Асинхронный электродвигатель

)5 Н 02 К 1 ПИСА РЕТЕН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Самарский авиационный институт им.акад.С,П.Королева(56) Брускин Д.Э. и др. Электрические машины, ЧУчебник для вузов, М,: Высшая школа, 1987, с.216,258.Шереметьевский Н.Н,Проблемы создания шарового двигателя-маховика для управления положением космического объекта. - Всемирный электротехнический конгресс,М 21-25 июня 1977.(57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к асинхронным электродвигателям со сферическим полым короткозамкнутым ротором. С целью расширения применения за счет регулирования частоты вращения ротора изменением его активного сопротивления на поверхность ротора 1 нанесено фоторезистивное покрытие 2, дуговые статоры 6 Закреплены через датчики 5 момента на корпусе 3, при этом дуговые статоры выполнены из отдельных пакетов и между ними уложены свето- воды 7, соединенные с источниками 8 света, 1 з,п.ф-лы. 1 ил.10 Изобретение относится к электротехнике, гироскопии и может найти применение в качестве трехстепенных исполнительных органов в высокоточных системах управления угловым движением подвижных объектов.Известен асинхронный электродвигатель, содержащий корпус, статор с обмоткой возбуждения, ротор с обмоткой и контактные кольца. Регулирование частоты вращения электродвигателя осуществляется изменением активного сопротивления ротора путем включения в цепь обмотки ротора пускового реостата.Введение в цепь обмотки ротора добавочного сопротивления облегчает пуск двигателя, но существенно усложняет конструкцию, а наличие скользящих контактов ухудшает его работу. Кроме того, регулирование двигателя осуществляется только в момент его пуска.Известен асинхронный электродвигательь с двойной короткоза.:кнутой обмоткой. содержащий корпус, статор с обмоткой возбуждения, ротор с рабочей короткозамкнутой обмоткой и пусковой короткозамкнутой обмоткой. Увеличение пускового момента в этом электродвигателе осуществляется при помощи пусковой короткозамкнутой обмотки, изменяющей повышенное активное сопротивление, которая автоматически отключается в процессе работы.Недостаток этой конструкции заключается в невозможности регулирования частоты вращения и вращающего момента во время работы двигателя. Наиболее близким к предлагаемому является асинхронный электродвигатель, содержащий корпус, дуговые статоры по трем координатным осям, полый короткозамкнутый сферический ферромагнитный ротор с медным покрытием и бесконтактным электромагнитным подвесом, дуговые статоры тахогенераторов по трем степеням свободыИзменение частоты вращения ротора и определение его направления вращения по трем осям производится тремя тахогенераторами. Медное покрытие ротора двигателя улучшает его пусковые характеристики, но не позволяет регулировать частоту вращения и вращающий момент во время работы двигателя.Цель изобретения - расширение применения путем регулирования частоты вращения изменением активного сопротивления короткозамкнутого ротора и обеспечение максимального вращающего момента во всем диапазоне регулирования частоты вра 15 20 25 30 35 40 45 50 55 щения ротора путем изменения наклона механической характеристики,Поставленная цель достигается тем, что в асинхронном электродвигателе, содержащем корпус, гладкий полый сферический ротор с покрытием и бесконтактным подвесом, дуговые статоры по трем координатам с трехфазными обмотками возбуждения, дополнительно введены датчики момента, источники света, сравнивающие элементы, задатчики момента, расширяющие элементы, источники питания и свето- воды, выходы которых обращены к поверхности ротора, а входы соединены с источниками света, статоры двигателя крепятся к корпусу через датчики момента, выходы которых соединены с первыми входами сравнивающих элементов, вторые входы которых связаны с задатчиками моментов, а выходы регулирующих элементов связаны с источниками света,Использование в асинхронном двигателе фоторезистивного покрытия ротора, источников света, световодов, расположенных в мекпакетных пространствах дуговых статоров, позволяет расширить применение двигателя путем регулирования частоты вращения изменением активного сопротивления активного короткозамкнутого ротора.Использование в асинхронном двигателе датчиков момента, задатчиков момента, сравнивающих и регулирующих элементов, источников питания позволяет посредством регулирования освещенности ротора осуществлять не только пуск асинхронного электродвигателя при максимальном моменте, но и поддеркивать величину электромагнитного вращающего момента электродвигателя максимальной при изменяющихся нагрузках путем изменения наклона механической характеристики.На чертеже представлена конструкция асинхронного двигателя и принципиальная схема его управления для одной из координатных осей. По двум остальным осям схемы управления аналогичны,Асинхронный двигатель содержит полый короткозамкнутый сферический ротор 1 с фоторезистивным покрытием 2. Корпус 3 трехкоординатного электродвигателя охватывает ротор 1, К корпусу 3 крепятся электромагнитные подвесы 4 и через датчики 5 момента установлены дуговые статоры б, расположенные в трех взаимно перпендикулярных полостях и выполненные из отдельных пакетов, В межпакетных пространствах статоров б размещены световоды 7, входы которых находятся у источников 8 света, а выходы обращены к поверхности ротора 1. Выходы датчиков 5момента и выходы задатчиков 9 момента соединены со сравнивающим элементом 10, входы регулирующего элемента 11 соединены с выходами сравнивающего элемента 10 и источника 12 питания, а выход соединен с источником 8 света,Асинхронный двигатель работает следующим образом.При подаче напряжения переменной частоты на электромагнитные подвесы 4 поверхности опор начнут производить изгибные колебания. При этом в зазоре между поверхностью сферического ротора 1 и поверхностью подвесок 4 происходит эффект сдавливания воздушной среды зазора, Образующаяся при сдавливании тонкая газовая пленка является смазкой с очень низким коэффициентом трения, При подаче переменного напряжения на обмотки дуговых статоров б в них создается бегущее электромагнитное поле, которое индуцирует в роторе 1 вихревые токи. На короткозамкнутый ротор 1 с индуцированными в нем токами действуют электромагнитные силы, образующие вращающий момент по соответствующей оси координат,Фоторезистивное покрытие 2, нанесенное на поверхность ротора 1. изменяет свое активное сопротивление в зависимости от интенсивности светового потока, передаваемого от источника 8 света через световоды 7 к поверхности ротора 1. В результате этого изменяется ток короткозамкнутого ротора 1, что в свою очередь приводит к изменению частоты вращения ротора 1.Электромагнитный вращающий момент, приложенный к ротору 1 по соответствующей оси, вызывает появление реактивного момента, передаваемого на корпус 3 через статор б и датчики 5 момента. На выходе датчиков 5 момента появляются сигналы, пропорциональные вращающим моментам, При нагружении двигателя по соответствующей координатной оси электромагнитный вращающий момент уменьшается. При этом соответственно уменьшается скорость вращения ротора 1 по соответствующей координатной оси и реактивный момент, передаваемый на корпус 3. Уменьшается воздействие на датчики 5 момента и уменьшается сигнал с них. Уменьшение сигнала с датчиков 5 момента приводит к увеличению напряжения на выходе сравнительного элемента 10, которое приводит к увеличению напряжения, подаваемого с источника 12 питания на выход регулирующего элемента 11 и, соответ 50 ния, статоры закреплены на корпусе через 55 5 10 15 20 25 30 35 40 45 ственно, на источник 8 света, Источник 8 света увеличивает яркость свечения, свет от источника 8 поступает через световоды 7 на фоторезистивное покрытие 2 и уменьшает его сопротивление. В результате этого увеличивается ток короткозамкнутого ротора 1 и электромагнитный вращающий момент, Ротор 1 увеличивает скорость вращения, т.е. изменение освещенности ротора 1 приводит к изменению наклона механической характеристики асинхронного электродвигателя, обеспечивая максимальный вращающий момент во всем диапазоне регулирования частоты вращения ротора 1.Результирующая механическая характеристика асинхронного электродвигателя получается жесткой. Задатчик 9 момента задает на своем выходе напряжение, пропорциональное вращающему моменту электродвигателя на холостом ходу. Формула изобретения 1, Асинхронный электродвигатель, содержащий корпус, дуговые статоры по трем координатным осям, полый короткозамкнутый сферический ферромагнитный ротор с покрытием на внешней поверхности и электромагнитным подвесом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения применения, путем регулирования частоты вращения изменением активного сопротивления короткозамкнутого ротора, электродвигатель дополнительно снабжен световодами и источниками света, дуговые статоры выполнены из отдел ьн ых пакетов. в межпакетн ых пространствах размещены световоды, входы световодов находятся у источников света, выходы обращены к поверхности ротора, а покрытие ротора выполнено фоторезистивным,2, Электродвигатель по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью обеспечения максимального вращающего момента во всем диапазоне регулирования частоты вращения ротора путем изменения наклона механической характеристики, электродвигатель дополнительно снабжен датчиками момента, задатчиками момента, сравнивающими и регулирующими элементами, источниками питадатчики момента, выходы последних и выходы задатчиков момента соединены со сравнивающим элементом, входы.регулирующего элемента соединены с выходами сравнивающего элемента и источника питания, а выход соединен с источником света.