Электродвигатель переменного тока

(56) Патент СР1967,Бюл. Фский сел кохозяист енк 3 (088.8 Р 47874 1 сР 19/ ЕМЕННОГО ся к элекетно к эле ток для высок да малойния - упро С ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМПРИ ГННТ ССОР(54) ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ПТОКА 7) Изобретение относи ическим машинам, конк одвигателям переменно может быть использова оростного электроприв щности. Цель изобрете ние конструкций с одновременнымулучшением энергетических показателей.Электродвигатель переменного токасодержит ротор и статор с трехФазнойобмоткой, зубцы которого 1-18 объединены по три в зубцовые группы спинкой со стороны воздушного зазора,Зубцовые группы, размещенные диаметрально, .составляют пары. На каждомзубце первой пары зубцовых групп(зубцы 5-6 и 13-15) размещены по одной катушке с одинаковым числом витков, каждая из которых подключенаодним выводом к одной из фазных клеммА,В,С, Яа каждом зубце второй итретьей пар зубцовых групп (зубцы7-9, 16-18, и 1-3, 10-12) размещеныпо двекатушки с соотношением чисел1483555 30.тав.изь О;:, 0 39по отношению к числу витков катушек первой пары зубцовых групп. Катушки первой пары зубцовых групп соединены со схеме "звезда, а катушки остальных зубцовых групп соединены по схеме звезда-зигзаг с подключением кФазни клема. катушек с большовы числом витков и с противоположным чере 11 эоб 1 етепие о сп .я ; элсктри.,и .аин;"р.:.-нсян.,рону. и а ппх 1 й н:.,э 1 кт 1 одига толям.",.".:-.т бьть использовано пля электрвса малой моцпости для получения частот вращения в три и кратит 1 ел раэ больших синхронной.Цель изобретения - упрощение конструкции при одновременном улучшении энергетических показателей,На фиг.1 представлено устройствостатора электродвигателя; на фиг.2(а,б,в.,г,д,е) - векторные диаграммымагнитодвижущих сил катушек зубцовыхгрупп статора.15Электродвигатель переменного тока содержит ротор и статор. Статор(Ьиг.1) содержит зубцы 1-18,равно кр но расположе 1 ные по окружности ибъединенные по три в зубцовые груп 20ть спинкой по внугренней окружности,со стороны оздушного за.;ора(утолщенной линией схематично показан магнитопровод статора), На каж 25дом зубце (утолщенные радиальные лиши и эо бр ажают зубцы) расположены одна или две катушки одного типоразмера, На каждом зубце одной пары диа.".етрально проч.вооложнцх эубговыхупп, вкличащс зубТы 4 56 и 13,115 расположено по одной катушкес одинаковыми числап витков. 11 а.каждом зубце остальных. зубцазых группрасоложепо по две катушки с соотношением чисел витков, составляющим 35О, 775 и 0,393 по отношению к числувитков катушек, размещенных за эубплх 4,5,6 и 13,14,15. По большейо;сруности условно размещены катушки дованпем фаэ. При этом катушки зубцов 1-9 и 10-18 подключены к клеммамА,В,С своими разноименными выводами.Улучшение энергетических показателейобеспечивается за счет обеспечения кругового вращающегося поля, а упрощение конструкции - за счет описанной конструкции статора и схемысоединения обмотки. 2 ил,2с большим числом витков и имеют нумерацию, соответствующую зубцам, но с одним штрихом, например, катушка первого зубца с большим числом витков 1 . Катушки с меньшим числом витков условно размещены по меньшей окружности и в нумерации имеют два штриха, например катушка первого зуби ца с меньшим числом витков - 1 Точкой на каждЬй катушке отмечено ее начало. Катушки, пересеченные радиальной линией, соответствуют катушкам, расположенным на этом зубце.Каждая катушка, расположенная на зубцах 4,5,6, подключена к разным фазным клеммам своими началами, а между собой они соединены в "звезду". Каждая катушка, расположенная на зубцах 13,14,15, подключена к разным фазным клеммам своими концами, а между собой также в "звезду". Катушки каждой из остальных зубцовых групп, т,е. с двумя катушками на зубце,соединены в трехфазную схему "звезда- зигзаг" и подключены к фазным клеммам. Таким образом, в каждой фазной ветви "зигзага" включены последовательно-встречно одна катушка с большим числом витков и одна катушка с меньшим числом витков, принадлежащие одной зубцовой группе. При этом к фазиым клеммам подключены в зубцовых группах 1,2,3 и 7,8,9 начала катушек с большим числом витков, а в зубцовых группах 10, 11,12 и 16,17,Я концы катушек с большим числом витков. В диаметральной паре зубцовых групп 7,8, 9 и 16, 1 7, 18 чередование фаз катушек с меньшим числом, витков в схе 1483555ме "зигзаг" выполнено прямой, т.е.А,В,С, а н другой диаметральной парезубцовых групп 1,2,3 и 10,11,12 обратной.5На фиг.2 окружности равного радиуса, каждая из которых соответствуетодной зубцовой группе, показываютфазовые соотношения всех магнитодвижущих сил (м,д,с,), Номер вектора,соответствует м.д.с, катушек, расположенной на зубце в соответствии с ихнумерацией на фиг.1,Результирующие м.д.с. (фиг.2) равны радиусу окружности. 15Электродвигатель работает следующим образом.При протекании токов катушки создают м.д.с., обеспечивающие насыщение электротехнической стали. зубцов,Магнитный поток каждого зубца вследствие насыщения имеет несинусоидальную форму и его гармонический составхарактеризуется наличием йечетныхгармоник третьей, пятой и т.д. Результирующие м.д.с. зубцов одной зубцовой группы сдвинуты во времени на120 (см,фнг.2). Вследствие этого магнитные потоки первой гармоники каждого зубца одной зубцовой группыравны по величине и сдвинуты на 120о,При этом третьи гармоники потока равны и сдвинуты на утроенный угол,т,е, третьи гармоники потока зубцов2 и 3 совпадают по фазе с третьейгармоникой потока зубца 1. Эти три по-З 5тока утроенной частоты каждого зубца,суммируясь, создают один общий поток зубцовой группы, который проходитчерез воздушный зазор и ротор. Первые40гармоники магнитного потока трехзубцов каждой зубцовой группы в сумме дают нуль и, следовательно, ввоздушный зазор и ротор не проходят,а замыкаются по магнитной цепи в пре 45делах своей зубцовой группы на статоре, Пятые гармоники потока зубцов,наибольшие по величине после треть"ей, имеют аналогичные первой гармонике сдвиги по фазе, т.е. 120 С и,следовательно, в воздушный зазор иротор не выходят, Остальные высшиегармоники потока вследствие их небольших значений не рассматриваются.В каждой зубцовой группе процессаналогичен, но сдвинут по фазе за 55счет последовательно сдвинутых трехфазных систем м.д.с. рядом располооженных зубцовых групп на угол 20 Это обеспечивает для рядом расположенных зубцовых групп сдвиг по фазетретьих гармоник потока на угол 60Шесть трехфазных систем м.д.с.(фиг.2) зубцовых групп, последовательно размещенных по окружности(фиг.1), имеют также последовательныйосдвиг по фазе на угол 20.Это приводит к формированию шести фазных потоков третьих гармоник последовательно сдвинутых по фазе на 60 и сдвинутых последовательно по окружноститакже на 60 , что и обеспечивает враощающееся магнитное поле утроеннойчастоты вращения.Заданное соотношение числа витковкатушек является оптммальпм. Изме-нения любого иэ них приведет к изменению углов сдвига фаз м.д.с. какзубцов, так и зубцовых групп и,следовательно, ухудшит характеристикиэлектродвигателя. При большом изменении соотношения возможно нарушение процессов и неработоспособностьэлектродвигателя, обеспечивающихкруговое вращающееся поле.Таким образом, в двухполюсной машине, питающейся от сети с частотойЕс = 50 Гц, обеспечивается синхрон 360 Гсная частота вращения пс9000 об/мин, где р - число пар полюсов,В общем случае возможно получениеи большей частоты вращения,Упрощение конструкции электродвигателя достигается уменьшением количества типоразмеров катушек и ихединообразным размещением в статоре,а также упрощением магнитопроводастатора за счет одинаковой формы пазов, Улучшение энергетических показателей достигается за счет сниженияв обмотках активных и реактивных потерь, а также обеспечения круговоговращающегося поля.Формула изобретенияЭлектродвигатель переменного тока, содержащий ротор и статор с обмоткой, подключенной к фазным клеммам, выполненный в виде равномерно расположенных по окружности зубцовых групп, зубцы каждой из которых объединены спинкой со стороны воздушного зазора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения конструкциит ель А,Кр ос иманян Редактор А. Долинич е орректор С, Ыекм Тиражомитет Заказ 2845/51 ВНИИПИ Государственног 113035Подписноео изобретениям и открытиям35, Раушская наб., д, 4/5 ГКНТ СС оскв Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,10 5 14835 при одновременном улучшении энергетических показателей, обмотка стато" ра выполнена трехфазной, зубцы размещены по окружности статора равномерно, их число в каждой зубцовой группе равно трем, а число зубцовых групп равно шести, зубцовые группы, размещенные диаметрально, составляют пары, на каждом зубце первой пары эубцовых групп размещено по одной катушке с одинаковыми числами витков, каждая из которых подключена одним выводом к одной из фазных клемм, на каждом зубце второй и третьей пар эубцовых групп размещены по две ка" тушки с соотношением чисел витков, составляющим О, 745 и 0,393 по отношению к числу витков катущек, разме 55 6щенных на зубцах первой пары эубцовых групп, катушки каждой зубцовой группы первой пары соединены между собой вторыми выводами по схеме "звезда", катушки каждой из остальных зубцовых групп соединены между собой по схеме 11звезда-зигзаг" с подключением к фаэным клеммам катушек с большим числом витков и с противоположным чередованием фаз для катушек с меньшим числом витков во второй и третьей парах эубцовых групп, при этом катушки каждой из трех последовательно размещенных по окружности статора. зубцовых групп, средней из которых является одна из эубцовых групп первой пары, подключены к фазным клеммам своими разноименными выводами,