Использование: в области электрических машин, а именно в многополюсных асинхронных двигателях. Сущность изобретения: устройство состоит из статора 1 с зубцами 2-19 и ротора 20 с зубцами 21-35. : / -.. . .-. . / : - Л ; : J . ..: .... ...2. : на статоре уложена трехфазная обмотка 36, на роторе - трехфазная короткозамкнутая обмотка 37. Обмотки 36, 37 образованы катушками 38-55 и 56-70 по одной на каждом зубце. Каждая фаза в двигателе состоит из фазных зон. В обмотке статора фазная зона образована тремя катушками, в обмотке ротора - пятью катушками. В пределах фазной зоны все катушки включены согласно конец с концом, начало с началом. Число зубцов на статоре или роторе связано с числом фазных зон и количеством катушек в фазной зоне сортношением Z-msn, где m - число фаз в обмотке. В свою очередь количество зубцов статора и ротора связано соотношением zi. ± hi 22 ± П2. 2 ил, 20 36 со с
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 К1
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
2 (21) 4797992/07... - . на статоре уложена трехфазная обмотка 36, (22) 05.03.90: на роторе — трехфазная короткозамкнутая (46) 23.05.93. Бюл. N 19 обмотка 37. Обмотки 36, 37 образованы ка(71) Новосибирский электротехнический ин- тушками 38 — 55 и 56-70 по одной на каждом ститут зубце. Каждая фаза в двигателе состоит из (72) Д.Л.Калужский и В.В.Пастухов фазных зон. В обмотке статора фазная зона (56) Зайков М.А., Борзяк Ю,Г. Двигатели с образована тремя катушками, в обмотке рокатящимся ротором. Киев, Техника. 1982, тора — пятью катушками. В пределах фазной
Копылов И.П. Проектирование электри- зоны все катушки включены согласно "коческих машин. М., Энергия, 1980. нец" с "концом","начало" с "началом". Чис(54) АСИНХРОННЫЙ МНОГОПОЛЮСНЫЙ ло зубцов "на статоре или роторе связано с
ДВИГАТЕЛЬ числом фазных зон и количеством катушек в (57) Использование: в области электриче- фазной зоне соотношением Z-гязп, где m— ских машин, а именно в многополюсных число фаэ в обмотке. В cSolo очередь коли-асинхронных двигателях. Сущность изобре- чество зубцов статора и ротора связано сотения: устрОйство состоит из статора 1 с . отношением 21. ll1=22 +п .2 ил, зубцами 2-19 и ротора 20 с зубцами 21-35. gg
1817198 подключены к клеммам двигателя противоположными концами, при m — четном, количество фазных зон должно быть выполнено четным и катушки фазных зон с нечетными номерами, входящие в одну фазу, подключены к клеммам двигателя противоположными концами относительно катушек фазных зон с четными номерами при S не- 40 четном, а при S — четном катушки соседних фазных зон с одинаковыми порядковыми номерами, принадлежащие разным фазам, подключены противоположными концами относительно друг друга, 45
Не известны аналоги и другие технические решения, в которых описан асинхронный двигатель с обмотками, образованными катушками по одной на каждом зубце так, чтобы число зубцов и количество фазных зон 50
nt, nz были связаны соотношением z
zz +nz, при одинаковом числе фазных эон число фаз и число катушек в фаэных зонах
S
На фиг.1 показан разрез асинхронного 55 двигателя; на фиг.2 — схема соединения обмоток статор и ротора, магнитодвижущие силы обмоток в произвольный момент времени.
Изобретение относится к области электрических машин, а именно к многополюсным асинхронным двигателям и может быть использовано, например, в низкоскоростном электроприводе.
Цель изобретения — упрощение конструкции и технологии изготовления двигателя за счет уменьшения числа катушек на статоре и роторе.
Указанная цель достигается тем, что в известном асинхронном двигателе, содержащем статор с z
z2 зубцами с mz-фазной короткозамкнутой или замкнутой на сопротивление обмоткой, каждая фаза обмотки статора и ротора выполнена в виде последовательно соединенных п, nz фаэных зон, каждую из которых образуют соответственно S> и Sz последовательно соединенные катушки, расположенные на соседних зубцах по одной на каждом зубце статора и ротора, и включенные согласно "конец"c ""концом","начало" с"началом"; число зубцов и количество фазных зон
ni, п2связаны соотношением п = 2 +п2, причем при одинаковом числе фазных зон число фаз и число катушек в фазных зонах
S
В качестве примера рассмотрен асинхронный двигатель с трехфаэной обмоткой на статоре и короткозамкнутой трехфаэной обмоткой на роторе. Число полюсов-зубцов на статоре принято равным 18, а а роторе—
15.
Двигатель состоит из статора 1 с зубцами 2 — 19 фиг.1 и ротора 20 с зубцами 21 — 35, на статоре уложена трехфазная обмотка 36, на роторе — трехфазная короткозамкнутая обмотка 37. Обмотки 36, 37 образованы катушками 38-55 и 56 — 70 фиг,1, по одной на каждом зубце. Каждая фаза в двигателе состоит из фазных зон. В обмотке статора фазная зона образована .тремя катушками, в обмотке ротора — пятью катушками. В пределах фазной эоны все катушки включены согласно "конец" с "концом","начало" с "началом". Так, например, первая фазная зона фазы А образована катушками 39, 40, 41, вторая зона фазы А — катушками 48, 49; 50.
Катушки 1-й фазной зоны включены следую- . щим образом: "конец" катушки 48 с "концом" 49, "начало" 49 с "началом" 50.
Поскольку S — количество катушек в фазной зоне — нечетное, фазные зоны включаются встречно: "конец" 1-й фазной зоны соединяется с "началом" 2-й фазной зоны. Число зубцов на статоре или роторе связано с числом фаэных зон и и количеством катушек в фазной зоне соотношением Z = nsm, где m— число фаз в обмотке. В свою очередь, количество зубцов статора и ротора связано соотношением z1+ и> =z2 +. п2. B рассматриваемом варианте 1 = 18, nz = 2, zz = 15, п2 = 1, т.е. данное условие выполняется.
Формула изобретения
Асинхронный многополюсный двигатель, содержащий статор с z>, зубцами, с m и 32 должно быть различным, при m-нечетном все фаэные зоны подключаются к клеммам двигателя "на1817198
Составитель В.Пастухов
Техред M.Mîðãåíòàë Корректор M.Êóëü
Редактор H.Êoçëîâà
Заказ 1728 Тираж, Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 чалами", если $ — нечетное, а при S — четном катушки соседних фазных зон, относящиеся к разным фазам, подключены к клеммам двигателя противоположными концами, э при m — четном, количество фазных зон в 5 одной фазе также должно быть выполнено четным и катушки фазных зон с нечетными номерами, входящие в одну фазу, подключены к клеммам двигателя противоположным концом относительно катушек фазных зон с четными номерами при S — нечетном, а при S — четном катушки соседних фазных зон с одинаковыми порядковыми номераМ, принадлежащими к разным фазам, подключай ны противоположными концами относитеФ, но один другой.
www.findpatent.ru
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве многофункциональных асинхронных электрических машин. Технический результат - расширение области применения шестиполюсной статорной обмотки асинхронной электрической машины. Данный технический результат достигается тем, что шестиполюсная статорная обмотка асинхронного двигателя состоит из 18 катушечных групп, при этом конец 1 катушечной группы соединен с началом 7, конец 7 - с началом 13, конец 13 - с началом 14, конец 14 - с началом 8, конец 8 - с началом 2, конец 3 - с началом 9, конец 9 - с началом 15, конец 15 - с началом 16, конец 16 - с началом 10, конец 10 - с началом 4, конец 5 - с началом 11, конец 11 - с началом 17, конец 17 - с началом 18, конец 18 - с началом 12, конец 12 - с началом 6, выводы (19-24) взяты от объединенных конца 17 и начала 18 катушечных групп, от объединенных начала 1 и конца 4 катушечных групп, от объединенных начала 3 и конца 6 катушечных групп, от объединенных начала 5 и конца 2 катушечных групп, от объединенных начала 14 и конца 13 катушечных групп, от объединенных начала 16 и конца 15 катушечных групп. 5 ил.
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при производстве многофункциональных асинхронных электрических машин.
Известна шестиполюсная статорная обмотка асинхронного двигателя из 9 катушечных групп, при этом конец 1 катушечной группы соединен с началом 4, конец 4 - с началом 7, конец 2 - с началом 5, конец 5 - с началом 8, конец 3 - с началом 6, конец 6 - с началом 9. Выводы от начал 1, 2, 3 и концов 7,8,9 катушечных групп позволяют соединять фазные обмотки в звезду или в треугольник (рисунок 2.9 на странице 16 книги Богатырева Н.И., Ванурина В.Н., Вронского О.В. «Схемы статорных обмоток, параметры и характеристики электрических машин переменного тока», Краснодар, 2007, 301 с.).
Недостаток данной обмотки в ограниченности ее применения.
Известна шестиполюсная статорная обмотка асинхронного двигателя из 18 катушечных групп, при этом конец 1 катушечной группы соединен с концом 4, начало 4 - с началом 7, конец 7 - с концом 10, начало 10 - с началом 13, конец 13 - с концом 16, конец 3 - с концом 6, начало 6 - с началом 9, конец 9 - с концом 12, начало 12 - с началом 15, конец 15 - с концом 18, конец 5 - с концом 8, начало 8 - с началом 11, конец 11 - с концом 14, начало 14 - с началом 17, конец 17 - с концом 2. Выводы от начал 1, 3, 5 и начал 2, 16, 18 катушечных групп позволяют соединять фазные обмотки в звезду или в треугольник (рисунок 2.12 на странице 17 книги Богатырева Н.И., Ванурина В.Н., Вронского О.В. «Схемы статорных обмоток, параметры и характеристики электрических машин переменного тока», Краснодар, 2007, 301 с. - прототип).
Недостаток данной обмотки в ограниченности ее применения.
Техническим решением изобретения является расширение области применения шестиполюсной статорной обмотки асинхронной электрической машины.
Решение поставленной задачи достигается тем, что шестиполюсная статорная обмотка асинхронного двигателя содержит 18 катушечных групп, при этом конец 1 катушечной группы соединен с началом 7, конец 7 - с началом 13, конец 13 - с началом 14, конец 14 - с началом 8, конец 8 - с началом 2, конец 3 - с началом 9, конец 9 - с началом 15, конец 15 - с началом 16, конец 16 - с началом 10, конец 10 - с началом 4, конец 5 - с началом 11, конец 11 - с началом 17, конец 17 - с началом 18, конец 18 - с началом 12, конец 12 - с началом 6, выводы 19-24 взяты от объединенных конца 17 и начала 18 катушечных групп, от объединенных начала 1 и конца 4 катушечных групп, от объединенных начала 3 и конца 6 катушечных групп, от объединенных начала 5 и конца 2 катушечных групп, от объединенных начала 14 и конца 13 катушечных групп, от объединенных начала 16 и конца 15 катушечных групп.
На фигуре 1 показана схема обмотки, на фигурах 2 и 3 - схема соединения фаз в треугольник и схема токов в сторонах катушек, на фигурах 4 и 5 - схема соединения фаз в две звезды и схема токов в сторонах катушек.
Согласно фигуре 1 в шестиполюсной статорной обмотке асинхронного двигателя из 18 катушечных групп конец 1 катушечной группы соединен с началом 7, конец 7 - с началом 13, конец 13 - с началом 14, конец 14 - с началом 8, конец 8 - с началом 2, конец 3 - с началом 9, конец 9 - с началом 15, конец 15 - с началом 16, конец 16 - с началом 10, конец 10 - с началом 4, конец 5 - с началом 11, конец 11 - с началом 17, конец 17 - с началом 18, конец 18 - с началом 12, конец 12 - с началом 6, выводы 19-24 взяты от объединенных конца 17 и начала 18 катушечных групп, от объединенных начала 1 и конца 4 катушечных групп, от объединенных начала 3 и конца 6 катушечных групп, от объединенных начала 5 и конца 2 катушечных групп, от объединенных начала 14 и конца 13 катушечных групп, от объединенных начала 16 и конца 15 катушечных групп.
Согласно фигурам 2 и 3 при включении в сеть обмотки выводами 20, 21, 22 по схеме треугольника фазные зоны составляют 120 электрических градусов (стороны катушек фазы А обозначены квадратами, фазы В - треугольниками и фазы С - кругами).
Согласно фигурам 4 и 5 объединением выводов 19, 23, 24 в нулевую точку статорная обмотка без разрыва питания соединяется в две параллельные звезды с шириной фазной зоны 60 электрических градусов, как и стандартного шестиполюсного асинхронного двигателя. Соединения в треугольник и в две параллельные звезды определяют разную номинальную мощность двигателя, а пусковой ток при соединении фаз в треугольник в 1,73/2 раза меньше, чем при соединении фаз в две параллельные звезды.
Данное техническое решение позволяет выполнять переключение шестиполюсной статорной обмотки асинхронного двигателя с треугольника на две параллельные звезды без разрыва питания, что способствует снижению величины пускового тока двигателя при простейшей схеме коммутации. Включение в сеть обмотки по схеме треугольника или в две параллельные звезды обеспечивает и разную номинальную мощность на валу двигателя.
Шестиполюсная статорная обмотка асинхронного двигателя из 18 катушечных групп, отличающаяся тем, что конец 1 катушечной группы соединен с началом 7, конец 7 - с началом 13, конец 13 - с началом 14, конец 14 - с началом 8, конец 8 - с началом 2, конец 3 - с началом 9, конец 9 - с началом 15, конец 15 - с началом 16, конец 16 - с началом 10, конец 10 - с началом 4, конец 5 - с началом 11, конец 11 - с началом 17, конец 17 - с началом 18, конец 18 - с началом 12, конец 12 - с началом 6, выводы (19-24) взяты от объединенных конца 17 и начала 18 катушечных групп, от объединенных начала 1 и конца 4 катушечных групп, от объединенных начала 3 и конца 6 катушечных групп, от объединенных начала 5 и конца 2 катушечных групп, от объединенных начала 14 и конца 13 катушечных групп, от объединенных начала 16 и конца 15 катушечных групп.
www.findpatent.ru
Сначало надо подобрать подходящий двигатель, который наиболее подойдёт для работы в качестве низкооборотистого генератора. Это многополюсные асинхронные двигатели, хорошо подходят 6-ти и 8-ми полюсные, низкооборотистые двигатели, с максимальными оборотами в режиме двигателя не более 1350об/м. Такие двигатели имеют наибольшее количество полюсов и зубцов на статоре.
Далее нужно разобрать двигатель и извлечь якорь-ротор, который надо сточить на станке до опредлённых размеров под наклеивание магнитов. Магниты неодимые, обычно клеят маленькие круглые магнитики. Сейчас я попробую расказать как и сколько магнитов клеить.
Для начала нужно узнать сколько у вашего мотора полюсов, но по обмотке это понять достаточно трудно без соответствующего опыта, поэтому количество полюсов лучше прочитать на маркировке двигателя, если она конечно имеется, хотя в большенстве случаев она имеется. Ниже приведён пример маркировки двигателя и расшифровка маркировки.
По марке двигателя. Для 3х фазных: Тип двигателя Мощность, кВт Напряжение, В Частота вращения, (синх.), об/мин КПД, % Масса, кг
>
Например: ДАФ3 400-6-10 УХЛ1 400 6000 600 93,7 4580 Расшифровка обозначения двигателя: Д - двигатель; А - асинхронный; Ф - с фазным ротором; 3 - закрытое исполнение; 400 - мощность, кВт; б - напряжение, кВ; 10 - число полюсов; УХЛ - климатическое исполнение; 1 - категория размещения.
Бывает так, что двигатели не нашего производства как на фото выше, и маркировка непонятна, или маркировка просто не читаема. Тогда остаётся один метод, это посчитать сколько у вас зубцов на статоре и сколько зубцов занимает одна катушка. Если наприер катушка занимает 4 зубца, а их всего 24, то ваш мотор шестиполюсной.
Количество полюсов статора нужно знать для того, чтобы определиться с количеством полюсов при наклейке магнитов на ротор. Это количество обычно равное, то-есть если полюсов статора 6, то и магниты надо клееть с чередованием полюсов в количестве 6, SNSNSN.
Теперь, когда число полюсов известно надо рассчитать число магнитов для ротора. Для этого надо выссчитать длинну оружности ротора, по простой формуле 2nR где n=3,14. Тоесть 3,14 умножаем на 2 и на радис ротора, получается длинна окружности. Длее замеряем свой ротор по длинне железа, которое в алюминиевой оправке. После можно нарисовать полученную полосу с длинной и шириной, можно на компьютере и потом распечатать.
Терерь нужно определится с толщиной магнитов, она примерно равна 10-15% от диаметра ротора, например если ротор 60мм, то магниты нужны толщиной 5-7мм. Для этого магниты покупают обычно круглые. Если ротор примерно 6см вдиаметре, то магниты можно высотой 6-10 мм. Определившись какие магниты использовать, на шаблоне длинна которой равна длинне окрушности
Пример рассчёта магнитов для ротора, например диаметр ротора 60см, высчитываем длинну окружности =188см. Делим длинну на количество полюсов, в данном случае на 6, и получаем 6 секций, в каждой секции магниты вклеиваются одинаковым полюсом. Но это ещё не всё. Терепь надо высчитать сколько магнитов войдёт в один полюс, чтобы их ровно распределить по полюсу. Например ширина круглого магнита 1см,расстояние между магнитами около 2-3мм, значит 10мм +3=13мм.
Длинну окружности делим на 6 частей=31мм, это ширина одного полюса по длинне окружности ротора, а ширина полюса по железу, дапустим 60мм. Значит получается площаадь полюса 60 на 31 мм. Это получается 8 в 2 ряда магнитов на полюс с расстоянием между собой 5мм. В этом случае надо пересчитать количество магнитов, чтобы они как можно плотнее уместились на полюсе.
Сдесь пример на магнитах шириной 10мм, поэтому получается расстояние между ними 5мм. Если уменьшить диаметр магнитов например в 2 раза, то-есть 5мм, то они более плотно заполнят полюс вследствие чего увеличится магнитное поле от большего каличества общей массы магнитом . Таких магнитов(5мм) поместится уже 5 рядов , а в длинну 10, то-есть 50 магнитов на полюс, и общее количество на ротор 300шт.
Для того чтобы уменьшить залипание шаблон нужно разметить так, чтобы смещение магнитов при наклейке было на ширину одного магнита, если ширина магнита 5мм, то и смещение на 5мм.
>
Теперь когда с магнитами опрделились нужно проточить ротор, чтобы поместились магниты. Если высота магнитов 6мм, то стачивается диамет на 12+1мм, 1мм это запас на кривезну рук. Магниты можно разместить на роторе двумя способами.
Первый способ это предвартельно делается оправка, в которой сврлятся отверстия под магниты по шаблону, после оправка одевается на ротор, и магниты вклеиваются в просверленые отверстия. На роторе после проточки нужно дополнительно сточить на глубину равную высоте магнитов разделительный алюминиевые полоски между железом. А полученные бороздки заполнить отожжоными опилками смешаные с эпоксидным клеем. Это значительно уведличит эффективность, опилки будут служить дополнительным магнитопроводом между железом ротора. Выборку можно сделать отрезной машинкой или на станке.
Оправка для наклейки магнитов делается так, проточеный вал оборачивают полеинтеленом, потом наматывают слой за слоем бинт, пропитанный эпоксидным клеем, после стачивают на станке под размер и снимают с ротора, наклеивают шоблон и сверлют отверстия под магниты.После девают оправку обратно на ротор и наклеивают магниты Клеют обычно на эпоксидный клей Ниже на фото два примера наклейки агнитов, первый пример на 2-х фотоэто наклейка магнитов с помощъю оправки, а второй на следующей странице прямо через шаблон.На первых двух фотографиях хорошо видно и я думаю понятно как клеются магниты.
>
>
На следующей странице продолжение. читать далее..,
otchelniki.e-veterok.ru
Cтраница 1
Четырехполюсный асинхронный двигатель с фазным ротором при напряжении сети 380 В в режиме холостого хода вращается с частотой 1500 об / мин и при коэффициенте мощности 0 08 потребляет из сети ток 25 А. Активное сопротивление фазы обмотки статора, соединенной в звезду, равно 0 02 Ом. Обмотка ротора включена в треугольник. Сопротивление обмотки ротора, измеренное на кольцах, равно 0 008 Ом. Под номинальной нагрузкой двигатель потребляет из сети 110 5 кВт при коэффициенте мощности 0 85, линейный ток в роторной цепи 278 2 А. Предполагая, что механические потери равны магнитным потерям в сердечнике статора, определить скорость вращения ротора в номинальном режиме. [1]
Четырехполюсный асинхронный двигатель при номинальном напряжении сети Ulc 380 В, / j 50 Гц и коэффициенте мощности cosy 0 86 потребляет из сети ток / 1с 15 2 А. [2]
Четырехполюсный асинхронный двигатель включен в трехфазную сеть с частотой 60 гц. [3]
Четырехполюсный асинхронный двигатель 5 л. с., 220 в, 60 гц развивает номинальную мощность на валу при скорости 1 750 об / лик. [4]
Ротор четырехполюсного асинхронного двигателя, подключенный к сети трехфазного тока с частотой / 50 Гц, вращается с частотой 1440 об / мин. [5]
Ротор четырехполюсного асинхронного двигателя, подключенный к сети трехфазного тока с частотой / 50 Гц, вращается с частотой 1440 об / мин. [6]
Ротор четырехполюсного асинхронного двигателя, приключенного к сети трехфазного тока с частотой / 50 гц, вращается со скоростью 1440 об / мин. [7]
В цепь ротора четырехполюсного асинхронного двигателя с фазным ротором подключен прибор магнитоэлектрической системы с нулем посередине шкалы. При питании статорной обмотки от сети частотой / j 50 Гц стрелка прибора за 30 с делает 60 полных колебаний. [8]
Особенно эти силы проявляются в крупных четырехполюсных асинхронных двигателях. [9]
Какое количество катушек имеет статорная обмотка четырехполюсного асинхронного двигателя. [10]
Какое количество катушек имеет статорная обмотка четырехполюсного асинхронного двигателя. [11]
Определить приведенное активное сопротивление обмотки ротора трехфазного четырехполюсного асинхронного двигателя, имеющего номинальную мощность 110 кВт, номинальную частоту вращения п - 1470 об / мин, номинальное фазное напряжение t / lH 220 В, частоту / 1 50 Гц, кратность максимального момента номинальному Мт / Мн - 2, активное сопротивление обмотки статора Я. [12]
Например, при скольжении 4 % скорость вращения ротора четырехполюсного асинхронного двигателя 1500 - 0 04 - - 1500 1400 об / мин. [13]
На рис. 6 6 представлена простейшая обмотка одной фазы статора четырехполюсного асинхронного двигателя, а иа рис. 6 0 изображена картина распределения магнитного поля, создаваемого в какой-то момент времени токами фазных обмоток статора этого двигателя. В каждый момент времени магнитное поле двигателя аналогично полю, создаваемому постоянным магнитом, изображенным на рис. 6 в пунктиром. Так как этот магнит имеет четыре полюса, то соответствующее магнитное поле называется четырехполюсным. Каждая половина статора состоит из трех фаз, создающих магнитное поле. [15]
Страницы: 1 2
www.ngpedia.ru
Цель предлагаемого изобретения заключается в улучшении равномерности вращения многополюсного двигателя с полностью симметричной электромагнитной системой, нечувствительной к эксцентриситету.
B предлагаемом двигателе эта цель достигается размещением на статоре и роторе четного числа зубцов, при этом два диаметрально располо>кеHíых зубца статора оказываются в одинаковых магFJHTIlblY условиях только в том случае, если равны амагничивающей силе этих зубцов.
Для обеспечения постоянства величины магнитного потока, сцепленного с двумя диаметрально расположенными катушками одной обмотки, при смещении ротора в расточке ста. тора, и. с. указанных катушек направлены в разные стороны по отношению к осн вращения ротора. Этим достигается как бы последовательное включение двух зазоров под суммарную и. с. двух катушек. В этом случае, как из5 вестно, магнитный поток не изменится, если один зазор увеличить, а другой насточько же уменьшить.
На чертеже изображена развертка конст. руктнвной схемы одного из вариантов предла10 гаемого двигателя.
Двигатель состоит из зубчатого шихтованного ротора 1 и зубчатого статора 2, в пазах которого уложены двухфазные (А — Х и  — Y) и вторичная (А — Х> и  — Y>) обмотки.
15 На статоре расположено четное число полюсных выступов, между которыми образованы пазы для размещения обмоток. Полюсные выступы ооъедннены в четыре группы (1, 11, 1П и IV). При этом для более полной симмет20 рпи и равномерности в расположении обмоток в группе нет двух выступов, обхватываемых катушками одних и тех же фаз, все группы в этом отношении абсолютно идентичны.
В соответствии с этим числом полюсных вы23 ступов в каждой группе равно произведению числа фаз первичной и вторичной цепей.
На каждом полюсном выступе в общем слу«ае может быть расположено а зубцов с ша30 гом, равным шагу зубцам ротора, 255400
Предмет изобретения
Составитель В, Ротайко
Редактор Э. Рубан Техред Л. В. Куклина Корректор Г. l1. Шильман
Заказ 423, 14 Тираж 480 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изооретений и открытий нри Совете Министров ССII>
Москва K-35, Раушская»ao., д, 4!5
Типография, пр. Сапунова, 2
На чертеже приведен частный случай, когда числа фаз первичной и вторичной обмоток равны (тп — — та=2) и а=1, поэтому в дальнейшем будет рассматриваться только приведенная конструкция.
Шаг по зубцам статора 3а смежных полюсных выступов в группе выбирается равным а похзубцам статара смежных lI полюсных
BblcT) ïoB разных групп, где tl — шаг по зубцам ротора; йа и йа — любые целые числ а.
Оомотки состоят нз последовательно включенных катушек, каждая из которых преимущественно обхватывает по два полюсных выступа. Каждая оомотка состоит из четного числа катушек, симметрично и равномерно расположенных на статоре. При этом две диаметрально расположенные на статоре катушки принадлежат одной фазе и включены таким образам, что создают потоки в зазоре противополо кных Ilo отношению к оси вращения ротора направлений, Двигатель работает следующим образом.
При включении первичных обмоток на двухфазную сеть по ним протекепот переменные токи, которые создают магнитные потоки QTдельных полюсных выступов, величины которых зависят ат значений токов II проводимостей воздушных зазоров под этими полюсахш.
Однако B результате того, чта сумма магнитных проводимостей полюсных выступов, абхватываемых катушками одной фазы, не зависит от угла поворота ротора, то вращающий момент развиваться не будет.
При включении вторичных обмоток на активные сопротивления и емкости или источник переменного тока появятся токи во вторичной цепи, возбудятся дополнительные магнитные
5 потоки, от взаимодействия которых с первичными потоками появится вращающий момент.
Смещение ротора в расточке статора прп последовательном включении зазоров под двумя диаметрально распаложенньвги полюсны10 ми выступами статора под суммарную н, с. этих полюсов не вызовет изменения потокосцепления обмоток, не изменится и производная этого потокосцепления по углу, а следовательно, переменной составляющей момента, 15 вызванной эксцентриситетом ротора, не возникает.
При включении вторичных обмоток двигателя на источник переменного тока, близкий по частоте к частоте переменного тока пер20 вичной обмотки, двигатель можно превратить в двигатель двойного питания, скорость вращения которого определяется разностью астот и числом зубцов ротора.
Многополюсный электродвигатель, содержащий а статоре четное число групп полюс30 пых выступов, количества которых в каждой группе равно произведению кисел фаз первичной и вторичной обмоток, атличаюи ийся тем, что, с целью повышения равномерности момента за абарат при несимметричном размещении
35 зубцов магнитной системы, каждые из двух диаметральна противоположных полюсных выступов статора расположены симметрично па отношению к зубцам ротора, абхвачены ка. тушками одних и тех же фаз и намагничены
40 в противоположных направлениях
www.findpatent.ru
Электрические машины переменного тока подразделяются на два основных вида: асинхронные и синхронные. Принцип действия этих машин основан на использовании вращающегося магнитного поля.
Двухполюсное магнитное поле. В двухполюсной машине переменного тока вращающееся поле создается при питании трехфазным током трех катушек (фаз) I, II, III, оси которых сдвинуты одна относительно другой в пространстве на 120° (рис. 245,а). Эти катушки расположены на неподвижной части машины — статоре; их соединяют «звездой» или «треугольником» и подключают к сети трехфазного переменного тока.
Рассмотрим более подробно, как образуется вращающееся магнитное поле в двухполюсной машине. Для этого изобразим картины магнитных полей (рис. 246), которые создаются в различные моменты времени всеми тремя катушками I, II и III при прохождении по ним переменных токов i1, i2 и i3. При этом условимся считать ток в любой катушке положительным, когда он направлен от начала к ее концу, и отрицательным, когда он направлен от конца к началу. Начала катушек обозначены на рис. 246 буквами А, В, С, а их концы — X, Y и Z; направления токов в сторонах катушки показаны точками и крестиками. Как видно из графика изменения токов в катушках (рис. 245,б), в момент времени, соответствующий ?t = 0, i1 = 0, i2 отрицателен, i3 положителен. Следовательно, по катушке I ток проходить не будет, в катушке II он будет направлен от конца Y к началу В, а в катушке III — от начала С к концу Z. Картина магнитного поля, образованного токами i2 и i3 (рис. 246, а), построена по правилу буравчика.
Если поместить внутри статора 1 с катушками постоянный магнит 2, то под действием магнитного поля, созданного катушками, он будет занимать горизонтальное положение. Направление результирующего поля внутри статора условно показано стрелкой.Через — периода (?t = 60°) ток i1 будет иметь некоторое положительное значение, ток i2 будет еще отрицательным, а ток i3 станет равным нулю. Следовательно, в катушке I ток будет направлен от начала А к концу X, в катушке II — от конца У к началу В, а в катушке III тока нет. Направление результирующего магнитного поля, созданного катушками, при этом изменится, и магнит 2повернется на угол 60° (рис. 246, б). Еще через 1/6 периода (?t=120°) ток i1 будет все еще иметь положительное направление (см. рис. 245,б), ток i2 станет равным нулю, а ток i3 — отрицательным. При этом в катушке I ток будет направлен от начала А к концу X, в катушке II тока не будет, а в катушке III он будет направлен от конца Z к началу С. Созданное катушками магнитное поле снова изменит свое направление и магнит 2 опять повернется на угол 60° (рис. 246,б).
Продолжая рассматривать процесс прохождения токов i1, i2, i3 по катушкам обмотки статора машины и определяя направление
Рис. 245. Схема пространственного расположения катушек на статоре двухполюсного асинхронного двигателя (а) и график изменения в них тока (б)
Рис. 246. Упрощенные картины магнитных полей, создаваемых токами i1, i2 и i3 в фазах обмотки статора двухполюсного двигателя в различные моменты времени
Рис. 247. Схема включения катушек обмотки статора четырехполюсного двигателя (а) и картина возникающего магнитного поля (б)
созданного им магнитного поля (рис. 246, г,д, е), можно легко доказать, что в течение одного периода изменения тока магнитный поток машины, а следовательно, и находящийся в ее поле магнит повернутся на один оборот. Таким образом, при питании трехфазным током трех катушек, сдвинутых одна относительно другой на угол 120°, возникает магнитное поле, вращающееся в пространстве с постоянной частотой вращения n1=60f1 (здесь f1 — частота изменения питающего напряжения), которую называют синхронной. Амплитуда результирующего потока, создаваемого всеми тремя катушками, в 1,5 раза больше максимального значения потока одной катушки. Полученное вращающееся поле имеет два полюса.
Магнитная индукция результирующего поля распределяется вдоль окружности статора и ротора по закону, близкому к синусоидальному. Это обеспечивается путем соответствующего выполнения обмотки статора: укладки проводников каждой фазы в нескольких рядом расположенных пазах, укорочения шага обмотки и скоса пазов.
Многополюсное магнитное поле. При размещении на статоре шести катушек А-Х; B-Y; C-Z; А’-Х’; В’-Y’ и C’-Z’, оси которых сдвинуты на угол 60°, и включении их, например, по схеме рис. 247, а возникает четырехполюcное вращающееся поле. Рис. 247, б иллюстрирует картину создаваемого катушками магнитного поля в момент времени ?t = 0 (см. рис. 245,б). Четырехполюсный постоянный магнит в рассматриваемый момент времени устанавливается, как показано на рис. 247,б. Частота вращения четырех-полюсного магнитного поля будет в 2 раза меньше, чем двухполюсного, так как за один период изменения тока оно поворачивается на угол, равный 180°. В общем случае, когда каждая фаза асинхронного двигателя состоит из р катушек, оси которых сдвинуты друг от друга по окружности статора на угол (360/р)°, а оси катушек разных фаз расположены под углами (120/р)°, возникает 2р-полюсное поле, частота вращения которого
n1=60f1/p (80)
При f = 50 Гц синхронная частота вращения n1 для трехфазных машин с различным числом полюсов 2р будет равна:
Вращающееся магнитное поле можно получить также с помощью двух обмоток, сдвинутых по окружности на 90°, если пропускать по ним токи, сдвинутые по фазе на четверть периода, т. е. на 90° (двухфазный ток). Такое вращающееся магнитное поле используют в двухфазных электродвигателях.
electrono.ru
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (iii 748673 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (5l ) М. Кл. (22) Заявлено 03.02.78 (21) 2580455/24-07
Н 02 К 1/06 с присоединением заявки №
Гасударстввиный комитет
СССР (23) П риоритет
ll0 делам изобретеиий и открытий
Опубликовано 15.07.80. Беллетеиь № 26
Дата опубликования описания 15 07.80 (53) УДК 621.313.. 32 (0 88. 8) В. К. Цаценкин, В. Е. Луценко, О. Л. Клюев. и В. К. Баранов (72) Авторы изобретения, (71) Заявитель (54) МНОГОПОЛЮСНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ
Изобретение относится к области электрических машин и может быть использовано в различных установках, в частности для опорно-поворотных устройств оптических и радиотелескопов, поворотных платформ и т, п.
Известно, что крупные электродвигатели для упрощения технологии и обеспечения возможности перевозки железнодорожным транспортом изготавливаются в виде
10 отдельных секций»сегментов. Сборка таких двигателей производится на месте их установки. Для облегчения монтажа якорные обмотки выполняются так, чтобы они создавали вдоль воздушного рабочего зазо15 ра сегмента целое число пространственных периодов магнитного поля, другими словами, чтобы они образовывали tn -фазную обмотку на каждом сегменте (1).
К сутцественным недостаткам таких двигателей следует отнести то, что по аналогии с двигателями с неразъемным магнитопроводом снабжаются корпусом, а особенности их изготовления и сборки исключают воэможность введения скоса пазов якоря. Последнее приводит к увеличению электрических потерь и ухудшению равномерности движения электродвигателя и за наличия эубцовых гармоник магнитного поля.
Наиболее близким по технической сущ-. ности и получаемому результату к изобретению является многополюсный электродвигатель, в котором разъемный якорь состоит иэ одинаковых круговых сегментов, установленных вдоль окружности: с немагнитными зазорами между ними и снабженных уложенными в пазах многофаэными обмотками 121.
Однако в указанном двигателе введение скоса пазов для ослабления зубцовых гармоник магнитного поля и, следовательно, уменьшение электрических потерь и повышение равномерности движения, черезмерно затруднено.
25 формула изобретения
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Кучера Я., Галл Й> Обмотка электрических вращательных машин, Издательство Чехословацкой Академии Наук, Прага, 1963, с. 360-366, 2. Авторское свидетельство СССР
N 42269, кл. Н 02 К 41/00, 1932, 3 74867
Белью изобретения является увеличение КПД электродвигателя и повышение равномерности вращения.
Пель достигается тем, что сегменты якоря разбивают на группы, зазоры между сегментами которых делаются равными
2И: + ь,, а зазоры между крайними сет ментами соседних групп составляют двойное полюсное деление или кратны ему за вычетом суммарного зазора межпу сегмен- 10 тами в группе 2n — (К вЂ” 1)ь где
C -полюсное деление; К - число сегментов h. P n — целые числа., к
На фиг. 1 дана развернутая схема распения сегментов устройства примени- 15 тельно к шестнадцатиполюсному двухфазному синхронному или вентильному электродвигателю с явно выраженными полюсами, на фиг. 2 — приведены идеализированные зависимости вращающих моментов отдельных сегментов и результирующего вращающего момента группы сегментов от угла поворота ротора. Электродвигатель содержит сегменты якоря 1, 2, 3, 4, 5, 6 с уложенными в пазах двухфазными обмотками 7 и 8 (на фиг. 1 фазные обмотки показаны только на одном сегменте).
Многополюсная система возбуждения установлена на роторе 9. Сегменты яко- 30 ря образуют две группы. В первую входят сегменты 1 2, 3; причем между сегментами 1 и 2 и между сегментами 2 и 3 .одной группы оставлен зазор Ь, равный
1/4 зубцового деления . Аналогично, 35 между сегментами 4 и 5, 5 и 6, входящими во вторую группу, зазор также равен А . Между крайними сегментамигрупп, а именно, между сегментами 1 и. 6, 3 и 4 немагнитный зазор составля- 40 ет величину 2Т-2 h.. тT . е. двойноеполюсное деление, уменьшенное на суммарный зазор между сегментами в группе. .Устройство работает слепуюшим об- 45 разом.
Предположим, что в исходном состоянии ротор 9 электродвигателя неподвижен, а в фазных обмотках протекает постоянный ток, не превышающий предельно допус-0 тимого по условиям нагрева значения. В результате взаимодействия магнитных по3 .4 лей сегментов якоря и системы возбуждения возникнут. статические синхрониэирующие моменты, идеализированные графики которых представлены на фиг. 2.
Здесь М (б), М {О ) - М (9) - составляющие статического синхронизируюше1
ro момента соответственно от сегментов 1-6, М {8 ) - суммарный статичес1 кий синхронизирующий момент. 8 — угол поворота ротора электродвигателя. Из граграфиков фиг. 2 видно, что суммарный синхрониэирующий момент имеет форму близкую к синусоиде, т. е. принятая расстановка сегментов якоря позволила уменьшить зубцовые составляющие момента.
Очевидно, что при питании фаэных обмоток переменным током в режиме синхронного или вентильного двигателя ротор будет вращаться более равномерно и уменьшатся электрические .. потери в двигателе.
Данный электродвигатель целесообразно использовать в безредукторных высокоточных системах электропривода.
Многополюсный электродвигатель, содержащий разъемный якорь, выПолненный иэ одинаковых сегментов с пазами, в которых уложены многофазные обмотки, причем сегменты установлены вдоль окружности с зазорами между ними, и явнополюсныйротор, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия и равномерности 1 вращения, сегменты якоря объединены в группы, в которых зазоры между сегментами равны 28т +.Л, а зазоры между кр айними сегментами соседних групп равны 2„, - (К - 1)ь где : -полюсное деление, К-число сегментов в группе1
Ь =" =/К; g, n - целые числа, 748673
Составитель В. Комаров
Редактор Т. Кузнецова Техред Ж. Кастелевич Корректор Г. Назарова
Заказ 4254/44 Тираж 783 Подписное
БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
-113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул, Проектная, 4
www.findpatent.ru
