Линейный асинхронный двигатель

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ Сфез Сфветсиих Социалистических Республик(51)М, Кл,2 Н 02 К 41/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Пермский государственный научно-исследовательскийи проектный институт нефтяной промышленности(54) ЛИНЕЙНЫЙ АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Изобретение относится к области электротехники, а именно к конструкции линейных асинхронных двигателей и предназначено для использования, 5 например, в качестве привода механизмов возвратно-поступательного движения.Известен линейный асинхронный двигатель, состоящий из индуктора с па зами, в которые уложена обмотка, и зубчатого вторичного элемента с обмоткой 1) .В этом двигателе зубцовый шаг индуктора 1 у,( равен 8,33 мм, а зубцовый 15 шаг вторичного элемента 1 состав 2 ляет 8,0 мм.Таким образом, зубцовый шаг вторичного элемента выполнен приблизительно равным зубцовому шагу индуктора., Однако при таком соотношении зубцового шага вторичного элемента и зубцового шага индуктора в известном двигателе при скольжениях, близких к единице (например, в режиме пуска), 25 образуются тормозящие усилия, которые затрудняют его пуск,Кроме того, тяговое усилие в известном двигателе относительно невелико за счет возникновения между зчб-Зо цами индуктора и вторичного элемента сил взаимного притяжения (явление прилипания).Наиболее близким по технической сущности к описываемому изобретению является линейный асинхронный двигатель, включающий индуктор с пазами, в которые .уложена обмотка, и зубчатый вторичный элемент с обмоткой 2).Отношение величины зубцового шага вторичного элемента к величине зубцового шага индуктора в указанном двигателе составляет 0,527.Такое отношение величины зубцово.го шага вторичного элемента к величине зубцового шага индуктора позволяет попучить тяговое усилие двигателя несколько выше, чем при соотношении зубцовых шагов вторичного элемента и индуктора, близким к единице, так как уменьшаются тормозящие усилия при пуске И ослабевают явления прилипання вторичного элемента.Однако в таком электродвигателе (при соотношении зубцовых шагов вторичного элемента и индуктора, равном 0,527) укаэанные нежелательные явления - тормозящие усилия при пуске и явления прилипания вторичногоэлемента имеют место, снижая тяговое усилие двигателя.Целью настоящего изобретения является повышение энергетических показателей двигателя.Укаэанная цель достигается тем, что отношение величины зубцового шага вторичного элемента к величине зубцового шага индуктора составляет 0,1084-0,2169, а их величины представляют собой взаимно простые числа.Благодаря отношению величины зуб цового шага вторичного элемента к величине зубцового шага индуктора в пределах 0,1084-0,2169, когда величины укаэанных зубцовых шагов представляют собой взаимно простые числа, конструктивно обеспечивается такое взаимное соотношение зубцово-пазовых структур индуктора и вторичного элемента электродвигателя, при котором ось зуба индуктора и ось зуба вторичного элемента на всей длине индуктора совпадут только один раз,Исключение тормозящего усилия при пуске достигается тем, что порядок зубцовых дробных гармоник вторичного элемента больше порядка гармоник индуктора в 4,6-9,2 раз, что подтверждается расчетами, а дробность гармоник определяется взаимно простыми числами, взятыми в заявляемом диапазоне. Явление прилипанияф исключается за счет того, что ось зуба индуктора и ось зуба вторичного элемента совпадают на длине индуктора только один раз.На фиг, 1 представлен линейный 35 асинхронный двигатель, продольный разрез; на фиг. 2 представлена зубцово-пазовая структура индуктора и вторичного элемента двигателя; на фиг. 3 дан график зависимости от О ношения полной потребляемой мощности к полезному усилию от величины зубцового шага вторичного элемента при постоянном зубцовом шаге индуктора,Линейный асинхронный двигатель состоит из индуктора 1, магнитопровод которого набран из пластин электротехнической стали с пазами 2, в которые уложена трехфазная обмотка 3,соединенная по схеме звезда с изолированной нейтралью, и вторичного элемента 4 с обмоткой 5, который выполнен зубчатым, в виде чередующихся между собой ферромагнитных и токопроводящих колец, изолированных одно от другого. 55 Зубцовый шаг 1 вторичного элемента 4 и зубцовый шаг 1 х индуктора 1 выполнены так, что отношение величины зубцового шага 12 вторичного элемента 4 к величине зубцсвого шагаиндуктора 1 взято в пределах 0,1084-0,2169, аих величины представляют собой взаимно простые числа; При указанном конструктивном выполнении электродвигателя ось 6 зуба 7 индуктора 1 совпадает с осью 8 зуба 9 вторичного элемента 4 на всей длине индуктора только один раз, как показано на фиг, 2.При подаче питания к электродвигателю в индукторе 1 образуется бегущее электромагнитное поле, которое наводит ЭДС в короткозамкнутой обмотке 5 вторичного элемента 4. Эта ЭДС создает электромагнитное поле вторичного элемента. В результате взаимодействия двух полей вторичный элемент 4 перемещается внутри индуктора 1.По результатам экспериментальных исследований построен график зависимости отношения полной потребляемой мощности (выраженной в ВА) к полезному тяговому усилию (в КГ) от величины зубцового шага вторичного элемента (фиг. 3) при 1 = сопз,Из графика следует, что областью с низкой величиной полной потребляемой мощности на единицу полезного усилия является область 3-5 (фиг, 3), где зубцовый шагвторичного элемента равен 1,09-2,18 мм присопят = 10,05 мм. Отношение вели-:хны зубцового шага вторичного элемента к величине зубцового шага индуктора в данной области находится в пределах:Ф И,09-:2,18)=О,Ю 84 -, О,Я 1691, (о 105 Было установлено, что увеличениетягового усилия и уменьшение потребляемой мощности в области 3 - 5 фиг. 3достигнуто за счет исключения тормозящих усилий при пуске и исключенияявления прилипания, если величины зубцового шага вторичного элементаи зубцового шага индуктора будутпредставлять собой взаимно простыечисла, отношение которых находится впределах 0,1084-0,2169,Данные исследований показывают,что наименьшее значение потребляемоймощности достигается только в указанном интервале отношений величин зубцовых шагов вторичного элемента и ининдуктора при условии, .если эти вели-чины представляют собой взаимно простые числа.Предлагаемый двигатель по сравнению с известным прототипом имеет более высокие энергетические показатели, а именно: величина полной потребляемой мощности на единицу тяговогоусилия в заявляемом двигателе будетна 6;9 меньше, чем у известного двигателя,формула изобретения Линейный асинхронный двигатель,включающий индуктор с пазами, в ко741384 2 1 Ю Г торые уложена обмотка, и зубчатый вторичный элемент с обмоткой, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с це. лью повышения энергетических показателей двигателя, отношение величины зубцового шага вторичного элемента к величине зубцового шага индуктора составляет 0,1084-0,2169, а их величины представляют собой взаимно простые числа.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Онучин Н. Б. и др, Разработкаи исследование цилиндрического линейного асинхронного двигателя.Известия вузов фГорный журнал,9 7, 197352. Совершенствование механизированного подъема нефти на предприятиях объединения Пермнефть Отчет потеме Р 17-74, УДК 622,276.5,622276,68, 9 госуд. регистр.74056939, с. 32-33 (прототип) . Филиал ППП ффПатентф,г; Ужгород, ул. Проектная,