Однофазный электродвигатель

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоеетскикСоциалистическихРеспублик ф(3 М. Кп.з Н 02 К 17/04 Н 02 К 3/28 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторьс изобретени арьясов, С,А,Герман и В.А.Игнатов баровский институт инженеров желетранспорта 71) Заявите 4) ОДНОФАЗНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ Недостатком теля является тивных матерна обмотки, включ цепочку, испол электродвигател ключается.родвигамотками, странстльно 1,1. ств являие покаЦель изобретения - улучшение использования активных материалов.Цель достигается тем, что в однофазном двигателе со статором, в пазах которого расположена обмотка, выполненная из соединенныч электрически и смещенных в пространстве частей и с пусковой цепью, шунтирующей половин обмотки, каждая часть обмотки выполнена иэ двух соединенных последова тельно катушечных групп. Две части обмотки равномерно размещены во всех пазах и выполнены из катушек с шагом у=0,5 Г, а каждая из двух других частей размещена в 2/3 пазов статора, смещена одна относительно другой на 1/3 Г и выполнена из катушек с шагом Ъ=2/ЗЮ, причем конец первой части соединен с началом третьей, конец третьей с началом четвертой и конец четвертой с началом второй части, а пусковая цепь подключена к точке У Изобретение относится к электромаиностроению, а именно к однофазным синхронным двигателям. Известны однофазные электтели, содержащие статор с обсмещенными между собой в прове и включенными последоватеНедостатком данных устройется пониженные энергетическэатели.Наиболее близким к изобретению является однофазный электродвигатель с обмоткой на статоре, состоящий из соединенных электрических и смещенных в пространстве частей, причем части обмотки уложены слоями и содержат проводники лишь одной фазной зоны. Части обмоток в своих фазных зонах выполнены в одних и тех же пазах с наложением друг на друга. Лобовые вылеты так же, накладываются. Зашунтированная при пуске часть обмотки выполнена в слоях, принадлежащих раэноименным фазным зонам. В шунтирующую цепочку . включены обмотки, не принадлежащие фаэным зонам шунтированных частей, Согласно схеме соединения частей об-. мотки друг с другом, они образуют гри отдельные обмотки 21. данного электродвигаедоиспользование аков, поскольку частьиная в шунтирующую зуется лишь при пуске я, а при работе от30 соединения третьей и четвертой часТей,На фиг.1 показана схема соединениячастей обмотки, на фиг.2 и фиг,Зсхема выполнения частей обмотки статора в двухполюсном варианте, 5Обмотка статора состоит иэ двухгрупп частей. В,первую (условно выделенную) группу частей обмотки входят две катушечные группы 1 и 2,размещенные в трех фаэных зонах 3 10и 4 размещенные в первой и второйфазных зонах. Во вторую группу частей обмотки так же, как и в первуювходят две катушечные группы 5 и 6,выполненные аналогично катушечным 5группам 1 и 2, проводники которыхРазмещены в трех Фаэных зонах и ка"пушечные группы части 7 и 8 размещенные во второй и третьей фаэныхзонах.20Группы 1, 2 и 7,8 размещены внижнем слое, а части 3,4 и 5,6 - вверхнем слое. Группы 1,2 и 5,6 выполнены с шагом у =О, 5 Г, а группы 3, 4 и7,8 с шагом 2/3 Г и размещены в 2/3пазов статора, онисмещены междусобой на 1/ЗГ, где т: - полюсное деление.шунтирующая цепь, состоящая иэ резистора 9 и ключа 10, подключена кодной из частей обмотки. Обмоткастатора размещена в пазах 11-34.Статор, как и в трехфазной машине,по расточке разбит на три равные фазные эоны. В первую (условно выделенную) фазную зону входят пазы 11-14 35и 23-26, во вторую - 19-22 и 31-34 ив третью 27-30 и 15-18,Группы 1 и 2 (тонкие штрих-пунктирные линии), содержат проводникитрех фазных зон и выполнены по типу 40однослойной обмотки вразвалку с шагом по пазам, равным шести. Группы5 и 6 (жирные сплошные линии) выполнены аналогично группам 1 и 2 во всехтрех фазных зонах. Группы 1,2 и,5,6выполнены в одних и тех же пазах статора сналожением друг на друга Лобовые вылеты, так же как активныечасти слоев накладываются. Группы 3и 4 (жирные штрих-пунктирные линии),содержащие проводники первой и второй фазных эон так же выполнены потиПу однослойных обмоток вразвалку сшагом по пазам, равным восьми,Группы 7 и 8 (тонкие, сплошные ли-.нии), содержащие проводники второй и 55третьей фаэных эон, выполнены аналогично группам 3 и 4,Наложение групп 3 и 4 и 7 и 8 на,группы 1,2 и 5,6 происходит в активной части, а лобовые вылеты, наклады ваясьзанимают разноименные фаэныезоны.Таким образом, в схеме имеетсямногофаэная система обмоток с пространственной и витковой несимметрией,. 65 Пространственный угол между осями обмоток составляет 150Для,осуществления реверсирования двигателя необходимо шунтировать группы 1,2 и 3,4 вместо групп 7,8 и 5,6. Пусковые свойства двигателя зависят от соотношения чисел витков в слоях. Как показали исследования лучшими соотношениями являются Ч.,1="З.=%-Ь ="1-Е ="Фгде Ч ,У +И.ь,Ч 7 8 - числа витков групп, обозначенных цифрами 1,2, 3,4 и 5,6, 7,8, выраженные в долях от числа витков фазной обмотки ЧР трехфазного двигателя.Величина резистора 9,также влияет на пусковые свойства двигателя и подбирается из условий получения необходимых кратностей пусковых моментов и кратностей пусковых токов.ПРИ- чем наибольший пусковой момент достигается при величине резистора 9, равной нулю, т.е. при коротком замыкании части обмотки при пуске.Работа двигатеЛя основана на дей-, ствии многофазной системы токов в многофазной системе обмоток статора,При замыкании ключа 10 и определенного соединения катушечных групп 1-2, 3-4 и 5-6, 7-8 между собой в схеме образуется многофаэная система обмоток. Многофазная система токов при этом создается за счет неравенства активных; и реактивных сопротивлений обмоток, вследствии их пространственной и витковой несимметрии. Сдвиг токов по времени и сдвиг осей обмоток в пространстве приводит к возникновению в зазоре машины вращающегося магнитного поля. Ротор разворачивается и увлекается в сторону вращения поля. При достижении определенной скорости ключ 10 размыкается и двигатель иэ пускового режима переходит в рабочий. В рабочем режиме обмотка состоит иэ четырех и последовательно соединенных групп 1,2,3,4 и 7,8,5,.6, что соответствует двум последовательно соединенным обмоткам трехфазного двигателя того же габарита, но с укороченными лобовыми вылетами. Предлагаемый однофазный электродви гатель имеет улучшенные показатели эа счет полного использования меди. Вследствие укорочения шага обмотки достигается значительная (до 50) экономия активных материалов пр сравнению с известными однофазными двигателями. Поскольку активные стороны проводников лежат в тех же пазах, что и для обмотки с полным шагом и индуктированные в них ЭДС имеют те же направления, то данная обмотка эквивалентна обмоткевыполненной с полным шагом.Кроме того, улучшены пусковые свойства двигателя, так как уменьшен провал в механической характеристике от третьей гармонической составляющей поля, выше кратность пускового момента, меньше кратность пускового тока. Формула изобретенияОднофазный электродвигатель, со 1 О держащий статор, в пазах которого размещена обмотка, выполненная из соединенных электрически и смещенных в пространстве частей, и пусковую цепь, шунтирующую половину обмотки, причем 5 каждая часть обмотки выполнена из дВух соединенных последовательно катушечных групп, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения использования активных материалов, две части обмотки равномерно размещены во всех пазах и выполнены из катушек с шагом у=0,5 с, а каждая из,двух других частей размещена в 2/3 пазов статора, смещена одна относительно другой 1/ЗС и выполнена из катушек с шагом С=2/3, причем конец, первой части соединен с началом третьей конец третьей с началом четвертой части и конец четвертой с началом второй части, а пусковая часть под" ключена к тачке соединения третьей и четвертой частей.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР М 1309 б 9, кл. Н 02 К 17/08, 19772. Авторское свидетельство СССР Р 423225, кл. Н 02 К 17/04, 1973.959222 6 УПй М ЮИОй ъ вСоставитель В.КомаровРедактор Н.Воловик Техред А.Ач Корректор О.Билак филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная, 4ееающВаказ 7022/73 Тираж 721 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5