Синхронный электродвигатель

ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистичвскиареспублик и 9,42213(22) Заявлено 26,09. 79 (21) 2820301/24-07 с присоединением заявки И веударегввнныв комитат СССР ав двлам взобрвтвей и отврытнй.323(О 88.8) В,Н.Погодин, О.А.Гущина, А,С.Куракин, Г.Д.Григорьеви К. Е. КудряшовХСпециальное конструкторское бюро систем промышленнойавтоматики Чебоксарского производственноо объедйнения1 71(54) СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ Изобретение относится к электрическим машинам, в частности к редук торным электродвигателям, применяемым в электрических исполнительных механизмах систем автоматического регулирования и управления техноло" гическими процессами различных отраслей промышленности.Известны синхронные электродвигатели, содержащие ротор с зубцами и зубчатый статор с полюсами, снабженный индукционными обмотками, питаемыми от сети переменного тока, в каждую из которых включен вентиль, например, импульсные синхрон" ные реактивные двигатели 111,Однако в известных электродвигателях вращающий момент имеет форму импульса, в результате чего сред. нее значение момента электродвига" теля значительно меньше максималь" ного. Кроме того, пусковой. момент отсутствует или мал по величине, в результате чего для запуска этих . 2электродвигателей необходимы дополнительные пусковые средства. К недостаткам известных электродвигателей относится. также неравномер 5ность вращения.Наиболее близкими к предлагаемо"му являются синхронные электродви"гатели, содержащие ротор с зубцами, статор с 6 и полюсами, где и "любое целое число, на внутренней поверхности которых выполнены зубцы,и трехфазной обмоткой, при этом каж-.дая фаза содержит две параллельныеветви, расположенное под углом %Уйи состоящие из последовательно соединенных катушек и вентилей, вентили параллельных ветвей включенывстречно, а числа зубцов статора иротора связаны соотношением2"2О =и, где 2 и 2 число зубцов статора и ротора соответственно,Недостаток данной конструкциизаключается в том, что магнитныепотоки, возбужденные катушками каж"35 3 94221дой Фазы, направлены встречно и поэтому могут замыкаться через все полюса в том числе и через те, которые находятся на поперечной оси двигателяу уменьшая полезный вращающий момент и уменьшая КПД двигате"ляИ,Цель изобретения - увеличение КПДэлектродвигателя,Указанная цель достигается тем,что параллельные ветви выполнены изИ пар катушек, пары расположены подуглом 21/в, катушки одной пары раз"мещены на соседних полюсах и имеютпротивоположное направление намотки,На фиг. 1 представлена конструкция12-полюсного электродвигателя нафиг. 2 - взаимное положение 12-зубцов статора и 14 зубцов ротора в разные моменты времени," на Фиг. 3 - изменение питающего напряжения наобмотках электродвигателя, на фиг.4 показана электрическая схема электродвигателя.Электродвигатель (фиг. 1) состоит из ротора 1 с зубцами 2, ста"тора 3, снабженного 6 и полюсами 4,на внутренней поверхности которыхвыполнены зубцы , на каждом полюсе4 размещены катшки 6 разных ФазеРазмещение катушек электродвигателя и принцип его работы рассмотренна примере трехфазного электродвигателя с 12 полюсами (п=2) и числами зубцов 2 и 5 статора 3 иротора12 и 14 соответственно.Обмотка каждой Фазы (фиг. 1 и 4)состоит из двух параллельных ветвей7. Например, обмотка фазы В состоитиз ветвей 7, образованных восемьюкатушками 6/И Ии Уюту "в 6 и "ЬЬ "вМ. Каждая ветвь состоит йздвух п=2) пар катушек 6 (ИВ И иМак ИВ) сдвинутмм относительно другдруга на угол 2 В/и=180 . Катушки 6одной пары (И и Ц 1) лежат на сосед-ф 5них полюсах 4 (Р 1 и Рг ), катушки6 другой пары (Ч ,Я лежат на диаметрально расположенных соседнихполюсах 4 (Р и Р ), Катушки 6 каждойпары соединены встречно, т,е. имеютпротивоположяое направление намотки.Вторая ветвь 7 расположена относительно первой под углом Т/и:90, Вкаждую ветвь ", включен вентиль 8.Вентили 8 в параллельных ветвяхвключены встречно,В других фазах катушки 6 размещены аналогично. 3 фВ общем случае предлагаемый электродвигатель может быть реализован с числом полюсов 4 статора 3 и числом зубцов 2 и 5 ротора 1 и статора 3, отличающимся от рассмотренного в данном примере.Электродвигатель работает следующим образом.В момент времени т., (Фиг, 2 и фиг. 3) напряжение Фазы В отрицательно и имеет максимальное значение, а напряжение фаз А и С положительно. Под действием отрицательного напряжения одновременно возбуждаются две смежные катушки 6 (1 д и И ) и диаметрально противоположные им катуш ки 6 (ЧВ и Н ) , возникшие при этом магнитные потоки образуют:-два независимых контура, замыкаясь через полюса 4 (Р, Р и Р 7, РВ). В то же время под действием положительного напряжения фазы А возбуждаются еще две смежные катушки 6 (Ч и И ) и диаметрально противоположные им катушки 6 (Я ер И 1 магнитные потоки которых образуют также два контура, замыкаясь через полюса 4 (Ри Р, Р )Под действием положиельного напряжения фазы С также возбуждаются две смежные катушки 6 (И и Яс ) и диаметрально противоположные катушки 6 (И и И ) , возникСтшие при этом магнйтные потоки замыкаются через полюса 4 (Р, Р и Р 6, Рт ). Через другие катушки 6 в рассматриваемый момент времени токи не протекают. В результате в момент времени 1 магнитное поле имеет максимальное значение под диаметрально расположенными полюсами 4 (Р, Р и Р, Р). Ротор 1 при этом занимает такое положение, при котором проводимость для магнитного потока полюсов 4 (Р , Р и Р, Р ) максимальна.В момент временимагнитное поле имеет максимальное значение под следующими диаметрально расположен(2 Э В ротор 1 занимает положение, при котором проводимость для магнитногопотока этих полюсов 4 (Р, Рд и Р 9,Р) максимальна (момент т, фиг. 2), При этом ротор 1 поворачивается на угол, равный 1/6где с - зубцовое деление ротора.Аналогично к моменту времени ротор 1 поворачивается также на 1/6 ,его зубцового деления, т.е, смеща5 9422 ется относительно своего первоначального положения на 1/3 й . К моменту времени С ротор 1 поворачиФвается на половину его зубцового деления. В итоге за половину периода изменения питающего напряжения (С -й,) ротор 1 перемещается на 1/2 С . За полный период изменения пивтающего напряжения ротор 1 поворачи вается на целое его зубцовое деле- о ние, следовательно, скорость враще 6 о 1ния ротора 1 равнаЯ = - , где Я.- частота вращения, т - частота питающего напряжения. Для случая Е =149.=214 - (об/мин).МСоединение и расположение катушек б предлагаемым способом позволяет увеличить КПД электродвигателя по сравнению с известными за счет устранения магнитного потока по поперечной оси электродвигателя, который вызывал появление тормозного момента.формула изобретенияСинхронный электродвигатель, со держащий ротор с зубцами, статор 13 6с Ьи полюсами, где И - любое целоечисло, на внутренней поверхностикоторых выполнены зубцы, и многофазной обмоткой, фазы содержат параллельные ветви, расположенныепод углом Т/и и состоящие из после"довательно соединенных катушек ивентилей, вентили параллельных ветвей включены встречно, числа зубцовстатора и ротора связаны соотношением2 -Е,=п, где й, и Х числозубцов статора и ротора соответственно, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью увеличения КПД,каждая ветви выполнена из И пар катушек, пары расположены под углом29 и, катушки пар размещены на соседних полюсах и имеют противополож"ные направления намотки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеЗавалишин Д.А, и др, Электрические машины малой мощности ГЭИ,И.-Л., 1963 с. 323-333.2. Патент франции Иф 2272519,кл, Н 02 К 19/24 ф 1975.942213 б г Редактор П. Р 7 НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035 Москва, ЖРаущская наб., 9 каз д. 4/ П нт , г. Ужгород, ул. Проектная Составитель В.ТрегубовТехред М,Тепер Корректор М Шароши Ти аж 21 Подписное