Электродвигатель переменного тока

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сфвз Сфветсник Сециалистичесник Республик(23) Приоритет Н 02 К 19/06 Государственный комитет СССР по Аелаи изобретений н открытийОпубликовано 1505.81, Бюллетень 1 В 18 Дата опубликования описания 15. 05. 81(5 КТРОДВИГАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА итопроводящего цевымн канавкам ны кольцевые ка последовательн осдвигающими эл ентрично распол о статора полый е тор в виде маг дечника с кол которых размещ ки, соединеннывентилями и фа ментами, и эксотносительор Г 2в т с женный рот тродвигателиржащие стаИзобретение относится к электрическим машинам переменного тока, в частности к двигателям с цилиндрическими катушками возбуждения."Известен электродвигатель переменного тока, статор которого выполнен из магнитомягкого материала и состоит нз двух одинаковых половинок, внутри которых размещается обмотка возбуждения, выполненная в виде цилиндрической катушки. На каждой половине статора имеются зубцы (выступы), равномерно распределенные по окружности. На валу зак реплен плоский цилиндрический магнит с выемками, число которых равно числу зубцов одной половины статора Магнит ротора намагничен таким образом, что центральное отверстие имеет одну полярность, а все выступы, обращенные к воздушному зазору, противоположную Г 11.Недостатком этого электродвигателя является неопределенность направления вращения вала, так как оно зависит от положения ротора и от полярности напряжения в момент включения.Известны также элекпеременного тока, соде Недостатками данных электродвигателей являются сложность устройствастаторной системы, что делает конструкцию нетехнологичной; ограниченность функциональных возможностей из-за того, что частота вращения определяется только четным числом; ограниченность эксплуатационныхвозможностей; обусловленная тем, чтонельзя изменить частоту вращениядвигателя путем замены одного лишьротора при неизменном статоре.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей, состоящее в получении частоты вращениякратной целому числу .(в том числеи нечетному).Указанная цель достигается тем,что ротор выполнен из разделенныхнемагнитными промежутками магнито- ЗО проводящих полос, установленных повинтовой линии с углом подъема,определяемым нз соотношенияй- агс 19 - г,зг 0где- длина рабочей части ротора,м;О - диаметр ротора,м;й - число магнитопроводящих полос.На Фиг. 1 представлен двигатель, общий вид; на Фиг. 2 - развертка ротора; на фиг. 3 - электрическая схема включения катушек обмотки статора; на Фиг. 4 - графики, определяющие характер токов в катушках.Статор 1 электродвигателя содержит шесть катушек 2-7, намотанных на магнитопроводящий сердечник 8. Ротор 9, установленный эксцентрично относительно статора 1, содержит магнитопроводящие полосы 10, каждая из которых направлена по винтовой линии и отделена друг от друга немагнитными промежутками 11. Как видно из Фиг.2, верхний срез каждой магнитопроводящей полосы 10 расположен над нижним срезом соседней с ней полосы 10.угол подъема винтовой линии при этом ра-. венйс агс 9 - ,УОгде- осевая длина рабочей частиротора, м;й " число магнитопроводящихполосок ротора;0 - диаметр ротора, м.Ротор 9, изображенный на Фиг,1 и 2, содержит восемь магнитопроводящихполос 10, т.е. й = 8, однако в общем случае может быть любым целым числом. Последовательно с каждой катушкой 2-7 включен соответствующий вентиль 12. В катушках 2-4 вентили включены встречно по отношению к вентилям катушек 5-7. Кроме того, к паре катушек 2 и 5 (см.фиг,З) подключен фазосдвигающий элемент 13 (ФЭ), за счет чего ток, протекающий по этому элементу, опережает по Фазе приложенное напряжение на 60 (при надлежащем выборе величины Фазосдвигающего элемента), причем в течение одного полупериода ток протекает по катушке 1, а в течение другого полу- периода - по катушке 5 (как показано на фиг.4 линиями ) и , К паре катушек 3 и б (см.фиг.З) подключен. Фазосдвигающий элемент 14 (ФЭ),который обеспечивает совпадение Фазы тока, протекающего по этому элементу с фазой приложенного напряжения.Приэтом в течение одного полупериода ток протекает по катушке 3, а в те" чение другого полупериода - по катушке 6 (как показано на Фиг.4 линиямии ь ). К паре катушек 4 и 7 (см.фиг.3) подключен Фазосдвигающий элемент 15 ФЭ, за счет чего ток, протекающий по этому элементу, отстает по Фазе от приложенного напряжения на 60. В течение одного полу- периода ток протекает по катушке 4, а в течение другого полупериода - по катушке 7 (как показано на фиг.4 линиями )4 и)Из изложенного следует, что мак 10 симальные значения тока чередуются(по абсолютной величине) в такойпоследовательности )2 -)3-4-)54 э й" а 4 у 4фиг.4), Следовательно, ток сначаладостигает максимума в катушке 2.При этом ротор располагается так,как показано на фиг.1, т.е. магнитопроводящая полоса 10 занимает положение, при котором наименьший зазор между полосой 10 и статорнымсердечником 8 имеет место в зонекатушки 2Затеи ток достигаетмаксимума в катушке 3В этот момент магнитопроводящая полоса 10 занимает положение, при котором наименьший зазор между полосой 10 истаторным сердечником 8 имеет местов зоне катушки 3, т.е. происходит360поворот ротора 9 на , где Кобщее число катушек. Для случая,представленного на Фиг.1, й = 8,К = б, угол поворота ротора 9 запромежуток времени й с (см.фиг .4)35 составит 8 б = 7,5 (против часо 360 овой стрелки). Аналогично за время, угол поворота составляет 7,5и.т.д. За полный период времени Т,показанный на фиг.4,40 (т=д+1+ак+д+э 1 а+4+М+М)угол поворота ротора 9 составляет7,5 (или иначе - угол поворотао360 360 ф оротора составляетв . - = 45 )йПо истечении периода Т,происходитперемещение ранее упомянутой магнитопроводящей полосы 10 из положения А в положение Б (см.фиг.1),а в положении А оказывается уже со 50 седняя пОлОса 1 0 (распОложеннаясправа от ранее упомянутой) и процесс поворота ротора 9 повторяется,Таким образом, при частоте питанияГ, частота вращения и ротора 9 сос 55тавляетоб/мин. 605 й Например, если Г = 50 Гц, то при й = 8 получим У 60 и 8 = 375 об/мин 6050 а при й9 получим333,3 об/мин.Для обычных синхронных машин (при Г = 50 Гц) частоту вращения333,3 об/мин вообще получить невозможно, так как их частота вращения определяется как отношениегде р - число пар плюсов (т.е. 5 60 Гвеличина 605 делится на четное число),Таким образом, функциональные .возможности предлагаемого изобрете-9 ния шире, чем в случае обычных синхронных электродвигателей. Кроме того, данное изобретение позволяет осуществить сочетание роторов с различными числами магнитопронодящих полос 10 (т.е. с разными значениями й) с одним и тем же статором 1, В обычных синхронных двигателях такой воэможности нетСледовательно, в предлагаемом изобретении эксплуатационные воэможности также ширеформула изобретения25Электродвигатель переменного тока, содержащий статор в виде маг нитопроводящего сердечника с кольцевыми канавками, в которых размещены кольцевые катушки, соединенные последовательно с вентилями и фаэосдвигающими элементами, и эксцентрично расположенный относительно статора полый ротор, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей двигателя, ротор выполнен из разделенных немагнитными промежутками магнитопроводящих полос, установленных по винтовой линии с углом подъема, определяемым из соотношенияй с = агсй 9 -ХОгде- длина рабочей части ротора,м;О - диаметр ротора, м;И - число магнитопроводящихполосИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Японии Р 38-4964,кл. 55 А, 1964.2. Патент США Р 3092743,кл. 310-162, Л 968.830616 7 фи регубов о коррек Составитель В.Техред Е.Гаврил актор Л. Твори Н. Стец,Закаэ 2899/ 4 Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проект ная,4 Тираж 73ВНИИПИ Государспо делам изоб113035, Москва, Ж енноготений и5, Раую Подписномитета СССткрытийая наб., д