Трехфазный асинхронный редукторный электродвигатель

(9) (1) у 46 А 1 1)5 Н 02 К 1716 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ ГКНТ СССР ИТЕТКРЫТИ БРЕТЕНИ А ныи ское ленчаю обмотк следов ротко,к электричести, а именно к лектромагнитения, и может ер, в системах е обмотки располаОдна из них являет- а другая замкнута саторы 1).о двигателя являють изготовления изух распределенных ование потребляеусловлено тем, что тся не полностью в машины, а только ои ыт вто редукторные остоят из зубного зубчатого азноименнопочисла полюсов э рота люс ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Воронежский сельскохозяйственинститут им.К.Д.Глинки и Чебоксарконструкторское бюро систем промышной автоматики Производственного обьединения "Промприбор"(56) Микроэлектродвигатели для систем автоматики; Справочник,/Под ред. Э.А.Лодочникова. - М.: Энергия, 1969, с.178.Авторское свидетельство СССРМ 448554, кл. Н 02 К 17/12, 1974.(54,57) 1. ТРЕХФАЗНЫЙ АСИНХРОННЫЙ РЕДУКТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий разделенные воздушным зазором зубчатые статор и ротор, выполненные каждый из шести смещенных аксиально пакетов, пакеты ротора смещены попарно по окружности друг относительно друга, статор и ротор содержат пары пакетов, соединенных продольными магнитопроводами и магнитоизолированных от других пакетов, на статоре между этими магнитосоединенными парами пакетов размещены кольцевые Изобретение относится м машинам малой мощно оходным двигателям с э редукцией частоты вращ ь использовано, наприм матики.Известны асинхронные ктродвигатели, которые с го статора, безобмоточ ра и двух независимых р ных обмоток, у которых обмотки, на роторе размещена короткозамкнутая обмотка, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью упрощения конструкции, снижения трудоемкости изготовления и повышения КПД все пакеты статора и роторапопарно соединены продольными магнитопроводами, обмотка ротора выполнена в ви-.де кольцевых катушек, размещенных междумагнитосоединенными пакетами ротора, аоси зубцов магнитосоединенных пакетовстатора и ротора, разделенных воздушнымзазором, выполнены совпадающими междусобой,2. Электродвигатель по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что все пакеты статора иротора выполнены с одинаковым числомзубцов.3. Электродвигатель по пп.1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что сдвиг каждойпоследующей в аксиальном направленимагнитосоединенной пары пакетов роторвыполнен равным 1/3 эубцового деленияодном направлении.4, Электродвигатель по пп.1 - 3, о т л ищ и й с я тем, что все кольцевыеи ротора соединены между собой поательно и согласно и замкнуты наконе равны друг другу. Об гаются в пазах статора, ся обмоткой питания, накоротко через конденНедостатками таког ся высокая трудоемкост эа наличия на статоре дв обмоток, низкое использ мой энергии, которое об зубцовое поле используе качестве рабочего полячастично. Известно, что зубцовое поле, возбуждаемое разноименнополюсной обмоткой в зубчатом воздушном зазоре, является результатом интерференции большого числа гармонических составляющих, порядок которых отличается на +. 1. Из общего числа зубцовых гармоник только часть используется для полезного. преобразования энергии, а остальные непроизводительно рассеивают энергию, Наличие конденсаторов во вторичной обмотке статора, габариты которых при промышленной частоте питания могут быть намного больше габаритов двигателя, приводит к ухудшению массогабаритных показателей.Наиболее близкими по технической сущности к предлагаемому являются трехфазные асинхронные редукторные электродвигатели, содержащие разделенные воздушным зазором зубцатые статор и ротор, выполненные из шести пакетов каждый, смещенные аксиально, пакеты ротора смещены попарно по окружности друг относительно друга, статор и ротор содержат пары пакетов, соединенные продольными магнитопроводами и магнитоизолированные от других пакетов, на статоре между этими магнитосоединенными парами пакетов размещены кольцевые обмотки, на роторе размещена короткозамкнутая обмотка 2) .Недостатком такой конструкции является ее сложность, повышенная трудоемкость изготовления и пониженный КПД,Эти недостатки обусловлены тем, что наличие короткозамкнутых беличьих клеток требует применения довольно дорогой операции заливки их под давлением. Наличие дополнительных крайних магнитопроводов на статоре и роторе усложняет конструкцию и утяжеляет ее.Рвзличное число зубцов статора и ротора приводит к тому, что зубцовое поле, возбуждаемое кольцевой катушкой, представляет собой сумму большого числа гармоник. Из них только часть принимает участие в электромеханическом преобразовании энергии, а остальная часть не сцепляется с полем короткозамкнутой обмотки, что снижает КПД двигателя.Целю изобретения является упрощение конструкции, снижение трудоемкости изготовления и повышении КПД,Укаэанная цель достигается тем, что в трехфазном асинхронном редукторном электродвигателе, содержащем разделенные воздушным зазором зубчатые статор.и ротор, выполненные из шести смещенных аксиально пакетов каждый, пакеты ротора смещены попарно по окружности друг относительно друга, статор и ротор содержат30 соединенных продольными магнитопроводами 8 и 9. Между кольцевыми зубчатыми пакетами 4, 5 и 6,7 расположены кольцевые катушки 10 статора 1 и кольцевые катушки 11 ротора 2. Модули 3 статора 1 расположены в немагнитном корпусе 12, а модули 3 ротора 2 - на немагнитном валу 13.Все пакеты 4 - 7 выполнены с одинаковым числом зубцов,Сдвиг каждого последующего в аксиальном направлении модуля 3 ротора выполнен равным 1/3 зубцового деления в одном направлении,Смещение может быть выполнено аналогично модулей статора, а на роторе модули 3 могут быть установлены без сдвига.Кольцевые катушки 11 ротора 2 соединены последовательно и согласно и замкнуты накоротко (фиг,2).Двигатель работает следующим образом,Ток кольцевой обмотки 10 каждого модуля 3 возбуждает магнитный поток, который замыкается по пути, показанному на фиг,1, Этот поток из-за зубчатого строения статора 1 и ротора 2 содержит основную составляющую, соответствующую равно 35 40 45 50 55 пары пакетов, соединенные продольными магнитопроводами и магнитоизолированные от других пакетов, на статоре между этими магнитосоединенными парами пакетов размещены кольцевые обмотки, на роторе размещена короткозамкнутая обмотка,все пакеты статора и ротора попарно соединены продольными магнитопроводами, обмотка ротора выполнена в виде кольцевых катушек, размещенных между магнитосоединенными пакетами ротора. а оси зубцовмагнитосоединенных пакетов статора и ротора, разделенных воздушным зазором, выполнены совпадающими между собой. Все пакеты статора и ротора могут быть выполнены с одинаковым числом зубцов.Сдвиг каждой последующей в аксиальном направлении магнитосоединенной пары пакетов ротора может быть выполнен равным 1/3 зубцового деления в одном направлении,Все кольцевые обмотки ротора могут быть соединены между. собой последовательно и согласно и замкнуты накоротко.На фиг.1 представлен асинхронный редукторный электродвигатель, общий вид; нафиг.2 - схема соединений катушек ротора.Трехфазный асинхронный редукторный электродвигатель содержит статор 1 и ротор 2, выполненные каждый из трех одинаковыхмодулей 3, каждый из которых состоит из двух кольцевых зубчатых пакетов 4 и 5 статора 1 и двух кольцевых пакетов 6 и 7 ротора, 1594655мерному приведенному воздушному зазору, и зубцовую составляющую, которая при определенных параметрах зубцовой зоны может быть принята гармонической функцией. Аргумент последней зависит от про изведения числа зубцов и угловой скорости вращения ротора 2.Составляющие магнитного потока в силу пространственного относительного сдвига модулей 3 ротора 2 индуктируют в 10 каждой из обмоток 10 статора 1 ЭДС прямого и нулевого следования. Первая, обусловленная основной составляющей потока, изменяется с частотой питания и уравновешивает приложенное напряжение. Вторая - 15 от зубцовой составляющей потока - наводит в обмотках статора ЭДС с частотой а - Ег вг, которая имеет нулевое следова ние, Поэтому с целью исключения электрических потерь оттоков нулевого следования 20 обмотка статора 10 должна быть соединенав звездуВ обмотках 11 ротора 2 наводятся аналогичные ЭДС, величина которых отличается в К раз, где К - коэффициент трансформации: 25Юггде ВI- число витков одной катушки статора;г- число витков одной катушки ротора.ЭДС от основной составляющей магнитного потока в катушках ротора сдвинуты2на + - л, а поскольку катушки 11 ротора 2 35 соединены последовательно и согласно и замкнуты накоротко, то сумма этих ЭДС и ток ротора 2 от них равны нулю.Зубцовая составляющая потока индуктирует в обмотках 11 каждого модуля 3 ро тора 2 ЭДС нулевого следования, которые при принятой схеме соединений обмоток, показанной на фиг.2, складываются и вызывают ток ротора, изменяющийся с частотой в - Ег вг, где Ег - число зубцов ротора 2; 45 шг - угловая скорость вращения ротора 2,Кольцевая катушка 11 каждого модуля 3 ротора 2, обтекаемая током ротора 2, возбуждает магнитное поле. Это поле также может быть представлено в виде двух составляющих - основной составляющей, соответствующей равномерному приведенному зазору, и зубцовой. Основная, сцепляясь с катушками 10 статора 1, наводит в них ЭДС нулевого следования, которая при соединении катушек 10 статора 1 в звезду не принимает участия в общем энергетическом балансе,Зубцовая составляющая поля ротора 2в силу пространственного сдвига модулей 3ротора 2 наводит в катушке 10 статора 1ЭДС прямого следования с частотой питания, которая также уравновешивает приложенное напряжение питания. Поэтому, вотличие от нормальных электрических машин, зубцовая составляющая потока ротора2 является фактически реакцией ротора 2 навоздействие зубцового поля статора 1,Взаимодействие зубцового поля ротора2 с основной составляющей поля статораопределяет вращающий момент двигателя,который вращает ротор с частотойпг = (1 - Я) об/мин,601ггде 5 - снижение ротора относительно зубцового поля статора:а - Ег щгЯ -где в - угловая частота питания.Предлагаемый двигатель более прост ине трудоемок в производстве поскольку вы-полнен из однотипных модулей, содержащих простые кольцевые обмотки. Болеевысокий КПД двигателя обусловлен тем, чтоон имеет униполярное возбуждение и числазубцов стэтора и ротора, равные друг другу.При этих условиях зубцовое поле являетсячисто гармонической функцией на всей окружности воздушного зазора, а не результатом интерференции зубцовых гармоник, какэто имеет место при разноименнополюсныхобмотках, что дает возможность полностьюиспользовать энергию зубцового поля приэлектромеханическом преобразованииэнергии, э не частично..Корол ррек макова едакто аказ 2836 Тираж 444 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 СоставиТехред У Й