Синхронный электродвигатель

 

Союз Советсник

Социалистических

Республик ю91 9021 (61) Дополнительное к авт. синд-ву(22)Заявлено 08.10.79 (21) 2825197/24-07 с присоелинениеят заявки М (51)М. Кл.

Н 02 К 19/10

Гоеударетынньй комитет

СССР ао лелям ияебретеней н етерыткФ (23) Приоритет

- Опубликовано 07. 04.82. Бюллетень М 13

Дата опубликования описания 10. 04. 82 (M) УДК 621..313.323 (088.8) В.Н. Погодин, О.А. Гущина, А.С. Куракин, К.Е. Кудряшов (72) Авторы изобретения (54) СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ то

Изобретение относится, к электрическим машинам, а именно к синхронным редукторным электродвигателям, применяемым в системах автоматики.

Известны синхронные электродвигатели, содержащие ротор с радиальными зубцами и коаксиальный с ротором зубчатый статор, снабженный питаемыми от сети переменного тока индукционными обмотками, в каждую из которых включен диод, например, импульсные синхронные реактивные электродвигатели j13 .

Эти электродвигатели имеют следующие недостатки: пульсирующий характер вращающегося момента, в результате чего среднее .значение момента значительно меньше максимально" го; необходимость применения дополнительного пускового средства; повышенный шум, вызываемый вибрационными силами; способность двигателя устой-, чиво работать на скоростях, отличающихся от основной синхронной скорости.

Наиболее близким к предлагаемому является синхронный электродвигатель, содержащий статор с зубчатыми полюсами, на которых установлены многофазные обмотки, безобмоточный зубчатый ротор, число зубцов которого не равно числу зубцов статора.

Недостатком известного электродвигателя является малый электромагнитный- момент на единицу массы двигателя, что .является следствием того, что магнитный поток, возбужденный об- мотками всех фаз, расположенными на полюсах, замыкается по двум взаимно перпендикулярным осям d u q.(d продольная ось, q — поперечная ось), Электромагнитный вращающийся момент создается магнитным потоком, проходящим по оси d. Магнитный поток, проходящий по оси о, создает электромагнитный тормозной момент. В резуль"

3 919021 тате суммарный электромагнитный вращающий момент уменьшается. >М 1>>q N Sq 6 N os ч > гдеСМ gp — суммарный электромагнитный вращающий момент;

M9 > - электромагнитный вращающий момент по оси d;

Мт — электромагнитный тормозной момент по оси q.

Цель изобретения - увеличение мо- 1о мента на единицу массы двигателя.

Указанная цель достигаетс тем, что каждая фаза содержит К = — катушечных групп, где n — число пар зубчатых полюсов, m - число фаз, ка- 15 тушечные группы одной фазы, расположенные на соседних полюсах, выполнены с противоположным направлением намотки, соединены в пары, эти пары обмоток смещены одна относительно дру-N гой на угол 4Г/K и соединены согласно, а число зубцов статора и ротора удовлетворяют соотношению

К S г, — г г

25 где S = m/3.

На фиг. 1 представлен трехфазный синхронный электродвигатель, поперечный разрез; на фиг. 2 - электрическая схема соединения обмоток элект 30 родвигателя; на Фиг, 3 — диаграмма изменения тока за период; на фиг. таблица изменения полярности полюсов в зависимости от рассматриваемого момента времени; на фиг; 5 - диаграмма распределения магнитного потока в рассматриваемый момент времени.

Электродвигатель содержит статор 1 с полюсами 2 (Р-> - Р1 ), снабженными 40 зубцами 3, зубчатый ротор 4. На каждом зубчатом полюсе 2 размещены две катушечные группы 5 разных фаз с противоположным направлением намотки.

Каждая фаза состоит из четырех пар катушечных групп 5, размещенных под углом 90 и соединенных согласно.

Фаза А (фиг. 1 и 2) состоит из четырех катушечных групп ИА„ и ИА<, ИА4

" Mp,>>, 4А-> " Wp,в> "А1ои МА и

Катушечные группы 5 одной пары размещены на соседних полюсах, соединены между собой и имеют противоположные направления намотки. Аналогично размещены катушечные группы фаз В и C со сдвигом между фазами 120

Синхронный электродвигатель работает следующим образом.

При протекании синусоидального тока (фиг, 3) через обмотки фаз создается магнитный поток. На Фиг. 4 и показаны направления и величины магнитного потока на двенадцати зубчатых полюсах 2. Отсюда видно, что s двигателе создается вращающееся магнитное поле, совершающее полоборота за один период. В течение этого времени ротор 4 переместится на два зубчатых деления, так что при частоте источника питания f скорость двигателя Я будет иметь величину, равную

120 ° f

Z б/мин, 2 где Z — число зубцов ротора, Вращающееся магнитное поле создает электромагнитный вращающий момент по двум осям - по продольной d и поперечной q (фиг.5). По продольной оси создается полезный вращающий момент

N,,а по поперечной оси q - -тормозной момент М,>. Суммарный результирующий вращающий электромагнитный момент Мр э — — N - М .

Из фиг. 5 и 4 видно, что по продольной оси d магнитное поге от всех фаз складывается и имеет максимальное значение, а по поперечной оси q магнитный поток от двух фаз в.>читается, и результирующий поток равняется нулю. Соответственно по продольной оси

d вращающий электромагнитнь>й момент имеет максимальное значение Мд а по поперечной оси Nq = О.

Следовательно, суммарный вращающий электромагнитный момент будет иметь максимальное значение

Npea = Na а

Таким образом, схема соединения и расположение катушечных групп 5 всех фаз позволяют повысить электромагнитный вращающий момент электродвигателя на единицу его массы.

Формула изобретения

Синхронный электродвигатель, содержащий статор с зубчатыми полюсами, на которых установлены многофазные обмотки, и безобмоточный зубчатый ротор, число зубцов которого не равно числу зубцов статора, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения момента на единицу массы двигателя, каждая фаза содержит К = — ка9.п

С > > >

5 919021

Ъ тушечных групп, где и - число пар зуЬ- чатых полюсов, m - -число фаз, катушечные группы одной фазы, расположенные на соседних полюсах, выполнены с противоположным направлением намот- s ки; соединены в пары,.эти пары обмоток смещены одна относительно другой на угол 4Т/K и соединены согласно, а числа зубцов статора и ротора удовлетворяют соотношению

К ° S 2„

2 где 5 = m/3.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Завалишин Д.А. Электрические машины малой мощности. М.,-Л., ГЭИ, 1963, с. 323-333.

2. Патент Франции Ю 2315I89, кл. Н 02 К 19/06, 1977.

И В7

919021

Фиг. 5

Составитель В. Трегубов

Редактор Е. Дичинская Техред М. Надь Корректор М, Шароши

Заказ 2157/36

Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Р7

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Р ф