Ротор с индукционным сопротивлением для многоскоростного асинхронного двигателя

(19) (11 з(я 1 Н 02 К ТЕТ СССР ОТНРЫТИЙ УДАРСТВЕННЫЙ НОМ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИ ПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ гтг НА ЕТЕЛЬС СНОМ(71) Институт электродинамики АН Ук.раинской ССР(56) 1. Авторское свидетельство СССРй 564689, кл. Н 02 К 17/14, 1974.2. Авторское свидетельство СССРй 653691,. кл. Н 02 К 17/14, 1974.3. Авторское свидетельство СССРй 748692, кл. Н 02 К 17/14, 1978.Авторское свидетельство СССРй 782060, кл. н 02 к 17/14, 1979.(54)(57) РОТОР с иНДУкцианным сопРО- ТИВЛЕНИЕМ ДЛЯ МНОГОСКОРОСТНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ, содержащий магни топровод с размещенной на нем обмоткой, состоящей из двенадцати одинаковых катушечных групп, соединенных в две звезды с общей нулевой точкой и с двумя смежными параллельно включенными катушечными группами в каждой фазе звезды, порядковые номера которых в первой звезде 1-2, 5-6, 9-10, а во второй звезде - 3-4, 7-8, 11-12, и индукционное сопротивление, состоя" щее из шести катушек с массивными ферромагнитными сердечниками, соеди" ненных с обмоткой ротора, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения механических и рабочих характеристик двигателя, две смежные параллельные катушечные группы в каж-. дой фазе обеих звезд обмотки ротора соединены между собой согласно и под" ключены к началу и концу катушки индукционного сопротивления, а средние точки всех катушек индукционного сопротивления соединены между собойг1026Изобретение. относится к регулируемым электродвигателям переменноготока с индукционным сопротивлениемв цепи ротора,Известен ротор с постоянно вклю-.ченным индукционным сопротивлением,предназначенный для двухскоростныхтрехфазных асинхронных двигателей,регулируемых изменением величиныприложенного к обмотке статора на" 10пРЯжениЯ. и . числа паР полюсов 11 вПараметры ротора зависят от.числа пар полюсов двигателя, что обеспечивает улучшение характеристик маши"ны. Однако область применения ротора ограничена двухскоростными электродвигателями,Известен ротор с индукционным сопротивлением, предназначенный . длятрехскоростного асинхронного регули" 20руемого электродвигателя с отношением чисел полюсов 2:3."4, трехфазная.обмотка которого состоит из 1.2 одинаковых катушечных групп, соединенных .в две трехфазные звезды с двумя па,раллельными ветвями, в которых смеще-.ние векторов ЭДС при р = 2 и р4равно 120,а прн р3"180 эл.град.11 2Поскольку каждая звезда обмоткиротора соединена с отдельным трехфаз- З 0ным индукционным сопротивлением, токв этом сопротивлении определяетсявстречными составляющими ЭДС .в параллельных .ветвях. обмотки ротора, чтопри указанном смещении вектороа ЭДС35несколько ухудшает характеристикидвигателя при больших значениях чи"сел пар полюсов. Кроме того, областьего применения ограничена трехскоростными двигателями с отношениемчисел полюсов 2:3:4,Известен ротор трехскоростногоасинхронного двигателя с отношениемчисел полюсое 1:2:4, трехфазная об"мотка которого состоит из 12 одинаковых катушечных Групп, соединенных в45две отдельные звезды с двумя параллельными ветвями в каждой фазезаезды, образованными двумя смежнымии включенными встречно катушечнымигруппами 1 3 1.С каждой трехфаэной звездой обмотки ротора соединено отдельноетрехфазное индукционное сопротивление, токи в котором определяютсявстречными составляющими .ЭДС .в смежных катушечных группах, возрастающими с уменьшением числа пар полюсов.Это обеспечивает зависимвсть параметров ротора от числа пар полюсов и улучшает пусковые характеристики двигателя. Однако ротор имеет огра" ниченную область применения, опреде" ляемую отношением чисел полюсов 1:2:4, а также характеризуется некоторым ухудшением механических характеристик, связанным с тем, что индукционное сопротивление влияет только на встречные составляющие ЗДС в параллельных ветвях фаз обмотки.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является ро" тор многоскоростного асинхронного двигателя с отношением чисел полюсов 1:2:3:4 согласно, Обмотка ротора состоит иэ 12 одинаковых катушечных групп, соединенных. в две отдельные трехфазные звезды с общей нулевой точкой и с двумя параллельными ветвями в каждой .фазе звезды образо"1 ванными двумя смежными и включенными встречно катушечными группами с поря 8- ковыми номерами в од ой заезде 1-2, 5-6, 9-10 и 34, 7-8, 11-12 в другой звезде. В параллельных катушечных группах каждой фазы звезды обмотки ротора обеспечивается смещение век.- торов индуктируемых в них ЭДС при 2 р = 8 на 60, при 2 р = 6 на 90, при 2 р = 4 на 120 и при 2 р = 2 на 150 эл,град., Индукционное сопротивление состоит из.б катушек с массивными ферромагнитными сердечниками, соединенных в две заезды с общей нулевой точкой. Каждая звезда индукционного сопротивления соединена со звездой обмотки ротора, а токи в индукционном. сопротивлении определяются значениями встречных составляющих ЗДС в параллельных ветвях фазы обмот" ки. При указанном угловом смещениивекторов ЭДС это .обеспечивает улучшение пусковых характеристик двигателя, повышение развиваемой двигателем мощности при больших значениях чисел полюсов 1 4 1.Недостатком ротора является то, что по индукционному сопротивлению протекают только встречные составляющие токов параллельных ветвей фазы обмотки ротора. Согласные составОляющие токов этих ветвей протекают только по обмотке ротора, минуя индукционное сопротивление. Воздействие индукционного сопротивления только на встречную составляющую токов в . параллельных ветвях обмотки и изменение величины этой составляющей тока3 1026247 4 приводит к некоторому искажению маг" Номернитного поля двигателя, появлению катушечвысших гармоник поля, обуславливающих ныхухудшение механических характеристик групп 1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12 образованием в них провалов увелиФ 52 Р=8 А-В-С-А-В-С-А-В-С-А-В-С чение потерь двигателя. Проявление 2 Р=6 А-В-Х-У-А-В-Х-У-А-В-Х "У высших гармоник тем сильнее, чем боль Р=4 А- -В "Х-С-У-А- -В-Х-С "У шее значение электрического сопротив" 2 Р=2, А-А- " -В-В-Х-Х-С-С-У-У ления включается в .цепь ротора. Из этого, распределения следует,цель изобретения " улучшение меха что угол между осями смежных катушечф нических и рабочих характеристик мно- ных гРУпп обмотки, а следовательно, госкоростного двигателя с индукцион- и угол смещения, векторов ЭДС в этих ным сопротивлением в цепи фазного ро. катушечных группах при их согласном тора включении в Фазах при 2 р = 8 равеная цель достигается тем 15 120 при 2 Р 6 - 90 пр что в роторе, содержащем магнитопро и. при 2 Р = 2 - 30 эл,град. вод с размещенной на нем обамоткой, Индукционное сопротивление выпол" состоящей из двенадцати одинаковых . мено из шести катушек с массивными катушечных групп, соединенных в две Ферромагнитными сердечниками и с вызвезды с общей нулевой точкой и с 2 одами из сРедних точек катушек. Надвумя смежными параллельно включенны- чала и концы катушек индукционного ми,катушечными группами, две смежные сопротивления соединены с выводами параллельные катушечные группы в каж- двух смежных катушечных групп фазы дой фазе обеих звезд обмотки ротора обмотки ротора, а выводы из средних соединены между собой согласно и точек катушек индукционного сопроподключены к началу и концу катушки тивления соединены между собой индукционного сопротивления а сред- (фиг 1)ние точки всех катушек индукционного Включение катушки индукционного сопротивления соединены между собой. : сопротивления между двумя смежными :На фиг, 1 представлена схема сое-, ,катушечными группами обмотки ротора динения элементов обмотки ротора (ОР) обеспечивает протекание всего тока30и индукционного сопротивления (ИС) Ротора по индукционному сопротивледля отношения чисел пар полюсов нию, т.е. по этому сопротивлению 1:2:3:4; на фиг. 2 " развернутая схе- протекают как встречные, так и сома соединения обмотки ротора и индук- гласные составляющие токов в паралционного сопротивления многоскорост- з 5 лельных ветвях фазы обмотки ротора, ного асинхронного двигателя с числа- обусловленные смещение векторов ЭдС ми полюсов 2,4,6,8 для 2. = 48. в смежных катушечных группах этихветвей. Электрическая цепь дляТрехфазная многоскоростная обмот- встречных составляющих токов обеспе" ка ротора с отношением чисел пар по,чивается соединением между собой ну-, люсов 1:2:3:4 состоит из 12 одинако- левых точек обеих звезд обмотки ро" . вых катушечных групп, равномерно ,.Рас. тора и выводов из средних точек ка-. пределенных по окружности ротора. тушек индукционного сопротивления, Катушечные группы соединены в двезвезды с общей нулевой точкой и с 45 Согласные составляющие токов, продвумя смежными параллельно включен- текающие по катушкам индукционного ными катушечными группами в каждой сопротивления, создают ампервитки нафазе звезды, Порядковые номера кат- магничивания и определяют величину шечных групп первой звезды 1-2, 5-6, индукционного сопротивления, вводимо-10, а второй звезды - 3-4, 7-8, 50 го в цепь ротора. Встречные составляю-12, Катушечные группы в параллель- щие токов не создают ампервитков на" ных ветвях каждой фазы обеих звезд магничивания, поскольку они взаимно обмотки включены между собой (фиг.2), компенсируются, т,е. катушка индукционного сопротивления является дляРаспределение катушечных групп по 55 них бифилляром. Таким образом, в рофазным зонам для чисел полюсов 8, 6, торе значение индукционного сопротив. .4 и 2 осуществляется следующим спо- ления возрастает при увеличении со" собом: гласных составляющих токов.1026217 иг 1 каз 4572/46 Тираж 687 Подписное ВНИИП лиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная,Для улучшения характеристик двигателя соединение двух смежных катушечных групп в фазе обмотки ротора принято согласным, что обеспечивает максимальные значений согласных составляющих токов, а следовательно, и наибольшее значение вводимого в цепь ротора индукционного сопротивления при наименьшем числе полюсов. По мере увеличения числа полюсов угол смещения векторов ЭДС в катушечных группах фазы обмотки ротора возрастает, уменьшаются согласные составляющие токов, уменьшается сопротивление в цепи ротора, Введение в цепь ротора индукционного сопротивления, возрастающего с уменьшением числа полюсов, обуславливает снижение пусковых токов и повышение пусковых моментов двигателя при малых значениях чисел пар полюсов и улучшение рабочих характеристик, повышение развиваемого двигателем момента при больших числах полюсоз. Схема соединения четырехскоростной обмотки ротора и индукционного сопротивления, в которой по индукционному сопротивлению протекает полный ток ротора, обеспечивает улучшение Ьгармонического состава магнитногополя двигателя, снижение моментови потерь от высших гармонических,. улучшение механических и рабочих5 характеристик двигателя,В роторе достигается вынос потерьскольжения из рабочего объема машиныс помощью индукционного сопротивленияпри четырех значениях чисел полюсовбез переключений в роторной цепи.Наличие четырех ступеней частоты вращения уменьшает потери скольжения взаданном диапазоне регулирования,обеспечивает уменьшение потерь сколь"1 жения, улучшение энергетических показателей двигателя, Бесконтактное изменение величины вводимого в цепь ротора индукционного сопротивления приизменении числа полюсов приводит к20 улучшению пусковых и рабочих характеристик двигателя,Применение предлагаемого роторапозволит примерно в два раза снизитьпотери скольжения, значительно повы-.г 5 сить использование габарита и расширить диапазон экономического регулирования частоты вращения двигателяв 1,5-2 раза по сравнению с базовымидвигателями