Ротор трехфазного многоскоростного асинхронного электродвигателя

-ч и;но 1 е " .,Ла ьБ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликО П ИСАНИ ИЗОБРЕТЕНИЯ(22) Заявлено 090129 (21) 2709991/24-07с присоединением заявки Мф Кз Н 02 К 17/14 Н 02 К 3/28 Госуаарственный комитет СССР по деяаи изобретений и открытий(53) УДК 621. 313. 33, .045.58(088.8) Дата опубликования описания 30. 11. 80(72) Автор изобретения Г.М.Киричек Институт злектродинамики АН Украинской ССР(54) РОТОР ТРЕХФАЗНОГО МНОГОСКОРОСТНОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ Изобретение относится к регулируемым электродвигателям переменного тока с индукционными сопротивлениями в цепи ротора.Известны роторы с постоянно включенными индукционныйи сопротивления- ми, предназначенные для двухскоростных трехфазных асинхронных двигателей, регулируемых изменением величины приложенного к обмотке статора напряжения и числа пар полюсов. Па- раметры этих роторов зависят от числа пар полюсов двигателя, что обеспечивает улучшение характеристик машины, 15Общим недостатком указанных роторов является то, что область их применения ограничена двухскоростными электродвигателями.Известен ротор с индукционными 29 сопротивленлями, предназначенный для трехскоростного асинхронного регулируемого электродвигателя с отношением чисел полюсов 2;3;4. ТрехФаэ-, ная обмотка ротора состоит иэ 12 оди иаковых катушечных групп, соединенных в две трехФазные звезды с двумя параллельными ветвями. Каждая звезда обмотки ротора соединена с трехФазным индукционным сопротивлением, В кату-, 3 С шечных группах параллельйых ветвей каждой Фазы обмотки сдвиг векторов индуктируемых ЭДС при р 2 = и р = 4 составляет одинаковый угол, равный 120 , а при р = 3 векторы ЭДС направлены встречно )1.Поскольку ток в индукционных сопротивлениях определяется встречными составляющими ЭДС в параллельных ветвях обмотки ротора, указанный сдвиг векторов ЭДС в данном роторе несколько ухудшает характеристики двигателя при болЬших числах полюсов. Кроме того, обмотка ротора имеет сравнительно большое число выводов (7 выводов), а область применения ротора ограничена трехскоростными двигателями с отношением чисел полюсов 2:3:4,Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому, является ротор трехскоростного асинхронного двигателя с отношением чисел полюсов 1:2:4, трехфазная обмотка которого выполнена иэ 12-ти одинаковых катушечных групп, соединенных в две от- . дельные звезды с двумя параллельными ветвями в каждой фазе звезды, образованными двумя смежными и включенными встречно катушечными группами с ,порядковыми номерами катушечных групп782060 в первой звезде 1-2, 5-6, 9-10, а вдругой звезде - катушечными группами3-4, 7-8; 11-12. Обмотка имеет шестьвыводов. Индукционные сопротивленияпредставляют собой шесть катушек смассивными ферромагнитными сердечниками, соединенных в две отдельныезвезды или в два треугольника. Каждая часть индукционных сопротивленийсоединена с отдельной звездой обмотки ротора. В параллельных катушечныхгруппах каждой фазы звезды обмоткиротора обеспечивается сдвиг векторовиндуктируемых в них ЭДС при 2 р = 8на угол 60 , при 2 р = 4 на 120 ипри 2 р = 2 на 150 О. Встречные состав-,ляющие этих ЭДС, возрастающие с умень-,5шением числа пар полюсов, ввиду увеличения угла сдвига векторов ЭДС,имеют одинаковое направление по отношению к внешней цепи, образованнойиндукционными сопротивлениями. Этимобеспечивается возрастающее влияниеиндукционных сопротивлений на характеристики двигателя по мере умень- , шения числа пар подносов, а следовательно, улучшение пусковых и рабочиххарактеристик двигатели 123Недостатком известного ротора является ограниченное число пар полюсов, определяемое отношением 1 г 24, чтосужает область его применения.Цель изобретения - раСширение об- ЗО ласти применения ротора синдукционными сопротивлениями для отношениячисел пар полюсов 1:2:3:4 и улучшение характеристик двигатели.Указанная цель достигается тем, 35 что нулевые точки обеих звезд обмотки ротора соединены между собой, причем соединены в одной точке однож 4 еиные выводы (найрймер иачала) всехкатушечных групп а индукционные со- щ противления соединены в две звезды 5 " б, - 7 - 8. - 9 - . 10 - 11 - 12 В-С-А-В-С-А -В -С А-В-Х-У-А-В -Х - У С-У" А 7-В-Х -С "У В-В-Х-Х-С-С -У -Упо замкнутому контуру, образованному двумя смежными катушечными группами.50 Встречщае составляющие ЭДС в смежных.катушечных группах имеют одинаковое направление по отношению к внешней цепи, образованной индукционными сопротивлениями, и обуславливают ток, 55 протекающий в этих сопротивлениях.Поскольку встречные составляющие ЭДС в роторе возрастают с уменьшением числа пар полюсов иэ-эа увеличения угла сдвига векторов этих ЭДС, то при наименьшем числе полюсов (2 р2) бО напряжение на индукционных сопротивлениях имеет наибольшее значение. В результате этого основания часть тока ротора будет протекать через индукционные сопротивления, что обус ловит вынос значительной части потерь 99 катушечных групп 1 - 2 - 3 - 42 р=Ь: -А - В - С - А2 рщб А-В-Х-У2 р=4 А" 2-В-Х 2 р=2 А - А - 2 - 2 Из этого распределения следует,. чтоугол между осями двух смежных кату-"; шечных групп обмотки при 2 р =,8 ра, вен 120 , при 2 р б - 90 , при 2 р =4 - 60 ф и при 2 р фф .2 - 30 град.электрических, поскольку на каждую пару полюсов при 2 р = 8 попадает 3, при 2 рб - 4, при 2 р = 4 - б, а при. 2 р = 2 - 12 катушечных групп.Поэтому встречное включение смежных катушечных грУпп обмотки, принятое в роторе, обеспечивает угол смещения, векторов ЭДС в данных катушечных группах при 2 р8 на 60 , при 2 р = б на 90 , при 2 р щ .4 на 120 и при 2 р = 2 на 150 град. электрических. Согласные составляющие .этих ЭДС имеют одинаковое направление и обуславливают ток, который протекает только,с общей нулевой точкой и подключены к обмотке ротора в точках соединения двух смежных катушечных групп.На фиг. 1 представлена схема соединения элементов обмотки ротора и ,индукционных сопротивлений ИС четырехскоростного асинхронного двигателя с отношением чисел пар полюсов 1;2:3:4; на фиг. 2 - развернутая схема соединения обмотки ротора и индукционных сопротивлений четырехскоростного асинхронного двигателя с числами полюсов 2, 4, б, 8 для48Трехфазная четырехскоростная обмотка ротора с отношением чисел пар полюсов 1:2:3:4 состоит из 12 одинаковых катушечных групп, равномерно распределенных по окружности ротора. Катушечные группы соединены в две звезды с общей нулевой точкой и с двумя параллельными ветвями в каждой фазе звезды, образованными двумя смежными и включенными встречно катушечными группами. Порядковые номера катушечных групп первой звезды 1-2, 5-6, 9-10, а второй звезды 3-4, 7-8, 11-12. В общей нулевой точке:обмотки ротора соединены одноименные выводы (например начала) всех катушечных групп. Обмотка имеет шесть выводов. Индукционные сопротивления выпол- нены иэ шести катушек с массивными ферромагнитными сердечниками, соединенных в две звезды с общей нулевой точкой. Каждая звезда нйдукциойных сопротивлений соединена со звездой обмотки ротора (фиг. 1).,Распределение катушечных групп по фазным зонам для чисел полюсов 8, б, 4, 2 осуществляется следующим саособом (Фиг. 2).скольжения иЗ объема машины, снизитпусковой ток, повысит пусковой момент"двигателя.По мере увеличения числа пар полюсов двигателя встречные составляющиевекторов ЭДС в смежных катушечных,группах обмотки ротора, а следователь;но, и величины напряжений на индукционных сопротивлениях снижаются. Принаибольшем числе полюсов (2 р = 8) напряжение на индукционных сопротивле,ниях наименьшее, поскольку встречные 1 Осоставляющие векторов ЭДС в смежныхкатушечных группах имеют наименьшеезначение, в то время как согласныесоставляющие этих ЭДС достигают наибольших значений. Увеличение согласных составляющих ЭДС приводит к увеличению тока внутри контуров, образованных смежными катушечными группами обмотки, а следовательно, и улучшению рабочих характеристик, повы- рршению момента в зоне малых скольжений при данном числе полюсов.При числах полюсов 2 р2, 2 р = 4и 2 р8 на индукционных сопрртивле"ниях, соединенных в звезду, обеспе- цчивается трехфазное напряжение. Ври2 р = 6 обмотка ротора сформированапо двухфазной схеме (Фиг, 2) и встречные составляющие векторов ЭДС в каждой Фазе звезды обмотки имеют одинаковые значения как по величине, таки по фазе, что обуславливает однофазное напряжение на каждой звезде индукционных сопротивлений, Для обеспечения замкнутой цепи и согласного направления для токов через иидукцион- ЗЗные сопротивления при 2 р = 6 индукционные сопротивления соединены вдве звезды.с общей нулевой точкой,а одноименные выводы всех катушечныхгрупп обмотки ротора соединены в од- ,Щной точке (фиг. 1),Таким образом, в предложенном роторе достигается вынос потерь скольжения из объема машины с.помощью ин-,дукционных сопротивлений при четырехзначениях чисел полюсов без переклю-,чений в роторной:цепи. Наличие четырех ступечей скорости повышает энер- гетические показатели двигателя.Изменение напряжения на индукционных сопротивлениях при переходе от одного числа,пар полюсов к другому из-за различного углового смещения векторов ЭДС в двух смежных катушечных группах обеспечивается улучшение пусковых и рабочих характеристик двигателя.Формула изобретенияРотор трехфазного многоскоростногоасинхронного электродвигателя, содержащий магнитопровод с размещенной нанем обмоткой, состоящей из 12-ти одинаковых катушечных групп, соединенныхв две.отдельные звезды с двумя параллельными ветвями в каждой Фазе звезды, образованными двумя смежными ивключенными встречно катушечными груп-:пами с порядковыми номерами катушечных групп в первой звезде 1-2, 5-6,9-10, а в другой звезде - катушечными группами 3-4, 7-8, 11-12 и индукционные сопротивления, состоящие изшести катушек с массивными Ферромагнитными сердечниками, соединенные вдве звездыс общей нулевой точкой иподключенные к обмотке в точках сое-динения двух смежных катушечных групп,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью расширения областн примененияи улучшения характеристик, нулевыеточки обеих звезд обмотки и нулевыеточки звезд индукционных сопротивлений, соединенные между собой,источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР;по заявке 92023128/07, кл. Н 02 К 17/141974.2."АВторское всвидетельство СССРпо заявке 9 257352207кл. Н 02 Е 17/14, 1978."Патент", г. Ужгород, ул. Проектн илиа 161/68 . Тираж 783ВНИИПИ Государственного копо делам изобретений и113035, Москва, ж, Рауш митета СССРткрытийкая наб., д. 4/5