Вентильный электродвигатель

(71).Всесоюзный научно-ис кий,п роек тно -кокс т рук тонологический институт ре(57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к вентильным электродвигателям с возбуждением от постоянных магнитов, 11 елью изобретенияявляется повышение энергетических показателей вент 3 юльного электродвигателя. Электродвигатель содержит статорс явно выраженными полюсами и трехфазной обмоткой и ротор с полюсами,образованными постоянными магнитамичередующейся полярности, расположенными на магнитопроводе, Статор и ротор выполнены из внутренней 1 и периферийной 2 частей.Части статораразделены немагнитным зазором 3, вкоторых площади полюсов частей статора и ротора соответственно равны между собой, полюса статора обеих частейсмещены между собой на одно полюсноеделение ротора, катушки одноименныхфаз 5 внутренней и периферийной частей подсоединены согласно, магниты 8и 9 ротора, расположенные на одномполюсном делении обеих частей, имеютпротивоположную намагниченность, амагнитопровод 1 0 ротора содержит радиальные и центральный немагнитныезазоры, 8 ип. сследовательрский и техлестроенияЕмещев биг.8.ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГННТ СССР БРЕТЕНИЯИзобретение относится к электротехнике, а именно к специальнымэлектрическим машинам, вентильным5электродвигателям (ВД) с возбуждением от постоянных магнито 1 з,11 ель изобретения - повьшение энергетических показателей электродвигателя.На фиг,1 приведен статор электромеханического преобразователя ВД (видсо стороны активной поверхности полюсов); на фиг . 2 - статор, продольный, разрез; на фиг.З - активная поверхость полюсов ротора, на фиг,4 - ротор, продольный разрез; на фиг.5 в . Ф.поверхность магнитопровода ротора,з рилегающая к полюсам; на фиг.багнитопровод ротора, продольный раз 11 ез, на фиг,7 - активная поверхность 20татора, на которой условно показанонаправление потоков реакции якоря обмотки; на фиг .8 - распределение намагничивающей силы статора з воздуш-ном зазоре ( знак . помещенный 25Внутрь знаков " О " или " 9обозначафт, что данные силовые линии магнитного поля выходят из полюса, а знак+ - что данные силовые линии входятФ полюс, знаком О обозначены силоые линии магнитного поля, образованого током в катушках полюсов внутенней части статора, а знаком "сзбразованного током в катушках полюов периферийной части статора).На фиг,8 обозначено: Р 8 - 1 ДС фаы Л полюсов внутренней части статоа 3 Р з - МДС фазы А по.твсов периЬерийной части статора; Р. я - 1%Соб- ",азованная суммарным взаимодействием 101 ДС Ьаз Л и В полюсов внутренней иПериферийной частей статора.Представленный вариант ВД выполнендвухполюсным, однако возможно выполНение по произвольным числам полюсовротора, при этом на каждую пару по"люсов ротора будет приходиться по триполюса внутренней и три полюса периферийной частей статора с соответствующими катушками фаз.Статор (фиг,1 и 2) состоит извнутренней 1 и периферийной 2 частей,разделенных немагнитным зазором 3 исодержащих полюса внутренней части 4с катушками 5 фаэ и полюса перийерий 55ной части б с катушками 7 Ьаз, Ротор(фиг,З и 4) состоит из полюсов внутренней 8 и периферийной 9 частей,расположенных на магнитопроводе 10. 1.агнитопровод 10 (фиг,5 и 6) содержит радиальные 11 и центральный 12немагнитные зазоры, На фиг,5 и 6 данные зазоры выполнены в виде прорезейв теле магнитопровода,На чертежах представлен торцовыйвариант конструкции ВД, где ротор йстатор выполнены в виде дисков, ивнутренняя и периферийная части статора и ротора лежат соответственно водной плоскости. Однако возможны идругие. варианты конструкции ВД например, чашеобразная , где внутренняяи периферийная части ста.тора и роторане лежат в одной плоскости, Для чашеобразной конструкции внутренниечасти статора и ротора образуют основание "чаши", а периферийные частистатора и ротора - соответственно боковые стенки чашиРассмотрим процессы, происходящиев ВД на межкоммутационном интервале,когда через инвертор к источнику питания подключены какие-либо две фазыВД, например А и В. Для упрощения изложения рассмотрим поочередно изменение МДС фаз А и В внутреннейи периферийной частеи статора в функцииот угла 6 по расточке статора.При протекании тока по катушке фазы А внутренней части статора (фиг,7)силовые линии магнитного поля выходят с поверхности полюса фазы А, входят в тело магнитопровода 10 ротора,пройдя через последний, поток распределяется по полюсам фаз В и С периферийной части статора на углеот 02до -- (распределению магнитного потока по остальным частям периферий-. ной и внутренней части статора препятствуют радиальные и центральный немагиитные зазоры) . Пройдя по периферийной части статора 2 (фиг.1 и 2), магнитный поток выходит из полюсов фа, С, А и В периферийной части ста 2 Ктора на угле от -- до 2 Г (О) (Ьиг,7). Прохожцению потока во внутреннюю часть статора препятствует немагнитный зазор 3 (фиг,1 и 2). Выйдя из полюсов А, В и С периферийной части статора, ограниченной углом от 2до 2 (О) (фиг.7) магнитный поток:зходит в тело магнитопровода 1 О ротора (фиг,4), пройдя по последнемувходит в полюса фаэ С и В внутренней части статора (фиг.7) и, прой- дя по внутренней частистатора (Фиг.2), замыкаются начала и концы силовых линий магнитного потока. Распределение 1.ДС Рд, образованной током фазы А погюса внутренней части статора по расточке воздушного зазора внутренней части статора, представ лено на фиг.8 а, знак и величина МДС отсчитываются от поверхности магнитопровода ротора, Принято, что МДС имеет положительный знак, если силовые линии магнитного потока выходят из полюса, и отрицательный знак, еслисиловые линии магнитного потока входят в полюс. При протекании тока по катушке фазы А периферийной части статора 20 (Фиг.7) силовые линии выходят с поверхности полюса фазы А на угле от 715до -- и, входят в тело магнитопровода 10 ротора (Фиг.4), пройдя через 25 последний, поток распределяется по полюсам Фаэ В и С внутренней части5статора на угле от Г до У рас 3пределение магнитного потока по остальным частям периферийной и внутренней части статора препятствуют радиальные и центральный немагнитные зазоры). Пройдя по внутренней части 1 статора (Фиг,2), магнитный поток выходит из пойюсов фаз С, А и В внут 35 ренней части статора на ухле от 571до 1 Г (отсчет углов ведется по часовой стрелке) . Прохождению потока 40 в периферийную часть статора препятствует немагнитный зазор 3 (фиг.2) .Выйдя из полюсов Фаз А, В и С внутренней части статора, ограниченной51углом от -- до Г (Фиг.7), магнитный 45 поток входит в тело магнитопровода 10 ротора (фиг,4) и, пройдя по последнему, входит в полюса Фаз В и С периферийной части (фиг.7). Пройдя по периферийной части 2 статора (фиг.2), заходит в полюс Фазы А периферийнойчасти статора, где замыкаются начала и концы силовых линий магнитного потока, Распределение РДС Гдр, образо- , 55 ванной током Фазы А полюса периферийной части статора по расточке воздушного зазора периферийной части статора, представлено на фиг,86. Разность МДС Гд - Г, показанная на фиг,8 в, представляет собой ИДС между полюсами внутренней и периферийной частей статора как функцию угла 6 йо расточке статора, йорму этой кривой можно наглядно проследить по Фиг,7, двигаясь по часовой стрелке от начального угла О. В зоне от 0 до2 Тввсе силовые линии магнитного по 3тока выходят иэ полюса внутренней части статора и входят в полюса периферийной части статора, ИДС на этом участке положительна и максимальна.2В зоне от -- до У силовые линии3магнитного потока как входят, так и выходят из полюсов периферийной и внутренней части статора. Суммарный поток, проходящий по этим частям полюсов, равен нулю, В зоне от 1 до 5-- Т все силовые линии магнитного 3потока выходят из полюса периферийной части статора и входят в полюс внутренней части статора, 1 ДС на этом участке отрицательна и макси 5мальна. В зоне от -- - до 2 Т (О) си 3ловые линии магнитного потока как входят, так и выходят из полюсов периферийной и внутренней частей статора, Суммарный поток, проходящий по этим частям полюсов, равен нулю и МДС между полюсами равна нулю. Если теперь ток протекает по фазе В, подключенной встречно рассмотренной фазе А, то очевидно, что распределение МДС фазы В вдоль расточки статора бу. дет таким же, как и распределение ИДС Фазы А, представленной нафиг.8 а, б, но кривые ЩС фазы В инверсны и2смещены на угол -- Г относительно3кривых ИДС фазы А. Отсюда результирующая кривая ЭДС, образованная фазой В, представляющая собой ИДС между полюсами внутренней и периферийной частей статора Р э - Р.вя будет2 и также инверсна и смещена на -- от 3носительно кривой Р дв - Гдп, представленной на фиг. 8 в, Кривая Р 88 -Гя представлена на фиг,8 г. Суммарная ЩС между полюсами внутренней и периферийной частей статора, образованная током, протекающим по фазам, А и В, равна сумме МДС Гд-Г дя (иг.8 в)и Г -Р(фиг.8 г) и представленакривой Р ; , (фиг.8 д). При суммировапни РДС считаем, что электромагни"тогровод не несыщен. еэ инвертор кия. источнику .пи За сч емого выполнения и 3 Й)тора удается ой МДС, приближенонике, устранив ичине пространсте составляющие о порядка. Тем саньшение потерь на нитопроводе рото ышению КПЛ.ВД. За ы кривой 1 ДС удаатели ВД по шуму,т предлаг ии статор стр учи форму кр овной гар; 20 ну эн е по ве моническ ите с 1 ро вер и че игае я мыл дос вихревы ра, что токи в ма едет ени и т орм каз тся повысит Высшие пространственные гармоничес" ки порядка Ф = 2,3,4 в форме кривой ЖИ Р д а отсутствуют. Кривая МДС ВД1 бу т иметь такую же форму на любом др ом межкоммутационном промежутке, . ,пр любых других подключениях фаз ВД,со иненньгл в звезду и подключенных Формула изобретенияВентильный электродвигатель, содержащий статор с явно выраженными полюсами, на которых размещена трехФазная обмотка якоря и ротор с полюсами, образованными постоянными магнитами чередующейся полярности, расположенными на магнитопроводе, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения энергетических показателей, статор и ротор выполнены каждый из внутненней и периферийной частей, обе части статора разделены кольцевым немагнитным зазором, площади внутренней и периферийной частей полюсов статора и ротора равны между собой, при этом полюса одноименных фаз внутренней и периферийной частей статора смещены друг относительно друга на угол, равный одному полюсному делению ротора, катушки указанных фаз соединены согласно, магниты .внутренней и периферийной частей ротора, расположенные на одном полюсном делении, имеют противоположную намагниченность, а магнитопровод ротора выполнен с центральным отверстием н радиальными вырезами.) 541721 ректор,С,Че а НИИПИ осуд Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 Составитель А.СанталовРедактор Н.Яцола Техред Л.Сердюкова ф Тираж 438 Подпиственного комитета по изобретениям и от 113035, Москва, 3-35, Раушская наб.,ое ытиям при ГКНТ ССС 4/5