Синхронный редукторный электродвигатель

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ий Н 02 К 19/О К АВТОРСКОМ ЕТЕПЬСТВУ толяров,ельство С06, 1978ели для сЭ.А. Ло 1969,сТОРНЫЙ Рг Е люсов ротора;статора;люсов обмотки чис пар и зубцо пар и ащии стато торых раз числ числ стат отор Ч ГОСУДАРСТВЕККЫЙ КОМИТЕТ ССОРпо ДелАм изоБ етекий и откжтий.,ЯО 1123 ОВО А остоянными магнитами и примыкающими к ним полюсными наконечниками,образующими полюса чередующейся полярности, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повьппения удельной мощности электродвигателя, полюсные наконечники одноименной полярности соединены перемычками измагнитно-мягкого материала, а числспар полюсов ротора равно15 20 Е = 2 - (Р-РЕ)35 где 22 - число зубцов на поверхностиполюсных наконечников (ротора);Е - число зубцов статора;Р - число пар полюсов обмотки 40статора;Р - число пар полюсов постоянЕных магнитол ротора.Соотношение между числом пар полюсов Р/Р принимается равным четному числу.Взаимодействие первой гармоники индукции созданной постоянными маг китами, и первой гармоники намагничивающей силы обмотки статора соз дает вращающий момент,Недостаток известных редукторных двигателей состоит в том, что они имеют низкую удельную мощность, так как при заданных габаритах и массе 55 развивают низкий момент, что вызвано наличием постоянной составляющей магнитной индукции, которая снижает 1 1Изобретение относится к электрическим машинам с электромагнитнойредукцией частоты вращения и предназначено для использования в приводах переменного тока.Известны синхронные редукторныеэлектродвигатели, содержащие зубчатйй статор с обмоткой, безобмоточный зубчатый ротор и кольцевыепостоянные магниты, намагниченныеаксиально, Часть диаметрально расположенных пазов ротора выполненас определенной величиной раскрытия,а число пазов ротора равно четномучислу 11,Недостатком такой конструкцииявляются низкие. массогабаритные показатели из-за наличия постояннойсоставляющей магнитной индукции,снижающей амплитуду первой гармоники.Наиболее. близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому эффекту являются синхронныередукторпые электродвигатели, содержащие статор с открытыми пазами, вкоторых размещена фазная обмотка, иротор с полюсами чередующейся полярности, образованными постояннымимагнитами с примыкающими к ним полюсными наконечниками,Для обеспечения работоспособности двигателя должно быть выполненоусловие 1230802 амплитуду первой гармоники. 1(рометого, из.-за сил одностороннего магнитного тяжения, вызывающих вибрацию, невозможно выполнить обмотку5 статора с нечетным числом пар полюсов, н том числе равным единице,при котором коэффициент электромагнитной индукции, а следовательно и момент двигателя, принимают максимальное значение,елью изобретения является повышение удельной мощности электродвигателя путем увеличения его момента при заданных габаритах и массе,Указанная цель достигается тем,что в синхронном редукторном электродвигателе, содержащем статор с открытыми пазами, в которых размещена щ -фазная обмотка и ротор с постоянными магнитами и примыкающимик ним полюсными наконечниками, образующими полюса чередующейся полярности, полюсные наконечники одноименной полярности соединены перемычками из магнито-мягкого материала, а число пар полюсов ротораравно где Р 2 - число пар полюсон ротораЕ - число зубцов статора;Р 1 - число пар потпосон обмоткистатора.На фиг. 1 приведен двигатель, продольный разрез на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг,. 3 вид Б на фиг. 2(вид сверху на ротор двигателя); на фиг. 4 - развертка поперечного сечепия активной зоны двигателя; на фиг, 5 - картина магнитного поля, созданного полюсами ротора, в рабочем зазоре двигателя; на фиг, 6 - то же, при смещении ротора; на фиг. 7 - диаграмма магнитного поля для подложки, изображенного на фиг, б(индексами М и.б обозначены полюса, соответственно, северной и южной полярности; В - магнитная индукция:, Х-,координата вдоль расточки статора,Электродвигатель содержит статор 1 с зубцами 2 и открытыми пазами 3 в которых размещена н 1-Фазная обмотка 4, и ротор 5 с полюсами 6 чере,цующейся полярности образованными постоянными магнитами 7 с примыкающими к ним полюсными наконечниками 8. Полюсные наконечники 8 одноименной полярности соединены переР =2 тР,мычками 9 из магнитно-мяГкого материала. Число пар полюсов роторавыполнено равным Р 2=2 фРЗдесь знак + соответствует направлению вращения ротора и магнитного поля в одну сторону, а при зна.ке "- ротор и магнитное поле вращаются в противоположных направлениях,Электродвигатель работает следующим образом.При подачеп-Фазного переменного напряжения на обмотку 4 статора 1создается вращающаяся волна намагничивающей силы (не показана).Постоянные магниты 7 совместнос полюсными наконечниками 8 и перемычками 9, а также зубцы 2 статора 1создают в рабочем зазоре магнитноеполе, в разложении которого в гармонический ряд присутствует перваягармоника, Взаимодействие этой гармоники и первой гармоники намагничивающей силы обмотки статора 1,имеющих одинаковый период и скорость)создает момент, вращающий ротор 5двигателя.Перемычки 9 обеспечивают параллельную работу всех постоянных магнитов 7 и перераспределение магнитного потока от отдельных магнитов внаправлении максимума индукции, кото.рый перемещается относительно ротора 5, а следовательно, и магнитов 7. Кроме того, перемычки 9обеспечивают неизменное положениерабочей точки на кривой размагничивания каждого из постоянных магнитов 7.независимо от положения ротора 5.Для обеспечения работоспособности предлагаемого двигателя должнобыть выполнено условие где Р в , число пар полюсов ротора;2, - число зубцов статора;Р - число пар полюсов обмоткистатора.Наличие электромагнитной редукции при выполнении этого условия доказывается следующим образом (фиг. 4-7). При смещении за время Т первой гармоники чамагничивающей силы обмотки статора (не показана) движущейся со скоростью 1 на расстояние , на такую же велйчину за 123 О 80 4это же время сместится и перваягармоника магнитной индукции (фиг. 5.и 7). При этом ротор, движущийся соскоростью Чг переместится на рассто 5яние 20 - т, (фиг. 4 и б), где 2полюсное деление ротора, г - зубцовое деление статора.СледовательноТ=.2 " - 1 и У, Т = 1 . Определяя коэ 4 кЬициент электромагнитной редукции К р как отношение скоростей 7 / У можно получить4 РггРгде ь - длина расточки статораДля двигателя (фиг, 4 и 6) принята Р = 2 1 - Р, откУда 2Р=Р20 тогда окончательно коэдхЬициент электромагнитной редукции.КрР Такое же значение коэФФициентаэлектромагнитной редукции будет ипри выполнении условия Р 2 =2+Р .В предлагаемом двигателе вследствие разнополярности и симметриикривой магнитного поля в отличие от 30известного двигателя отсутствуетпостоянная составляющая магнитнойиндукции, что позволяет увеличитьпервую гармонику ее, а следовательно, и момент двигателя при заданныхгабаритах и массе. Кроме того, визвестном двигателе при нечетномчисле пар полюсов обмотки статоравозникают вибрации, вызванные односторонним магнитным тяжением, тогдакак в предлагаемом двигателе силыодностороннего магнитного тяженияотсутствуют, так как магнитные потоки под разноименными полюсами обмотки статора равны. Это позволяет вы полнять двигатель с любым числомпар полюсов обмотки статора, в томчисле и с равным единице, при котором коэффициент электромагнитной редукции, а следовательно, и момент 50 принимают максимальное значениеТаким образом, в предлагаемом двигателе повышение удельной мощностидостигается эа счет увеличения момента при заданных габаритах и мас се двигателя. Увеличение момента получено путем увеличения амплитудыпервой гармоники магнитной индукции,зации воэможности получения максимального значения коэффициента электромагнитной редукции выполнением обмотки статора с числом пар полюсов Р = 1 беэ возникновениявибрации,