значения согласных составляацих токов, а следовательно, и наибольшее значение индукционного сопротивления, достигались при меньшем числе полюсов.

Для этого в каждой параллельной ветви полуфазы обмотки ротора включены между собой согласно, что приводит

22 6 к смещению ЗДС, индуцируемых в соединенных частях обмотки ротора на угол 60 при меньшем числе полюсов и на угол 120 при большем числе полюсов (фиг.2). Введение в цепь ротора большего сопротивления при меньшем числе полюсов обуславливает снижение пусковых токов и повышение пускового -момента двигателя. При большем числе полюсов, благодаря уменьшению сопротивления из-за больших значений встречных составляющих токов, улучшаются. рабочие характеристики, повышается момент двигателя. Схема соединения двухскоростной обмотки ротора и индукционных сопротивлений обеспечивает улучвение

:гармонического состава магнитного поля двигателя, снижение моментов и потерь от высших гармонических, улучшение механичес" ких и рабочих характеристик двигателя. !

По сравнению с известными роторами данного типа, предлагаемый ротор, отличается простотой, небольшим числом выводов фазной обмотки и минимальным числом элементов индукционных сопротивлений, улучшенными механическими и энергетическими характеристиками.

Формула изобретения

Ротор двухскоростного асинхронного электродвигателя с индукционными сопротивлениями, подключенными к трехфазной обмотке, выполненной на два числа полюсов и, содержацей равномерно распределенные по расточке машины катушечные группы, образующие две одинаковые части, одна из которых состоит из четных, а другая из нечетных катушечных групп, соединенных по трехфазной схеме, о т— л и ч а ю ц и и с я тем, что, с целью улучшения механических и рабочих характеристик двигателя, одна из частей обмотки ротора подключена к началам, а другая к концам трех катушек индукционных сопротивлений, средние точки которых соединены между собой, причем катушечные группы обе" их частей обмотки ротора включены между собой согласно и смещены друг относительно друга на пространствен7 ный угол 120 эл.град. при больвем числе полюсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

И 470040, Н 02 К 17/14, 1971.

904122

2. Авторское свидетельство СССР и 570959, H 02 K 17/14, 1972.

3. Авторское свидетельство СССР

М 369660э Н 02 К 17/14, 1970.

5 4. Авторское свидетельство CCCP " 564689, Н 02 К 17/14, 1973.