ДВС РОТОРНЫЙ EMDRIVE РАСКОКСОВКА HONDAВИДЫ

Двигатели приводов подач станков. Низкооборотный двигатель


Электродвигатель с частотным регулированием | Dongling

Конструкция Низкооборотные двигатели серии DWT изготовлены с векторной технологией управления для изменения мощности переменного тока в трёхфазную синусоидальную мощность. Трёхфазный многополюсный двигатель состоит из интегрированной системы двигателей с высоким механическим и электрическим крутящим моментом.

Сфера применения Низкооборотные приводные устройства, низкотемпературное передающее оборудование, оборудование для очистки окружающей среды, механическое оборудование передачи, используемое при высокой влажности, оборудование с источником питания от аккумуляторной батареи и низким уровнем напряжения.

Технические характеристики Спецификация моторной базы: 70DWT, 90DWT, 120DWT Входное напряжение: 12 В, 24 В, 36 В, 48 В (постоянный ток) (может быть изменено по требованию клиента) Допустимое колебание напряжения: ±10% Синхронная скорость: 30, 60, 90, 120 об / мин (может быть изменена по требованию клиента) Крутящий момент: 1.0~20 Нм. Нагрев двигателя: <45℃ Класс изоляции: F Система работы: S1 Уровень шума: 40~60 ДБ Класс защиты: IP54, IP56 Класс защиты драйвера: IP20, IP55 Режим охлаждения: IC410 Защитная обработка корпуса: Распылительная окраска, электрофорез или окислительная обработка. Стандарт удлинения вала: Круглый вал со шпоночным пазом, ось отверстия, сквозной вал со шпоночным пазом. Адаптер драйвера: синхронный драйвер серии DT DC (см. подробное описание в информации)

Производительность 1. При стабильной работе на малой скорости и с высоким крутящим моментом, процесс непосредственной передачи с коробки передач не происходит. 2. Этот двигатель заменяет традиционную комбинацию электродвигателя переменного тока с щеточно-коллекторным узлом, редуктора и регулятора, а также комбинации двигателя постоянного тока без щеточно-коллекторного узла, регулятора и редуктора. 3. Бесступенчатое регулирование скорости доступно обеспечивает отличную перегрузочную способность, небольшой объем и высокую плотность мощности. 4. Запуск и остановка двигателя сопровождается прекрасными характеристиками торможения, что позволяет избежать износа механического тормоза и электромагнитного устройства. 5. При работе двигателя отсутствуют искры. Это означает, что двигатель можно безопасно использовать в огнеопасных средах. 6. Вы можете установить различные параметры, в зависимости от рабочей задачи. 7. Низкий уровень вибраций, отличная устойчивость, плавная работа и незначительная потребность в обслуживании.

 

 

Dongling - это сертифицированный синхронный двигатель  в Китае. Наша основная продукция включает Синхронный электродвигатель с обмоткой возбуждения,Синхронный двигатель с постоянными магнитами,Синхронный реактивный двигатель,Синхронный гистерезисный двигатель,Синхронный Шаговый электродвигательтрёхфазный электродвигатель переменного тока,высокопроизводительный двигатель переменного тока с постоянными магнитами.Мы будем рады связаться с вами и работать с вами.

www.etwinternational.ru

Трёхфазный низкооборотный асинхронный двигатель | Dongling

Трёхфазный низкооборотный асинхронный двигатель переменного тока

Асинхронные электродвигатели переменного тока не имеют обычных изнашиваемых частей и благодаря этому они обладают длительным сроком службы и требуют минимального обслуживания. Эти двигатели широко используются в промышленных системах контроля доступа. Наша компания, являясь профессиональным производителем двигателей, может спроектировать асинхронные электродвигатели переменного тока по индивидуальному заказу с учётом ваших потребностей.

Производительность 1. Эти двигатели часто заменяют традиционные микро- и малые трёхфазные асинхронные двигатели и традиционные комбинации микро- или малых трёхфазных асинхронных двигателей и коробок передач. 2. Двигатель обладает всеми преимуществами синхронного двигателя. 3. При стабильной работе на малой скорости, процесс непосредственной передачи с коробки передач не происходит. 4. Отличные характеристики крутящего момента и сильное сопротивление перегрузке приводят к высокой плотности мощности. 5. Низкий уровень вибраций, отличная устойчивость, плавная работа и незначительная потребность в обслуживании позволяют продлить срок службы двигателя. 6. При низком пусковом импульсном токе можно использовать преобразователь частоты для регулировки скорости. 7. Асинхронный электродвигатель переменного тока поддерживает нормальную работу даже при высоком давлении на опору. 8. Высокоэффективный экономичный двигатель превосходит по производительности традиционные асинхронные двигатели той же мощности на 8-20%.

Сфера применения Механическая коробка передач промышленного малогабаритного двигателя и низкотемпературные подъёмные приводы.

Спецификация моторной базы: DLY90, DLY120, DLY140, DLY170 Входное напряжение: 3 ф: 200 В, 220 В, 230 В, 240 В, 380 В, 415 В, 440 В, 480 В. Допустимое колебание напряжения: ±10% Частота: 50 Гц, 60 Гц Число полюсов: 4 6 8 10 12 Номинальная скорость (50 Гц): 310, 420, 500, 660, 880, 1320 об / мин (только для справки) Номинальная мощность: 60~1200 Вт Нагрев двигателя: <80℃ Класс изоляции: F Класс защиты: IP54 IP56 Режим охлаждения: IC410 Система работы: S1 S2 Режим подключения двигателя: DLY90 Y-метод; DLY120, DLY140, DLY170 Y/△-метод Уровень шума: 40~60 ДБ Защитная обработка корпуса: Распылительная окраска, электрофорез или окислительная обработка. Стандарт удлинения вала: Круглый вал со шпоночным пазом, ось отверстия, сквозной вал со шпоночным пазом.

 

 

В качестве производители двигателя в Китае,Dongling предлагает различные типы Электродвигателей с дисковым якорем : Низкооборотный дисковый двигатель постоянного тока,Низкооборотный синхронный дисковый двигатель переменного тока ,Низкооборотный высокоэффективный дисковый двигатель переменного тока,Бесколлектроный дисковый двигатель постоянного тока Низкооборотный трёхфазный асинхронный дисковый двигатель переменного тока и многие другие. Мы приглашаем вас связаться с нами для получения дополнительной информации.

dlacmotors.ru

Двигатели приводов подач станков | Металлообработка

 

Наряду с электрогидравлическими шаговыми приводами широко применяют в приводах подач три вида следящих электрических двигателей постоянного тока:

Важное положительное свойство привода - быстродействие - определяется отношением крутящего момента к моменту инерции, следовательно, быстродействие привода можно повысить или снижением его момента инерции пли увеличением максимального крутящего момента двигателя в динамических режимах.

Высоко и низкооборотные двигатели

Широко распространены двигатели первого вида, к ним относятся высокооборотные и низкооборотные двигатели серии П, МИ, ПЛ, ЭП, ПБСТ, ПСТ, 2П и др. Высокооборотные двигатели устанавливают с шестеренчатым редуктором, что позволяет значительно уменьшить нагрузочный момент на валу двигателя, а следовательно, и его габаритные размеры. Низкооборотные двигатели этого типа могут стыковаться непосредственно с ходовым винтом станка, обеспечивать большое быстродействие, однако при равной номинальной мощности имеют большие размеры и массу, чем высокооборотные.

Малоинерционные двигатели

Малоинерционные двигатели второго вида выполняют высокооборотными. В переходных режимах они развивают большие ускорения до 20 000 - 50 000 рад/с2, что приводит к большим динамическим нагрузкам в цепи от двигателя к ходовому винту. По этой причине недопустимы зазоры в зубчатых передачах и в подшипниках редукторов, особые требования предъявляются к жесткости всей цепи. В отечественных станках применяют малоинерционные двигатели с гладким якорем серии ПГТ и с дисковым печатным якорем.

Высокомоментные двигатели

Двигатели третьего вида - высокомоментные. Основным их отличием от обычных двигателей постоянного тока является замена электромагнитного возбуждения на возбуждение от постоянных магнитов. В результате такой замены существенно улучшились характеристики двигателя и привода. Высокое быстродействие обеспечивается способностью кратковременно развивать большой крутящий момент. В результате отсутствия обмотки возбуждения, а следовательно, и ее нагрева, появилась возможность увеличить ток якоря, что привело к росту крутящего момента при одинаковых с обычным двигателем габаритных размерах. Увеличению тока якоря способствует также выполнение обмотки якоря из материала с высокой теплостойкостью изоляции. В результате использования постоянных магнитов высота полюсов уменьшилась в 2-3 раза, и диаметр двигателя в 1,2-1,3 раза. Применение высококоэрцитивных магнитов, не размагничивающихся при любом токе якоря, дало возможность получить 10-20-кратный момент двигателя на малых частотах вращения, тем самым обеспечить высокое быстродействие привода, несмотря на достаточно большой момент инерции двигателя. Высокомоментные двигатели связывают непосредственно с ходовым винтом привода без использования редуктора.

Благодаря ряду перечисленных положительных сторон, а также комплектности привода, снабженного встроенными термической защитой,тормозами и вращающимися трансформаторами в качестве датчиков обратной связи, использование высокомоментных двигателей в приводах подач в настоящее время является наиболее перспективным.

В Болгарии освоено производство высокомоментных двигателей серии КЕ пяти типоразмеров с номинальным крутящим моментом от 2,1 до 100 Н×м и диапазоном регулирования скорости 1 : 10 000. Отличительной особенностью этих двигателей является то, что постоянные магниты встроены не в статор, а в ротор. На роторе в передней части установлены магниты, в задней части последовательно датчик скорости, электромагнитный тормоз, муфта и датчик положения.

Похожие материалы

www.metalcutting.ru

Выбирая новый двигатель. Статья для яхтсменов

    

                                              

                                                       Выбирая новый двигатель

Peter Cumberlidge рассматривает варианты

 

Вот и пришло это время. Старый двигатель нашей Stormalong, прослуживший нам много лет и выручавший в стольких сложных ситуациях, начал становиться все более непредсказуемым. Я имею в виду не только появившуюся некоторую грусть в его работе, но и несомненную летаргию по утрам – иногда было непросто заставить его работать на рассвете после холодной ночи на море. К тому же, имело место  несколько недавних инцидентов, которые, возможно и простительны для двигателя пенсионного возраста, но совершенно не подходят для людей, страдающих впечатлительностью и повышенным кровяным давлением. Например, полный отказ работать как раз на курсе парома на Дортмуд; отказ пуска даже в теплую погоду, когда с ослаблением ветра прилив начал сносить нас на риф, а также непонятная потеря мощности без всякой причины, как раз в тот момент, когда я включил реверс при входе в док, на попутном ветре, который разогнал нас до добрых трех узлов под голым рангоутом.

Наш старый Ford WaterMota был четырехцилиндровым бензиновым двигателем двадцатипятилетнего возраста - надежная морская версия, базирующаяся на Angila 105E блоке. Я никогда толком не знал его реальной мощности, но один из инженеров WaterMota говорил мне о 12 лошадиных силах, что всегда слегка сбивало с толку. Для автомобильных двигателей на основе Angila 105E инструкция обещает 29 л.с., но я уверен, что мы никогда не использовали такую мощность, и мои ощущения всегда были таковы, что 15 л.с. это был его предел.

 

 Stormalong – 28-футовая тяжелая яхта традиционных обводов, и обычно мы шли под двигателем на скорости 4-4,5 узла в экономичном круизном режиме и могли разогнаться до 6 узлов на полном дросселе, но делали это очень редко. Чувствовалось, что имеется хороший упор на винте, и не было никаких проблем с маневрированием – лодка всегда отзывалась на короткие «толчки» двигателем вперед и на задний ход, и не было никаких  воронок и подсоса воздуха к винту на заднем ходу. Я хотел оставить это ощущение послушной мощности на руке, которое так важно, когда вы пробуете развернуть длиннокилевую лодку в тесной марине, а соседи по стоянке с беспокойством  наблюдают за вашим шестифутовым бушпритом.

Это должен быть дизельНовым двигателем должен быть дизель, по причине более высокой безопасности, экономичности, удобства и большего ресурса, хотя я стойко  защищал наш бензиновый WaterMota во многих дебатах на эту тему. Ведь он действительно работал негромко, с едва ощутимой вибрацией, конечно, во многом благодаря деревянному, крепкому корпусу. Запуск его, не считая последних двух лет, всегда был надежным и немедленным. Обслуживание знакомым и несложным, и мне было легко обращаться со свечами и карбюратором. Дизели, несмотря на то, что они проще по конструкции, чем бензиновые двигатели, казались почему-то более загадочными, не такими домашними.Так какой же тип дизеля должны были мы искать? В идеале, он должен был быть установлен в то же пространство моторного отделения, где стоял старый двигатель, подходить к имеющейся системе управления, валопроводу, работать также плавно и тихо, как старый, но быть чуть мощнее, чтобы мы могли комфортабельно ходить на скоростях, близких к максимальным для данного корпуса, и иметь цену в пределах разумного. Немного высокая планка требований, но нужно было начинать с нее.Первый взгляд на предложение скорее наводит на мысль о высокооборотных, компактных дизелях, хотя я всегда был впечатлен работой традиционных морских малооборотных дизелей, таких как Bukh, с декомпрессионным клапаном и соответствующим тяжелым маховиком, звук работы которых был именно таким, каким и должен быть у морского дизеля и имеющими заметно малую вибрацию. Я пользовался 20-сильными двухцилиндровыми низкооборотными Bukh на разных лодках, и нашел их неутомимыми «рабочими лошадками», но… сейчас их уже не производят. Вначале, мои намерения склонялись к четырехцилиндровому дизелю, и на последнем бот-шоу я серьезно приглядывался к WaterMota Sea Panter, который, казалось, мог поместиться на место старого двигателя и состыковаться с имеющимся гребным валом без особых проблем, но все же я решил забросить сеть пошире, и изучить весь спектр предложений, которые отражают самые последние достижения в малом морском дизелестроении.

 

Сколько лошадиных сил?Это логичная и определяющая  стартовая точка, когда выбираете новый двигатель из всего разнообразия, даже если вы думаете, что уже знаете, какой мощности мотор вам нужен. Очень легко быть вовлеченным в широкую и бесконечную дискуссию на эту тему, но все сводится к одному – вам нужен двигатель с мощностью, которая обеспечит выполнение той работы, которая от него требуется.Мощность и обороты двигателя.Важный момент в оценке мощности (как она указана в спецификации производителя), есть понимание того, что она зависит от скорости вращения коленвала, или как мы говороим – оборотов, которые обычно измеряются в количестве оборотов в минуту (об/мин). Поэтому, когда брошюра говорит о 20-сильном двигателе, это означает, что данный двигатель может развить мощность 20 л.с. на своих максимальных оборотах, которые у малых морских дизелей могут быть где-то в районе 3000-3600 об/мин. Эта максимальная выходная мощность на валу двигателя, без учета потерь в трансмиссии, но иногда может быть указана мощность на выходе из реверс-редуктора, если он в комплекте.Инструкция часто содержит простейший график зависимости мощности от числа оборотов двигателя. Этот график важен при выборе двигателя. Поскольку позволяет вам оценить, какую мощность вы получите, когда используете двигатель на предпочитаемых оборотах в круизном режиме, которые будут, конечно, ниже максимальных. Но прежде всего вам необходимо определиться, какая же мощность двигателя нужна для вашей лодки, беря за основу требуемую круизную скорость.

Оценка потребной мощности двигателя для данной скорости лодкиВодоизмещающие корпуса имеют природный предел скорости, зависящий от длины их ватерлинии. Если V – максимальная скорость лодки в узлах, и Lwl– длина ее по ватерлинии в футах, то тогда

Поскольку длина ватерлинии у Stormalong составляет 26.6 футов, максимальная  скорость ее корпуса будет:

Попытка разогнать водоизмещающий корпус выше этой теоретически предельной скорости, когда лодка уже сидит между двумя, созданными ею, большими носовой и кормовой волнами, потребует чрезвычайно большой мощности, но  лодка при этом будет пытаться взобраться на свою же носовую волну, а корма будет проваливаться в ложбину между ними – лодка  получает большой дифферент на корму, а скорость не увеличивается.Поэтому, с практической точки зрения, вам желательно ходить на предельной скорости лишь эпизодически, в случае крайней надобности. Для нашей Stormalong это означает, что я хотел бы иметь возможность разогнать лодку до 6.5-7 узлов при необходимости, а в остальное время мог бы спокойно крейсировать на 5,5-6 узлах. Проблемой стало определение мощности двигателя для достижения именно этих показателей, с учетом небольшого надежного запаса мощности.В идеале, самый точный метод определения необходимой мощности состоит в том, чтобы определить сопротивление воды и воздуха при движении конкретной лодки на предельной скорости, а затем выбрать двигатель в комбинации с винтом, которые обеспечивают тягу равную величине этого сопротивления. Но такие замеры или расчеты весьма сложное и дорогое дело. Обычно, для яхт и малых коммерческих судов применяют графики, таблицы или формулы, проверенные годами на практике, которые отражают зависимости водоизмещения, скорости и необходимой мощности. Одна из таких формул для водоизмещающих корпусов гласит:

где Lwl – длина по ватерлинии, как  и раньше, D – водоизмещение лодки в фунтах, и P – мощность двигателя на гребном валу в л.с. (т.е. мощность, действительно передающаяся к винту), необходимая для достижения максимальной скорости V.В этой формуле водоизмещение D часто является “скользким» местом. Не всегда владельцы лодок точно знают эту цифру, а вычисление ее не каждому по силам. Ищите информацию в спецификации лодки, или обратитесь к ее изготовителю, чтобы прояснить этот вопрос. Не забудьте добавить к базовому водоизмещению вес двигателя, ожидаемый вес экипажа, снабжения и запасов, а также 2/3 веса топлива и воды в танках. Когда я сел и тщательно все просчитал, то получил цифру в 6 тонн водоизмещения для Stormalong.Предположив максимальную скорость лодки в 6.5 узлов, преобразовав водоизмещение в фунты и введя все данные в формулу, требуемая мощность на гребном валу получилась:

следовательно, Р = 0,001651*13440 = 22,2 л.с.

Таким образом, формула указывает, что новый двигатель для Stormlong должен передать мощность 22.2 л.с. на гребной вал, чтобы обеспечить ее 6-тонному корпусу скорость в 6.5 узлов в штилевых условиях. Обычно принято считать потери в 3% мощности в реверс-редукторе и столько же в подшипниках вала. В таком случае мощность двигателя на коленвале должна составлять:Р*94%=22.2тогда Р = 23,6 л.с.

Мощность в запасеТеперь встает вопрос: сколько мощности должны вы иметь в запасе на случай тяжелой погоды, неожиданных маневров, действий во избежание аварийных ситуаций, или когда вы спешите? Это может быть трудный компромисс, поскольку большинство яхтсменов-круизеров наших дней избегают иметь лодки с недостаточно мощными моторами. Но и иметь чрезмерную мощность также неразумно. Наряду с неоправданно высокими затратами на покупку дорогого двигателя, имеются другие отрицательные моменты, такие как дорогое обслуживание и запчасти, большее потребление топлива, лишний вес, потеря полезного пространства в лодке и т.д. К тому же следует иметь в виду, что дизельный двигатель не должен работать недогруженным, на малой мощности, а как раз наоборот - эксплуатация в режиме близком к полной мощности полезна для него.Большинство своих моточасов дизель вашей яхты на круизной скорости должен работать на 75% оборотов от максимальных. Поэтому, если вы установите слишком мощный для вашей лодки дизель, то он будет использовать малую часть своей мощности, окажется недогруженным, и вынужден работать в невыгодном режиме. Это уменьшает его ресурс, приводит к износу стенок цилиндров, падению компрессии, повышенному потреблению масла и дымному выхлопу. Как правило принято, что мощность дизеля на лодке не должна быть более чем на 10% выше  требуемой для движения корпуса судна с максимальной скоростью. Применяя это правило к будущему дизелю Stormalong, все выглядело так, что нам необходим дизель мощностью 26л.с.

Проблемы выбора В наши дни рынок предлагает широкий выбор малых морских дизелей, и большинство  производителей выпускают двигатели различного размера и мощности. Все они кажутся весьма дорогими, особенно когда вы суммируете все расходы, включая НДС, но когда вы знаете, что покупать, можете самостоятельно установить дизель на лодке и умеете обслуживать его, то можете рассчитывать на надежную работу дизеля в течение долгого времени. Таблица ниже дает сравнение базовых характеристик  (включая цену) для ряда двигателей мощностью от 24 до 33 л.с, которые я серьезно рассматривал на предмет покупки.

Модель

Размеры(мм)

ОбьемМашинн. Отсека(м3)

Вес(кг)

Мощн(л.с)

Обороты(об/мин)

К-воЦилинд.

РабочийОбъем(куб.см)

Тип охлажд.1-днок.2-двухк.

Цена1991г (£)БезНДС

Длина

Шир

Высота

Bukh DV24ME

786

470

640

0.236

210

24

3600

2

964

1

3669

Lister LPWS 3

844

479

531

0.215

180

30

3000

3

1395

2

3690

Nanni 3.30

766

487

585

0.218

130

30

3600

3

1001

2

3375

Perkins Perama M30

672

443

546

0.163

133

29

3600

3

954

2

2661

Sole Mini 26

723

480

503

0.175

112

25

3600

3

952

2

2969

Sole Mini 34

823

520

580

0.248

177

31

3600

4

1305

2

3390

Vetus M4.14

843

510

575

0.247

185

33

3600

4

1415

2

3720

VolvoPenta 2003R

794

439

617

0.215

159

28

3200

3

1280

1,2(опц)

3818

WaterMota SeaPanther

896

512

634

0.291

185

30

2500

4

1753

2

3816

Westerbeke 30B

732

438

502

0.161

124

27

3600

3

950

2

3432

Yanmar 3GM30F

740

455

567

0.191

138

27

3600

3

954

1,2(опц)

3295

Это список не исчерпывает всей гаммы предложений, но ясно отражает ситуацию на рынке. Внимательно изучив спецификации всех двигателей, я стал детализировать мои критерии отбора, чтобы сделать продуманный выбор.

 

Размер и весМне очень бы хотелось использовать более или менее то же пространство моторного отсека под бридждеком и избежать слишком больших изменений конструкции лодки. Если новый двигатель будет меньше старого, то я получил бы дополнительное пространство вокруг двигателя, что сделало бы обслуживание его более удобным, а также позволило бы улучшить шумоизоляцию отсека. К тому же, мы имели весьма незначительный лимит в физических размерах двигателя, чтобы бы протащить его через сходный люк салона, который был всего 630 мм шириной. Я хотел также минимизировать вес нового дизеля, насколько это было возможно. Хотя тяжелый корпус Stormalong, казалось, мог бы адсорбировать лишний вес без большого ущерба, но каждый яхтсмен знает, как каждый год мы скорее только добавляем разных вещей на яхту, чем выносим их с нее. Несмотря на то, что мы меняли бензиновый двигатель на дизель, я надеялся остаться с тем же весом, а возможно, даже уменьшить его.

Низкооборотный или высокооборотный?Сколько цилиндров?Предложение рынка любимых мною низкооборотистых дизелей, подходящих для моей лодки, было очень скудным,  но я не особо огорчался, поскольку нахожу, что относительно быстроходные дизели на мягких подушках, лучше подходят для деревянных лодок в возрасте.Я начал присматриваться к трехцилиндровым моторам, как имеющим лучший баланс между компактностью и плавностью работы. Двухцилиндровые все еще подвержены значительным вибрациям на малых оборотах, хотя и могут быть неплохо сбалансированы, в то время как большинство четырехцилиндровых двигателей, что я смотрел, были слишком мощными для нас. WaterMota Sea Panther был наиболее привлекательным кандидатом, выдавая 30 л.с. на 2500об/мин практически без вибрации, но являлся одним из самых больших и тяжелых.

Совместимость с валопроводом и винтомЯ планировал, что новый двигатель должен присоединяться к  имеющемуся гребному валу. В этом случае он должен иметь неглубокий картер с маслоотстойником низкого профиля (т.е. не слишком выступающий вниз) по той причине, что наш старый WaterMota был соединен с низко расположенным редуктором, выходной вал которого соединялся с гребным валом, а сам двигатель мог быть установлен довольно высоко. Современные двигатели обычно имеют интегрированный реверс-редуктор, поэтому весь комплекс должен быть установлен гораздо ниже на фундаменте, чтобы совместиться с гребным валом.Сохранение старой схемы валопровода означало использование гребного вала того же диаметра. Старый вал имел диаметр 30мм. и был изготовлен из бронзы, поэтому мы должны были удостовериться, что новый гребной вал из нержавеющей стали диаметром 30мм мог безопасно передать крутящий момент от нового двигателя на гребной винт.Все специалисты говорили мне, что такой гребной вал более чем адекватен для мощности 30л.с., которые я имел в виду. Один или двое вообще посоветовали использовать старый бронзовый, но это казалось мне сомнительным, и в любом случае, могло быть применимо лишь в том случае, если длина вала после установки нового дизеля была бы такой же или короче, чем старого. График, показанный ниже, обычно используют для подбора диаметра гребного вала при данной мощности и оборотах винта. Степень редукции в реверс-редукторе (передаточное число) очевидно важна, поскольку, чем больше редукция, тем больший крутящий момент передается на вал, и тем прочнее он должен быть.На левой, вертикальной шкале графика откладывается мощность на 100 оборотов винта, выраженная отношением максимальной мощности на валу к 1/100 числа оборотов винта. Так как мы хотели двигатель мощностью 26-29л.с, то с учетом потерь в редукторе, я округлил цифру до 28л.с  максимальной мощности на валу. С вероятной редукцией 2:1 и максимальными оборотами двигателя 3600 об/мин, максимальная скорость вращения гребного винта должна быть 1800 об/мин. Следовательно, мощность на 100 оборотов винта будет составлять: 28÷18 = 1.56. Введя 1.56 на левую шкалу и следуя через линию Ллойдовского стандарта на графике мы получаем на нижней шкале необходимый диаметр вала, который в данном случае должен быть 30мм. Затем, применяя коэффициент  0.95 для нержавеющей стали, получаем окончательное значение диаметра гребного вала 30*0.95 = 28.5мм. Выходило так, что наш старый бронзовый вал действительно мог  бы подойти.

Почти наверняка мы нуждались в новом гребном винте. Помимо важного момента совместимости характеристик винта с новым двигателем, главным было то, что старый винт был левого вращения, а большинство современных  дизелей требуют винта правого вращения.

Доступность и стоимость запчастей С точки зрения распространения дилерской и сервисной сети и доступа к запчастям вы реально должны быть заинтересованы в крупных именах – Perkins и VolvoPenta, особенно хорошо покрывающей европейские яхтенные центры. Lister имеет 76 дистрибютеров в Великобритании, а Yanmar – 69. Касательно цен, нужно иметь в виду, что рынок запчастей для морских дизелей относительно мал в сравнении с автомобильным, и значительно менее оборачиваемый, что приводит к высокой их цене.

Простота обслуживанияМедленно, но уверенно производители осознают, что малые морские двигатели обычно установлены в весьма тесных моторных отсеках яхт, с ограниченным пространством и доступом для их осмотра и регулярного обслуживания. Можно наблюдать тенденцию располагать, по меньшей мере, щуп уровня масла, масляный фильтр, и заливную горловину бачка охлаждающей жидкости в передней части двигателя для более легкого доступа, хотя эксцентричные варианты все еще могут встретиться.Держа в уме размеры машинного отделения Stormalong, я экзаменовал разные двигатели из нашего списка и смотрел, где указанные выше компоненты были размещены. Я также обращал внимание на расположение масляного фильтра, топливных фильтров, и удобство механизма натяжения ремня генератора, а также наличие кнопки холодного пуска, если она предусмотрена. Последняя обычно используется в дизелях с прямым впрыском топлива, и часто делается вынесенной на пульт управления. Дизели с непрямым впрыском топлива в камеру сгорания оснащаются свечой подогрева для холодного старта, которая активируется поворотом стартового ключа на панели управления.Чтобы прояснить термины «прямой» и «непрямой» впрыск, нужно понимать, что у дизелей с прямым впрыском топливо из форсунки распыляется непосредственно в верхнюю часть цилиндра над поршнем. Дизели с непрямым впрыском имеют дополнительную камеру (форкамера) рядом с цилиндром, куда и поступает распыленное топливо из форсунки. Эта камера имеет общее пространство с цилиндром и давление в ней возрастает также как и цилиндре, когда поршень приходит в верхнюю мертвую точку. В тот момент и происходит впрыск топлива и воспламенение горючей смеси в форкамере. Расширяющиеся при сгорании газы поступают в цилиндр, толкают поршень вниз и производят рабочий цикл двигателя. Поскольку в случае непрямого впрыска распространение газов более контролируемо, такие двигатели имеют меньшую вибрацию и менее шумные в работе, чем дизели с прямым впрыском. Однако прямая инжекция более экономична и обычно обеспечивает лучший старт при низких температурах.Также я обращал внимание  на расположение заливных горловин и сливных пробок масла из картера двигателя и реверс-редуктора, чтобы можно было без проблем заменить масло, подставив под них контейнер или пластиковый мешок.

Плюсы и минусыПройдя таким образом через весь список двигателей-претендентов, я проанализировал все их достоинства и недостатки, имея в виду насколько они подходят в роли нового двигателя на Stormalong. Следует иметь в виду, что выбор также во многом зависел от конкретных условий нашей лодки с ее собственными требованиями и индивидуальными особенностями. Некоторые оценки, безусловно, отражают мое субъективное мнение, и я не претендую на истину в последней инстанции, поскольку каждый владелец лодки имеет свои собственные пристрастия и приоритеты.

Perkins Perama M30С системой непрямого впрыска Perkins Perama наиболее конкурирующий с VolvoPenta двигатель, с ценой на четверть меньше последнего. Хороший рынок запчастей. Этот дизель один из наиболее компактных, с неглубоким картером. Хороший доступ к масляному щупу, заливным горловинам воды и масла, а также с легким доступом (как для нашего моторного отсека) к масляному фильтру. Я был под большим впечатлением от тихой, без вибрации, работы этого мотора на любых оборотах. Perkins имеет солидную репутацию, широкую дистрибютерскую сеть во всем мире и реалистичные цены на запчасти

Vetus M4.14Мне нравится большинство оборудования Vetus, и их 33-сильный дизель на основе двигателя Mitsubishi выглядит надежным и хорошо сконструированным. Он также имеет хорошую панель инструментов, на которой расположен счетчик моточасов и вольтметр. Но М4.14 был скорее слишком мощным для Stormalong, и одним из самых тяжелых в списке. Ближайший менее мощный двигатель в линейке Vetus имел три цилиндра и мощность 20,6 л.с.

 

 

Sole Mini 26Трехцилиндровый двигатель Mitsubishi с непрямым впрыском. Мощность (25 л.с. при 3600 об/мин) была близка к необходимой для нас. На пару дюймов длиннее, чем  Perkins Perama, но немного ниже. Имея вес 112кг, этот дизель был самым легким в списке. Неглубокий, как и у Perkins, картер.

 

 

Sole Mini 34Четырехцилиндровый дизель непрямого впрыска, базирующийся на блоке Mitsubishi. На 15 см. длиннее чем  Perkins. Имея 31 л.с. мощности, он был для нас великоват. Реверс-редуктор Ronim Mk5 с передаточным числом 2,25:1, в то время как я предпочел бы знакомый мне редуктор Hurth с широким выбором доступных запасных частей.

 

Yanmar 3GM30FДизель непрямого впрыска с тремя цилиндрами и подходящей нам мощности – 27л.с при 3600 об/мин. Имея неглубокий картер, тем не менее не выглядит компактным. Масляный щуп расположен неудобно – слишком далеко назад и низко. Двигатели Yanmar безусловно популярны, но те из них, что мне приходилось использовать в прошлом, имели заметную вибрацию на низких оборотах. Я также нахожу расположение оборудования на двигателе несколько хаотичным. Цена его лежит посредине между самым дорогим и самым дешевым мотором из списка.

Lister LPWS3Надежная «рабочая лошадка» выдающейся породы, но очень тяжел для своих 30 л.с. – такой же длины и веса как Vetus 4.14. Все же я искал кое-что полегче, и более компактное.

 

 

 

 

 

Nanni 3.110 HEЭтот двигатель собирают во Франции на базе японского блока Kubota и он поставляется в Англию дистрибурской кампанией Darglow Marine Ltd. Трехцилиндровый дизель с непрямым впрыском, дающий 27 л.с. на 300 об/мин. Имея вес 130 кг, Nanni занимает второе место в списке самых легких моторов, но имеет довольно глубокий картер

WaterMotaSea PantherНаш предыдущий WaterMota нес долгую и надежную службу вплоть до двух последних сезонов, когда его возраст сказался. Кампания WaterMota Ltd всегда была отзывчивой к проблемам своих клиентов, в тех редких случаях, когда требовался совет или запчасти, поэтому я внимательно приглядывался к их новому Sea Parnther. Однако, это один из самых тяжелых дизелей в этой категории, с высокой ценой, уcтупающей только VolvoPenta.

 

Westerbeke 30BМне понравился внешний вид этого трехцилиндрового американского дизеля с непрямой инжекцией, поставляемого в Британию кампанией WaterMota Ltd. Он имел очень неглубокий картер и занимал меньший объем пространства, чем все его конкуренты. Но, будучи уже и ниже, чем Perkins, этот двигатель был на 30% дороже. Я также имел сомнения в доступности запчастей, поскольку WaterMota Ltd была единственным дистрибютером этих моторов.

 

VolvoPenta 2003RЭто самый дорогой двигатель в списке, хотя трудно отрицать, что моторы VolvoPenta  являются наиболее продвинутыми среди морских дизелей. Часто кампания попадает под критику из-за дороговизны запчастей, но они великолепно поддерживают сеть сервисных центров, где всегда имеется в наличии широкий выбор запчастей и аксессуаров. Мощность дизеля прямого впрыска (28л.с. на 3200 об/мин) была бы как раз впору для Stormalong, но стоимость мотора с двухконтурной системой охлаждения  была на 1157 фунтов больше, чем у Perkins. Он также длиннее, чем Perama на 5 дюймов, и выше на 3.

Bukh DV24MEНа первый взгляд этот двигатель кажется дорогим, но Bukh – это фирма, специализирующаяся на выпуске моторов для судовых спасательных ботов, спасательных капсул нефтедобывающих морских платформ, и попутно, моторов для яхт. Это довольно грубые, но чрезвычайно надежные моторы, имеющие систему ручного запуска, установленную на тяжелом маховике, и декомпрессионный клапан. Это единственный в списке дизель, имеющий ручной пуск. Его мощность 24 л.с., и мы, возможно, согласились бы с этим, хотя мне хотелось иметь запас мощности на всякий случай. Bukh один из первых производителей использовал систему балансиров для уменьшения вибрации, поэтому их дизель DV24 прямого впрыска  работает очень спокойно, несмотря на то, что имеет лишь два цилиндра. Но он несколько великоват, имеет относительно глубокий картер, и мощность на нижнем пределе моих требований.

Окончательное решениеНаш окончательный выбор нового двигателя для Stormalong  пал на Perkins Perama M30, с максимальной мощностью 29л.с. на 3600 об/мин. Просчитав необходимую мощность разными методами, я определился на значении 26 л.с., но  в глубине души мне всегда хотелось иметь еще запас мощности на тот случай, когда вы вдруг сядете на мель, или будете бороться против встречного ветра и прилива в ночном море. И теперь, имея этот мягко работающий на любых оборотах дизель от фирмы со всемирно известной репутацией, я счастлив, что имею этот запас. Учитывая цену и все другие его характеристики, это был лучший выбор из списка двигателей, которые мы рассматривали.

 

 

From PBO by Peter CumberlidgeПеревод С.Свистула.

Опубликовано в журнале Фарватер

www.amariner.net

Электродвигатель с частотным регулированием | Dongling

Низкооборотный электродвигатель постоянного тока с постоянными магнитами с частотным регулированием

Конструкция Низкооборотные двигатели серии DWT изготовлены с векторной технологией управления для изменения мощности переменного тока в трёхфазную синусоидальную мощность. Трёхфазный многополюсный двигатель состоит из интегрированной системы двигателей с высоким механическим и электрическим крутящим моментом.

Сфера применения Низкооборотные приводные устройства, низкотемпературное передающее оборудование, оборудование для очистки окружающей среды, механическое оборудование передачи, используемое при высокой влажности, оборудование с источником питания от аккумуляторной батареи и низким уровнем напряжения.

Технические характеристики Спецификация моторной базы: 70DWT, 90DWT, 120DWT Входное напряжение: 12 В, 24 В, 36 В, 48 В (постоянный ток) (может быть изменено по требованию клиента) Допустимое колебание напряжения: ±10% Синхронная скорость: 30, 60, 90, 120 об / мин (может быть изменена по требованию клиента) Крутящий момент: 1.0~20 Нм. Нагрев двигателя: <45℃ Класс изоляции: F Система работы: S1 Уровень шума: 40~60 ДБ Класс защиты: IP54, IP56 Класс защиты драйвера: IP20, IP55 Режим охлаждения: IC410 Защитная обработка корпуса: Распылительная окраска, электрофорез или окислительная обработка. Стандарт удлинения вала: Круглый вал со шпоночным пазом, ось отверстия, сквозной вал со шпоночным пазом. Адаптер драйвера: синхронный драйвер серии DT DC (см. подробное описание в информации)

Производительность 1. При стабильной работе на малой скорости и с высоким крутящим моментом, процесс непосредственной передачи с коробки передач не происходит. 2. Этот двигатель заменяет традиционную комбинацию электродвигателя переменного тока с щеточно-коллекторным узлом, редуктора и регулятора, а также комбинации двигателя постоянного тока без щеточно-коллекторного узла, регулятора и редуктора. 3. Бесступенчатое регулирование скорости доступно обеспечивает отличную перегрузочную способность, небольшой объем и высокую плотность мощности. 4. Запуск и остановка двигателя сопровождается прекрасными характеристиками торможения, что позволяет избежать износа механического тормоза и электромагнитного устройства. 5. При работе двигателя отсутствуют искры. Это означает, что двигатель можно безопасно использовать в огнеопасных средах. 6. Вы можете установить различные параметры, в зависимости от рабочей задачи. 7. Низкий уровень вибраций, отличная устойчивость, плавная работа и незначительная потребность в обслуживании.

 

 

Dongling - это сертифицированный синхронный двигатель  в Китае. Наша основная продукция включает Синхронный электродвигатель с обмоткой возбуждения,Синхронный двигатель с постоянными магнитами,Синхронный реактивный двигатель,Синхронный гистерезисный двигатель,Синхронный Шаговый электродвигательтрёхфазный электродвигатель переменного тока,высокопроизводительный двигатель переменного тока с постоянными магнитами.Мы будем рады связаться с вами и работать с вами.

dlacmotors.ru

низкооборотный асинхронный электродвигатель - патент РФ 2283527

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам и электроприводу. Низкооборотный асинхронный электродвигатель содержит статор с многофазной обмоткой и ротор с короткозамкнутой обмоткой. Фазы размещены между кольцевыми магнитопроводами, сопряженными с пакетами осевых магнитопроводов. Число зубцов z кольцевых магнитопроводов равно числу пар полюсов магнитного поля. Кольцевые магнитопроводы фазы двигателя смещены на угол низкооборотный асинхронный электродвигатель, патент № 2283527 , а кольцевые магнитопроводы разных фаз смещены на 2низкооборотный асинхронный электродвигатель, патент № 2283527 . При этом во внутренней полости магнитопровода ротора расположены пакеты осевых магнитопроводов. Наружные конические поверхности кольцевых магнитопроводов статора сопряжены с коническими боковыми поверхностями цилиндрических магнитопроводов. Кольцевые обмотки каждой фазы предлагаемого электродвигателя разделены на секции. Технический результат - создание низкооборотного асинхронного двигателя с большим числом пар полюсов магнитного поля и низкой частотой вращения ротора. 2 з.п. ф-лы, 5 ил. низкооборотный асинхронный электродвигатель, патент № 2283527

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам и электроприводу.

Аналогом является, например, асинхронный электродвигатель (Проектирование электрических машин. /Под ред. Копылова И.П., книга 1, М., "Энергоатомиздат", 1993, с.244, рис.8.4), имеющий статор, состоящий из шихтованного магнитопровода с обмоткой, и ротор с короткозамкнутой обмоткой.

Наиболее близок к предлагаемому низкооборотному асинхронному электродвигателю асинхронный электродвигатель (Брускин Д.Э., Зорохович А.Е., Хвостов В.С. Электрические машины. Ч.1, М., "Высшая школа", 1987, с.214, рис.4.3), имеющий шихтованный магнитопровод статора с пазами, проходящими в осевом направлении, в которые укладываются проводники обмотки статора, и ротор, содержащий шихтованный сердечник и короткозамкнутую обмотку. Такое исполнение асинхронного электродвигателя является традиционным. При подаче на обмотку статора многофазного (обычно трехфазного) переменного напряжения статор создает вращающееся магнитное поле. При вращении магнитного поля относительно ротора в обмотке ротора индуцируется электродвижущая сила, которая создает в замкнутой обмотке ротора ток. Ток обмотки ротора взаимодействует с магнитным полем статора, в результате чего возникает электромагнитный момент, вращающий ротор.

Для многих электроприводов необходимы низкооборотные асинхронные электродвигатели, применение которых позволяет исключить механический редуктор. Для уменьшения частоты вращения магнитного поля и ротора асинхронного двигателя увеличивают число пар полюсов магнитного поля, созданного обмоткой статора. При увеличении числа пар полюсов асинхронного двигателя традиционного исполнения необходимо увеличивать число продольных пазов в шихтованном магнитопроводе статора, в которых укладывается статорная обмотка. С увеличением числа пар полюсов и пазов увеличивается трудоемкость и стоимость изготовления машины (Проектирование электрических машин. /Под ред. Копылова И.П., книга 1, М., "Энергоатомиздат", 1993, с.282). Кроме того, поскольку минимальная ширина зубца магнитопровода статора по технологическим соображениям ограничена, то для каждого диаметра расточки статора максимальное число пазов, а значит и число пар полюсов, также ограничено.

Предлагаемое изобретение позволит создать низкооборотный асинхронный электродвигатель с большим числом пар полюсов магнитного поля и низкой частотой вращения ротора, трудоемкость и стоимость изготовления которого значительно ниже, чем прототипа.

Это достигается тем, что в низкооборотном асинхронном электродвигателе, содержащем статор с многофазной обмоткой и ротор с короткозамкнутой обмоткой, каждая фаза статора выполнена в виде кольцевой обмотки, соосной с ротором. Обмотки фаз размещены между шихтованными кольцевыми магнитопроводами, которые сопряжены по наружной поверхности с пакетами шихтованных магнитопроводов, расположенными в осевом направлении. Кольцевые магнитопроводы во внутренней полости имеют зубцы, число которых z определяет число пар полюсов магнитного поля статора двигателя. Кольцевые магнитопроводы, между которыми размещена любая из фаз двигателя, смещены относительно друг друга на угол низкооборотный асинхронный электродвигатель, патент № 2283527 /z, а кольцевые магнитопроводы разных фаз смещены относительно друг друга на угол 2низкооборотный асинхронный электродвигатель, патент № 2283527 /z·m, где m - число фаз. При этом во внутренней полости шихтованного магнитопровода ротора расположены пакеты магнитопроводов, набранные из пластин, проходящих в осевом направлении.

Наружные поверхности каждой пары кольцевых магнитопроводов статора, между которыми расположена фаза, выполняются коническими. Конические поверхности кольцевых магнитопроводов фазы сопрягаются с коническими боковыми поверхностями цилиндрического магнитопровода, намотанного из ленты. Аналогичным образом выполняется и магнитопровод ротора: из шихтованных кольцевых магнитопроводов с коническими внутренними поверхностями, которые сопряжены с цилиндрическими магнитопроводами, намотанными из ленты и имеющими конические боковые поверхности.

Кольцевые обмотки каждой фазы предлагаемого электродвигателя разделены на несколько кольцевых секций с чередующимися направлениями намагничивающих сил. Кольцевые секции фазы располагаются между кольцевыми магнитопроводами, число которых для каждой фазы должно быть на единицу больше числа секций. При этом зубцы на нечетных и четных кольцевых магнитопроводах фазы смещены по углу на низкооборотный асинхронный электродвигатель, патент № 2283527 /z.

Применение в низкооборотном асинхронном электродвигателе магнитопровода статора, состоящего из кольцевых шихтованных магнитопроводов и сопряженных с ними пакетов магнитопроводов, расположенных в осевом направлении, а также размещение во внутренней полости магнитопровода ротора пакетов магнитопроводов, набранных из пластин, проходящих в осевом направлении, позволяет получить большое число пар полюсов статора и выполнить фазы двигателя в виде простейших кольцевых обмоток, расположенных соосно с ротором. Трудоемкость и стоимость изготовления такого асинхронного двигателя намного ниже, чем электродвигателя с уложенной в пазы магнитопровода статора обмоткой. Причем при увеличении числа пар полюсов двигателя преимущества предлагаемого асинхронного двигателя становятся более очевидными.

Масса и габариты предлагаемого низкооборотного асинхронного электродвигателя уменьшаются при использовании для магнитопроводов в осевых направлениях цилиндрических магнитопроводов, намотанных из ленты, с коническими боковыми поверхностями. Цилиндрические шихтованные магнитопроводы заменяют в предлагаемом двигателе пакеты магнитопроводов из пластин, расположенные в осевом направлении. Контакт между цилиндрическими магнитопроводами, намотанными из ленты, и кольцевыми магнитопроводами обеспечивается по всей окружности кольцевых магнитопроводов, в то время как пакеты осевых магнитопроводов сопряжены с кольцевыми магнитопроводами в ограниченной угловой зоне. Поэтому для получения магнитной цепи одного и того сечения необходима меньшая толщина цилиндрических магнитопроводов, чем осевых пакетов. Значит двигатель с цилиндрическими шихтованными магнитопроводами будет иметь меньшие габариты и массу, чем, двигатель с пакетами осевых магнитопроводов.

Масса и габариты предлагаемого электродвигателя также уменьшаются за счет разделения кольцевых обмоток каждой фазы на несколько кольцевых секций с чередующимися направлениями намагничивающих сил. Секции фазы располагаются между кольцевыми магнитопроводами, число которых для каждой фазы должно быть на единицу больше числа секций. Такое выполнение статора позволяет разделить магнитный поток, созданный каждой фазой на несколько потоков, число которых равно числу кольцевых секций фазы. Магнитные потоки, проходящие в осевом направлении, при этом уменьшаются в число раз, равное числу секций фаз. Значит и необходимое сечение осевых пакетов магнитопроводов или цилиндрических шихтованных магнитопроводов также уменьшается в число раз, равное числу секций фаз. За счет этого уменьшаются масса и габариты двигателя.

На фиг.1 показано осевое сечение низкооборотного асинхронного электродвигателя в трехфазном исполнении. На фиг.2 - несколько диаметральных сечений предлагаемого асинхронного двигателя. На фиг.3 - осевое сечение двигателя, в котором магнитные потоки в осевом направлении проходят по цилиндрическим магнитопроводам. На фиг.4 показано осевое сечение асинхронного двигателя с разделенными на секции фазами. На фиг.5 - несколько диаметральных сечений двигателя с разделенными на секции фазами.

В изображенном на фиг.1 трехфазном низкооборотном асинхронном электродвигателе в корпусе 1 размещен статор, магнитопровод которого состоит из шести одинаковых кольцевых магнитопроводов 2, 3, 4, 5, 6, 7 и нескольких пакетов 8, 9 и 10 магнитопроводов из пластин, расположенных вдоль оси электродвигателя. Между парами кольцевых магнитопроводов 2-3, 4-5 и 6-7 размещены кольцевые обмотки трех фаз 11, 12 и 13 статора.

Ротор электродвигателя закреплен на валу 14 и состоит из шихтованного магнитопровода 15, в пазах которого размещены стержни короткозамкнутой обмотки 16, замкнутые по торцам ротора кольцами 17, и пакетов пластин 18, проходящих вдоль оси двигателя во внутренней полости магнитопровода 15. Вал 14 установлен в подшипниках 19, помещенных в корпусе 1 и крышке 20.

На фиг.2 показаны шесть диаметральных сечений предлагаемого электродвигателя, сделанных через кольцевые магнитопроводы 2, 3, 4, 5, 6, 7. Каждый из кольцевых магнитопроводов 2, 3, 4, 5, 6, 7 во внутренней полости имеет зубцы. Магнитопровод 2 имеет зубцы 21, магнитопровод 3 имеет зубцы 22, магнитопровод 4 - зубцы 23, магнитопровод 5 - зубцы 24, магнитопровод 6 - зубцы 25, магнитопровод 7 - зубцы 26. Ширина зубцов 21, 22, 23, 24, 25 и 26 и пазов между ними примерно равна. Магнитопроводы 2 и 3 (4 и 5; 6 и 7), между которыми находится кольцевая обмотка фазы 11 (12; 13), установлены так, что их зубцы 21 и 22 (23 и 24; 25 и 26) смещены друг относительно друга на низкооборотный асинхронный электродвигатель, патент № 2283527 /z. А пары магнитопроводов 2-3, 4-5 и 6-7 развернуты относительно друг друга на 2низкооборотный асинхронный электродвигатель, патент № 2283527 /3z.

Электродвигатель работает следующим образом. На фазы 11, 12 и 13 электродвигателя подается обычное трехфазное синусоидальное напряжение, у которого фазные напряжения имеют равную амплитуду, частоту и смещены во времени на треть периода. Первая фаза 11 создает пульсирующий магнитный поток, который проходит в радиальном направлении через кольцевой магнитопровод 2, зубцы 21 кольцевого магнитопровода 2, воздушный зазор между зубцами 21 и магнитопроводом 15 ротора, через магнитопровод 15, затем проходит в осевом направлении по пакетам магнитопровода 18, снова - в радиальном направлении через магнитопровод 15, через зазор между магнитопроводом 15 и зубцами 22 кольцевого магнитопровода 3, кольцевой магнитопровод 3 и в осевом направлении через пакеты 8 от магнитопровода 3 к магнитопроводу 2. Зубцы 21 магнитопровода 2 и зубцы 22 магнитопровода 3 являются полюсами магнитного поля, созданного первой фазой 11 статора, при этом зубцы 21 и 22 смещены в тангенциальном направлении на угол, равный низкооборотный асинхронный электродвигатель, патент № 2283527 /z, где z - число зубцов кольцевых магнитопроводов 2-7. Таким образом, фаза 11 создает пульсирующее магнитное поле, число пар полюсов которого равно числу зубцов z кольцевых магнитопроводов 2-7.

Аналогичное пульсирующее магнитное поле создает вторая фаза 12. Но так как кольцевые магнитопроводы фаз развернуты относительно друг друга на 2низкооборотный асинхронный электродвигатель, патент № 2283527 /z·m, то полюсы магнитного поля второй фазы 12 смещены относительно полюсов первой фазы 11 на угол 2низкооборотный асинхронный электродвигатель, патент № 2283527 /3z. А полюсы пульсирующего магнитного поля третьей фазы 13 смещены относительно полюсов первой фазы 11, соответственно, на угол 4низкооборотный асинхронный электродвигатель, патент № 2283527 /3z. Каждое пульсирующее магнитное поле создает в стержнях 16 короткозамкнутой обмотки ротора э.д.с. Суммарная э.д.с. в стержнях 16 короткозамкнутой обмотки предлагаемого двигателя будет аналогична э.д.с., создаваемой вращающимся магнитным полем в асинхронных электродвигателях традиционного исполнения. Под действием суммарной э.д.с. в стержнях 16 короткозамкнутой обмотки ротора возникают токи, при взаимодействии которых с магнитными полями, созданными фазами 11, 12 и 13 статора, появляется электромагнитный момент, вращающий ротор.

Предлагаемую электрическую машину можно использовать также в режиме низкооборотного асинхронного генератора.

Конструкция предлагаемого асинхронного электродвигателя позволяет получить значительно более низкие частоты вращения ротора, чем конструкция прототипа. В предлагаемом асинхронном электродвигателе число зубцов кольцевых магнитопроводов равно числу пар полюсов магнитного поля z=р. В прототипе, то есть в асинхронных электродвигателях традиционного исполнения, минимальное число зубцов и пазов магнитопровода статора равно z=2р·m. При одном и том же числе пар полюсов р необходимое число зубцов в предлагаемом двигателе в 2m раз меньше, чем в прототипе (для трехфазного электродвигателя - меньше в шесть раз). Так как по технологическим соображениям минимальная ширина зубца магнитопровода статора ограничена, то при одинаковом диаметре расточки статора в предлагаемом трехфазном асинхронном двигателе можно получить частоты вращения магнитного поля и ротора в шесть раз меньше, чем в прототипе. Снижение частот вращения обеспечивается тем, что в предлагаемом электродвигателе полюсы магнитного поля различных фаз и разноименные полюсы одной фазы размещены в разных диаметральных плоскостях двигателя. Кроме того, так как в предлагаемом электродвигателе в пазах между зубцами кольцевых магнитопроводов не располагаются витки обмотки статора, а используются кольцевые сосредоточенные обмотки, то выполнить предлагаемый двигатель с большим числом пар полюсов и получить низкие частоты вращения ротора намного проще и дешевле, чем в прототипе.

На фиг.3 - осевое сечение двигателя, в котором магнитные потоки в осевом направлении проходят по цилиндрическим магнитопроводам. Как и в двигателе, изображенном на фиг.1, фазы двигателя на фиг.3 выполнены в виде кольцевых обмоток 11, 12 и 13, которые размещены между парами кольцевых шихтованных магнитопроводов 2 и 3, 4 и 5, 6 и 7. Кольцевые шихтованные магнитопроводы 2 и 3, 4 и 5, 6 и 7 в двигателе на фиг.3 имеют конические наружные поверхности. Конические поверхности каждой пары кольцевых магнитопроводов 2 и 3, 4 и 5, 6 и 7 сопрягаются с цилиндрическим магнитопроводом соответственно 27, 28 и 29, намотанным из ленты и имеющим конические боковые поверхности.

Магнитопровод ротора на фиг.3 также состоит из кольцевых шихтованных магнитопроводов 30, 31, 32 и 33, имеющих внутренние конические поверхности и сопряженных с намотанными из ленты цилиндрическими магнитопроводами 34, 35 и 36, имеющими конические боковые поверхности.

В двигателе на фиг.3 магнитные потоки, созданные обмотками 11, 12 и 13, в осевых направлениях проходят в статоре по цилиндрическим магнитопроводам 27, 28 и 29, а в роторе по цилиндрическим магнитопроводам 34, 35 и 36. Например, магнитный поток обмотки 11 первой фазы проходит в радиальном направлении по кольцевому шихтованному магнитопроводу 2, в осевом - по цилиндрическому магнитопроводу 27, снова в радиальном направлении - по кольцевому магнитопроводу 3, затем через воздушный зазор в кольцевой магнитопровод 31 ротора, в осевом направлении - через цилиндрический магнитопровод 34, кольцевой магнитопровод 30 и через зазор снова в магнитопровод 2 статора. В остальном работа электродвигателя, изображенного на фиг.3, аналогична работе двигателя, приведенного на фиг.1.

В двигателе на фиг.3 цилиндрические магнитопроводы 27, 28 и 29 заменяют в статоре показанные на фиг.1 пакеты пластин 8, 9 и 10, расположенные в осевом направлении. На фиг.3 контакт между цилиндрическими магнитопроводами 27, 28 и 29 и парами кольцевых магнитопроводов 2 и 3, 4 и 5, 6 и 7 обеспечивается по всей окружности кольцевых магнитопроводов 2, 3, 4, 5, 6 и 7. В то время как на фиг.1 и Фиг.2 контакт между пакетами пластин 8, 9 и 10 и парами кольцевых магнитопроводов 2 и 3, 4 и 5, 6 и 7 обеспечивается в ограниченной угловой зоне. Поэтому для получения магнитной цепи одинакового сечения необходима меньшая толщина цилиндрических магнитопроводов 27, 28 и 29, чем пакетов пластин 8, 9 и 10. За счет этого масса и габариты статора могут быть уменьшены.

В магнитопроводе ротора на фиг.3 цилиндрические магнитопроводы 34, 35 и 36 заменяют показанные на фиг.1 пакеты пластин 18. На фиг.3 площадь контакта кольцевых магнитопроводов 30, 31, 32 и 33 и цилиндрических магнитопроводов 34, 35 и 36 больше, чем на фиг.1 площадь контакта шихтованного магнитопровода 15 и пакетов пластин 18. Поэтому при той же площади магнитной цепи толщина цилиндрического магнитопровода необходима меньше, чем толщина пакетов пластин 18. За счет этого также уменьшаются масса и габариты двигателя.

Массу и габариты предлагаемого двигателя можно также уменьшить за счет разделения кольцевых обмоток фаз на секции. На фиг.4 показано осевое сечение предлагаемой электрической машины, у которой каждая из фаз разделена на две секции. Первая фаза состоит из кольцевых секций 37 и 38, вторая фаза - из секций 39 и 40, третья фаза - из секций 41 и 42. Число кольцевых магнитопроводов одной фазы должно быть на единицу больше числа секций фазы. При двух секциях в фазе число кольцевых магнитопроводов одной фазы равно трем. Секции первой фазы 37 и 38 расположены между кольцевыми магнитопроводами 43, 44 и 45. Секции второй фазы 39 и 40 расположены между кольцевыми магнитопроводами 46, 47 и 48. Секции третьей фазы 41 и 42 расположены между кольцевыми магнитопроводами 49, 50 и 51.

На фиг.5 показаны диаметральные сечения электродвигателя, изображенного на фиг.4, сделанные по кольцевым магнитопроводам 43, 44 и 45 первой фазы. Угловое положение зубцов 52 и 54 на нечетных кольцевых магнитопроводах 43 и 45 первой фазы совпадает. А зубцы 53 на четном кольцевом магнитопроводе 44 данной фазы смещены относительно зубцов 52 и 54 на угол низкооборотный асинхронный электродвигатель, патент № 2283527 /z. Секции фазы 37 и 38 могут быть соединены параллельно или последовательно, но так, чтобы знак намагничивающих сил секций 37 и 38 был различным. (При числе секций в фазе больше двух знак намагничивающих сил секций должен чередоваться в осевом направлении.) Тогда при включении секций 37 и 38 первой фазы возникают два пульсирующих магнитных потока Ф1 и Ф2, показанные на фиг.4 для фиксированного момента времени. При этом полярность зубцов 52 и 54 нечетных кольцевых магнитопроводах 43 и 45 первой фазы совпадает, а зубцов 53 на четном кольцевом магнитопроводе 44 противоположная.

Аналогичным образом выполнен магнитопровод и обмотки двух других фаз, причем, как было отмечено выше, кольцевые магнитопроводы фаз развернуты относительно друг друга на угол 2низкооборотный асинхронный электродвигатель, патент № 2283527 /z·m.

Работа двигателя, изображенного на фиг.4, при подаче на обмотку статора двигателя трехфазного напряжения аналогична работе двигателя, изображенного на фиг.1.

По сравнению с двигателем, изображенным на фиг.1 и на фиг.3, в двигателе, изображенном на фиг.4, магнитный поток каждой фазы разделен на несколько потоков, число которых равно числу секций фаз, в данном примере на два потока. Поэтому магнитный поток, проходящий через любое поперечное сечение пакетов магнитопроводов 8, 9, 10 и 18, уменьшается в два раза. Значит и сечение пакетов магнитопроводов 8, 9, 10 и 18 в предлагаемом двигателе по сравнению с прототипом можно уменьшить в число раз, равное числу секций фаз. За счет этого уменьшается масса и габариты двигателя.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Низкооборотный асинхронный электродвигатель, содержащий статор с многофазной обмоткой и ротор с короткозамкнутой обмоткой, отличающийся тем, что для получения большого числа пар полюсов магнитного поля и низкой частоты вращения ротора, а также для уменьшения трудоемкости и стоимости двигателя каждая фаза статора выполнена в виде кольцевой обмотки, соосной с ротором, и размещена между шихтованными кольцевыми магнитопроводами, которые сопряжены по наружной поверхности с пакетами шихтованных магнитопроводов, расположенных в осевом направлении, кольцевые магнитопроводы во внутренней полости имеют зубцы, число которых равно числу пар полюсов двигателя, и кольцевые магнитопроводы, между которыми размещена любая фаза двигателя, смещены относительно друг друга на угол низкооборотный асинхронный электродвигатель, патент № 2283527 , деленный на число зубцов кольцевого магнитопровода, а кольцевые магнитопроводы разных фаз смещены относительно друг друга на угол 2низкооборотный асинхронный электродвигатель, патент № 2283527 , деленный на произведение числа зубцов кольцевого магнитопровода на число фаз, при этом во внутренней полости шихтованного магнитопровода ротора расположены пакеты магнитопроводов, набранные из пластин, проходящие в осевом направлении.

2. Низкооборотный асинхронный электродвигатель по п.1, отличающийся тем, что для уменьшения массы и габаритов двигателя кольцевые магнитопроводы статора имеют конические наружные поверхности, которые сопряжены с цилиндрическими магнитопроводами, имеющими конические боковые поверхности, а магнитопровод ротора также выполнен из шихтованных кольцевых магнитопроводов, имеющих конические внутренние поверхности, которые сопряжены с цилиндрическими магнитопроводами, имеющими конические боковые поверхности.

3. Низкооборотный асинхронный электродвигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что для уменьшения массы и габаритов двигателя каждая фаза разделена на несколько секций с чередующимися направлениями намагничивающей силы, расположенных между кольцевыми магнитопроводами, число которых на единицу больше числа секций фазы, при этом угловое положение зубцов на четных и нечетных кольцевых магнитопроводах данной фазы отличается на угол, равный низкооборотный асинхронный электродвигатель, патент № 2283527 , деленный на число зубцов кольцевого магнитопровода.

www.freepatent.ru

Низкооборотный асинхронный электродвигатель | Банк патентов

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам и электроприводу.

Аналогом является, например, асинхронный электродвигатель (Проектирование электрических машин. /Под ред. Копылова И.П., книга 1, М., "Энергоатомиздат", 1993, с.244, рис.8.4), имеющий статор, состоящий из шихтованного магнитопровода с обмоткой, и ротор с короткозамкнутой обмоткой.

Наиболее близок к предлагаемому низкооборотному асинхронному электродвигателю асинхронный электродвигатель (Брускин Д.Э., Зорохович А.Е., Хвостов В.С. Электрические машины. Ч.1, М., "Высшая школа", 1987, с.214, рис.4.3), имеющий шихтованный магнитопровод статора с пазами, проходящими в осевом направлении, в которые укладываются проводники обмотки статора, и ротор, содержащий шихтованный сердечник и короткозамкнутую обмотку. Такое исполнение асинхронного электродвигателя является традиционным. При подаче на обмотку статора многофазного (обычно трехфазного) переменного напряжения статор создает вращающееся магнитное поле. При вращении магнитного поля относительно ротора в обмотке ротора индуцируется электродвижущая сила, которая создает в замкнутой обмотке ротора ток. Ток обмотки ротора взаимодействует с магнитным полем статора, в результате чего возникает электромагнитный момент, вращающий ротор.

Для многих электроприводов необходимы низкооборотные асинхронные электродвигатели, применение которых позволяет исключить механический редуктор. Для уменьшения частоты вращения магнитного поля и ротора асинхронного двигателя увеличивают число пар полюсов магнитного поля, созданного обмоткой статора. При увеличении числа пар полюсов асинхронного двигателя традиционного исполнения необходимо увеличивать число продольных пазов в шихтованном магнитопроводе статора, в которых укладывается статорная обмотка. С увеличением числа пар полюсов и пазов увеличивается трудоемкость и стоимость изготовления машины (Проектирование электрических машин. /Под ред. Копылова И.П., книга 1, М., "Энергоатомиздат", 1993, с.282). Кроме того, поскольку минимальная ширина зубца магнитопровода статора по технологическим соображениям ограничена, то для каждого диаметра расточки статора максимальное число пазов, а значит и число пар полюсов, также ограничено.

Предлагаемое изобретение позволит создать низкооборотный асинхронный электродвигатель с большим числом пар полюсов магнитного поля и низкой частотой вращения ротора, трудоемкость и стоимость изготовления которого значительно ниже, чем прототипа.

Это достигается тем, что в низкооборотном асинхронном электродвигателе, содержащем статор с многофазной обмоткой и ротор с короткозамкнутой обмоткой, каждая фаза статора выполнена в виде кольцевой обмотки, соосной с ротором. Обмотки фаз размещены между шихтованными кольцевыми магнитопроводами, которые сопряжены по наружной поверхности с пакетами шихтованных магнитопроводов, расположенными в осевом направлении. Кольцевые магнитопроводы во внутренней полости имеют зубцы, число которых z определяет число пар полюсов магнитного поля статора двигателя. Кольцевые магнитопроводы, между которыми размещена любая из фаз двигателя, смещены относительно друг друга на угол π.GIF; /z, а кольцевые магнитопроводы разных фаз смещены относительно друг друга на угол 2π.GIF; /z·m, где m - число фаз. При этом во внутренней полости шихтованного магнитопровода ротора расположены пакеты магнитопроводов, набранные из пластин, проходящих в осевом направлении.

Наружные поверхности каждой пары кольцевых магнитопроводов статора, между которыми расположена фаза, выполняются коническими. Конические поверхности кольцевых магнитопроводов фазы сопрягаются с коническими боковыми поверхностями цилиндрического магнитопровода, намотанного из ленты. Аналогичным образом выполняется и магнитопровод ротора: из шихтованных кольцевых магнитопроводов с коническими внутренними поверхностями, которые сопряжены с цилиндрическими магнитопроводами, намотанными из ленты и имеющими конические боковые поверхности.

Кольцевые обмотки каждой фазы предлагаемого электродвигателя разделены на несколько кольцевых секций с чередующимися направлениями намагничивающих сил. Кольцевые секции фазы располагаются между кольцевыми магнитопроводами, число которых для каждой фазы должно быть на единицу больше числа секций. При этом зубцы на нечетных и четных кольцевых магнитопроводах фазы смещены по углу на π.GIF; /z.

Применение в низкооборотном асинхронном электродвигателе магнитопровода статора, состоящего из кольцевых шихтованных магнитопроводов и сопряженных с ними пакетов магнитопроводов, расположенных в осевом направлении, а также размещение во внутренней полости магнитопровода ротора пакетов магнитопроводов, набранных из пластин, проходящих в осевом направлении, позволяет получить большое число пар полюсов статора и выполнить фазы двигателя в виде простейших кольцевых обмоток, расположенных соосно с ротором. Трудоемкость и стоимость изготовления такого асинхронного двигателя намного ниже, чем электродвигателя с уложенной в пазы магнитопровода статора обмоткой. Причем при увеличении числа пар полюсов двигателя преимущества предлагаемого асинхронного двигателя становятся более очевидными.

Масса и габариты предлагаемого низкооборотного асинхронного электродвигателя уменьшаются при использовании для магнитопроводов в осевых направлениях цилиндрических магнитопроводов, намотанных из ленты, с коническими боковыми поверхностями. Цилиндрические шихтованные магнитопроводы заменяют в предлагаемом двигателе пакеты магнитопроводов из пластин, расположенные в осевом направлении. Контакт между цилиндрическими магнитопроводами, намотанными из ленты, и кольцевыми магнитопроводами обеспечивается по всей окружности кольцевых магнитопроводов, в то время как пакеты осевых магнитопроводов сопряжены с кольцевыми магнитопроводами в ограниченной угловой зоне. Поэтому для получения магнитной цепи одного и того сечения необходима меньшая толщина цилиндрических магнитопроводов, чем осевых пакетов. Значит двигатель с цилиндрическими шихтованными магнитопроводами будет иметь меньшие габариты и массу, чем, двигатель с пакетами осевых магнитопроводов.

Масса и габариты предлагаемого электродвигателя также уменьшаются за счет разделения кольцевых обмоток каждой фазы на несколько кольцевых секций с чередующимися направлениями намагничивающих сил. Секции фазы располагаются между кольцевыми магнитопроводами, число которых для каждой фазы должно быть на единицу больше числа секций. Такое выполнение статора позволяет разделить магнитный поток, созданный каждой фазой на несколько потоков, число которых равно числу кольцевых секций фазы. Магнитные потоки, проходящие в осевом направлении, при этом уменьшаются в число раз, равное числу секций фаз. Значит и необходимое сечение осевых пакетов магнитопроводов или цилиндрических шихтованных магнитопроводов также уменьшается в число раз, равное числу секций фаз. За счет этого уменьшаются масса и габариты двигателя.

На фиг.1 показано осевое сечение низкооборотного асинхронного электродвигателя в трехфазном исполнении. На фиг.2 - несколько диаметральных сечений предлагаемого асинхронного двигателя. На фиг.3 - осевое сечение двигателя, в котором магнитные потоки в осевом направлении проходят по цилиндрическим магнитопроводам. На фиг.4 показано осевое сечение асинхронного двигателя с разделенными на секции фазами. На фиг.5 - несколько диаметральных сечений двигателя с разделенными на секции фазами.

В изображенном на фиг.1 трехфазном низкооборотном асинхронном электродвигателе в корпусе 1 размещен статор, магнитопровод которого состоит из шести одинаковых кольцевых магнитопроводов 2, 3, 4, 5, 6, 7 и нескольких пакетов 8, 9 и 10 магнитопроводов из пластин, расположенных вдоль оси электродвигателя. Между парами кольцевых магнитопроводов 2-3, 4-5 и 6-7 размещены кольцевые обмотки трех фаз 11, 12 и 13 статора.

Ротор электродвигателя закреплен на валу 14 и состоит из шихтованного магнитопровода 15, в пазах которого размещены стержни короткозамкнутой обмотки 16, замкнутые по торцам ротора кольцами 17, и пакетов пластин 18, проходящих вдоль оси двигателя во внутренней полости магнитопровода 15. Вал 14 установлен в подшипниках 19, помещенных в корпусе 1 и крышке 20.

На фиг.2 показаны шесть диаметральных сечений предлагаемого электродвигателя, сделанных через кольцевые магнитопроводы 2, 3, 4, 5, 6, 7. Каждый из кольцевых магнитопроводов 2, 3, 4, 5, 6, 7 во внутренней полости имеет зубцы. Магнитопровод 2 имеет зубцы 21, магнитопровод 3 имеет зубцы 22, магнитопровод 4 - зубцы 23, магнитопровод 5 - зубцы 24, магнитопровод 6 - зубцы 25, магнитопровод 7 - зубцы 26. Ширина зубцов 21, 22, 23, 24, 25 и 26 и пазов между ними примерно равна. Магнитопроводы 2 и 3 (4 и 5; 6 и 7), между которыми находится кольцевая обмотка фазы 11 (12; 13), установлены так, что их зубцы 21 и 22 (23 и 24; 25 и 26) смещены друг относительно друга на π.GIF; /z. А пары магнитопроводов 2-3, 4-5 и 6-7 развернуты относительно друг друга на 2π.GIF; /3z.

Электродвигатель работает следующим образом. На фазы 11, 12 и 13 электродвигателя подается обычное трехфазное синусоидальное напряжение, у которого фазные напряжения имеют равную амплитуду, частоту и смещены во времени на треть периода. Первая фаза 11 создает пульсирующий магнитный поток, который проходит в радиальном направлении через кольцевой магнитопровод 2, зубцы 21 кольцевого магнитопровода 2, воздушный зазор между зубцами 21 и магнитопроводом 15 ротора, через магнитопровод 15, затем проходит в осевом направлении по пакетам магнитопровода 18, снова - в радиальном направлении через магнитопровод 15, через зазор между магнитопроводом 15 и зубцами 22 кольцевого магнитопровода 3, кольцевой магнитопровод 3 и в осевом направлении через пакеты 8 от магнитопровода 3 к магнитопроводу 2. Зубцы 21 магнитопровода 2 и зубцы 22 магнитопровода 3 являются полюсами магнитного поля, созданного первой фазой 11 статора, при этом зубцы 21 и 22 смещены в тангенциальном направлении на угол, равный π.GIF; /z, где z - число зубцов кольцевых магнитопроводов 2-7. Таким образом, фаза 11 создает пульсирующее магнитное поле, число пар полюсов которого равно числу зубцов z кольцевых магнитопроводов 2-7.

Аналогичное пульсирующее магнитное поле создает вторая фаза 12. Но так как кольцевые магнитопроводы фаз развернуты относительно друг друга на 2π.GIF; /z·m, то полюсы магнитного поля второй фазы 12 смещены относительно полюсов первой фазы 11 на угол 2π.GIF; /3z. А полюсы пульсирующего магнитного поля третьей фазы 13 смещены относительно полюсов первой фазы 11, соответственно, на угол 4π.GIF; /3z. Каждое пульсирующее магнитное поле создает в стержнях 16 короткозамкнутой обмотки ротора э.д.с. Суммарная э.д.с. в стержнях 16 короткозамкнутой обмотки предлагаемого двигателя будет аналогична э.д.с., создаваемой вращающимся магнитным полем в асинхронных электродвигателях традиционного исполнения. Под действием суммарной э.д.с. в стержнях 16 короткозамкнутой обмотки ротора возникают токи, при взаимодействии которых с магнитными полями, созданными фазами 11, 12 и 13 статора, появляется электромагнитный момент, вращающий ротор.

Предлагаемую электрическую машину можно использовать также в режиме низкооборотного асинхронного генератора.

Конструкция предлагаемого асинхронного электродвигателя позволяет получить значительно более низкие частоты вращения ротора, чем конструкция прототипа. В предлагаемом асинхронном электродвигателе число зубцов кольцевых магнитопроводов равно числу пар полюсов магнитного поля z=р. В прототипе, то есть в асинхронных электродвигателях традиционного исполнения, минимальное число зубцов и пазов магнитопровода статора равно z=2р·m. При одном и том же числе пар полюсов р необходимое число зубцов в предлагаемом двигателе в 2m раз меньше, чем в прототипе (для трехфазного электродвигателя - меньше в шесть раз). Так как по технологическим соображениям минимальная ширина зубца магнитопровода статора ограничена, то при одинаковом диаметре расточки статора в предлагаемом трехфазном асинхронном двигателе можно получить частоты вращения магнитного поля и ротора в шесть раз меньше, чем в прототипе. Снижение частот вращения обеспечивается тем, что в предлагаемом электродвигателе полюсы магнитного поля различных фаз и разноименные полюсы одной фазы размещены в разных диаметральных плоскостях двигателя. Кроме того, так как в предлагаемом электродвигателе в пазах между зубцами кольцевых магнитопроводов не располагаются витки обмотки статора, а используются кольцевые сосредоточенные обмотки, то выполнить предлагаемый двигатель с большим числом пар полюсов и получить низкие частоты вращения ротора намного проще и дешевле, чем в прототипе.

На фиг.3 - осевое сечение двигателя, в котором магнитные потоки в осевом направлении проходят по цилиндрическим магнитопроводам. Как и в двигателе, изображенном на фиг.1, фазы двигателя на фиг.3 выполнены в виде кольцевых обмоток 11, 12 и 13, которые размещены между парами кольцевых шихтованных магнитопроводов 2 и 3, 4 и 5, 6 и 7. Кольцевые шихтованные магнитопроводы 2 и 3, 4 и 5, 6 и 7 в двигателе на фиг.3 имеют конические наружные поверхности. Конические поверхности каждой пары кольцевых магнитопроводов 2 и 3, 4 и 5, 6 и 7 сопрягаются с цилиндрическим магнитопроводом соответственно 27, 28 и 29, намотанным из ленты и имеющим конические боковые поверхности.

Магнитопровод ротора на фиг.3 также состоит из кольцевых шихтованных магнитопроводов 30, 31, 32 и 33, имеющих внутренние конические поверхности и сопряженных с намотанными из ленты цилиндрическими магнитопроводами 34, 35 и 36, имеющими конические боковые поверхности.

В двигателе на фиг.3 магнитные потоки, созданные обмотками 11, 12 и 13, в осевых направлениях проходят в статоре по цилиндрическим магнитопроводам 27, 28 и 29, а в роторе по цилиндрическим магнитопроводам 34, 35 и 36. Например, магнитный поток обмотки 11 первой фазы проходит в радиальном направлении по кольцевому шихтованному магнитопроводу 2, в осевом - по цилиндрическому магнитопроводу 27, снова в радиальном направлении - по кольцевому магнитопроводу 3, затем через воздушный зазор в кольцевой магнитопровод 31 ротора, в осевом направлении - через цилиндрический магнитопровод 34, кольцевой магнитопровод 30 и через зазор снова в магнитопровод 2 статора. В остальном работа электродвигателя, изображенного на фиг.3, аналогична работе двигателя, приведенного на фиг.1.

В двигателе на фиг.3 цилиндрические магнитопроводы 27, 28 и 29 заменяют в статоре показанные на фиг.1 пакеты пластин 8, 9 и 10, расположенные в осевом направлении. На фиг.3 контакт между цилиндрическими магнитопроводами 27, 28 и 29 и парами кольцевых магнитопроводов 2 и 3, 4 и 5, 6 и 7 обеспечивается по всей окружности кольцевых магнитопроводов 2, 3, 4, 5, 6 и 7. В то время как на фиг.1 и Фиг.2 контакт между пакетами пластин 8, 9 и 10 и парами кольцевых магнитопроводов 2 и 3, 4 и 5, 6 и 7 обеспечивается в ограниченной угловой зоне. Поэтому для получения магнитной цепи одинакового сечения необходима меньшая толщина цилиндрических магнитопроводов 27, 28 и 29, чем пакетов пластин 8, 9 и 10. За счет этого масса и габариты статора могут быть уменьшены.

В магнитопроводе ротора на фиг.3 цилиндрические магнитопроводы 34, 35 и 36 заменяют показанные на фиг.1 пакеты пластин 18. На фиг.3 площадь контакта кольцевых магнитопроводов 30, 31, 32 и 33 и цилиндрических магнитопроводов 34, 35 и 36 больше, чем на фиг.1 площадь контакта шихтованного магнитопровода 15 и пакетов пластин 18. Поэтому при той же площади магнитной цепи толщина цилиндрического магнитопровода необходима меньше, чем толщина пакетов пластин 18. За счет этого также уменьшаются масса и габариты двигателя.

Массу и габариты предлагаемого двигателя можно также уменьшить за счет разделения кольцевых обмоток фаз на секции. На фиг.4 показано осевое сечение предлагаемой электрической машины, у которой каждая из фаз разделена на две секции. Первая фаза состоит из кольцевых секций 37 и 38, вторая фаза - из секций 39 и 40, третья фаза - из секций 41 и 42. Число кольцевых магнитопроводов одной фазы должно быть на единицу больше числа секций фазы. При двух секциях в фазе число кольцевых магнитопроводов одной фазы равно трем. Секции первой фазы 37 и 38 расположены между кольцевыми магнитопроводами 43, 44 и 45. Секции второй фазы 39 и 40 расположены между кольцевыми магнитопроводами 46, 47 и 48. Секции третьей фазы 41 и 42 расположены между кольцевыми магнитопроводами 49, 50 и 51.

На фиг.5 показаны диаметральные сечения электродвигателя, изображенного на фиг.4, сделанные по кольцевым магнитопроводам 43, 44 и 45 первой фазы. Угловое положение зубцов 52 и 54 на нечетных кольцевых магнитопроводах 43 и 45 первой фазы совпадает. А зубцы 53 на четном кольцевом магнитопроводе 44 данной фазы смещены относительно зубцов 52 и 54 на угол π.GIF; /z. Секции фазы 37 и 38 могут быть соединены параллельно или последовательно, но так, чтобы знак намагничивающих сил секций 37 и 38 был различным. (При числе секций в фазе больше двух знак намагничивающих сил секций должен чередоваться в осевом направлении.) Тогда при включении секций 37 и 38 первой фазы возникают два пульсирующих магнитных потока Ф1 и Ф2, показанные на фиг.4 для фиксированного момента времени. При этом полярность зубцов 52 и 54 нечетных кольцевых магнитопроводах 43 и 45 первой фазы совпадает, а зубцов 53 на четном кольцевом магнитопроводе 44 противоположная.

Аналогичным образом выполнен магнитопровод и обмотки двух других фаз, причем, как было отмечено выше, кольцевые магнитопроводы фаз развернуты относительно друг друга на угол 2π.GIF; /z·m.

Работа двигателя, изображенного на фиг.4, при подаче на обмотку статора двигателя трехфазного напряжения аналогична работе двигателя, изображенного на фиг.1.

По сравнению с двигателем, изображенным на фиг.1 и на фиг.3, в двигателе, изображенном на фиг.4, магнитный поток каждой фазы разделен на несколько потоков, число которых равно числу секций фаз, в данном примере на два потока. Поэтому магнитный поток, проходящий через любое поперечное сечение пакетов магнитопроводов 8, 9, 10 и 18, уменьшается в два раза. Значит и сечение пакетов магнитопроводов 8, 9, 10 и 18 в предлагаемом двигателе по сравнению с прототипом можно уменьшить в число раз, равное числу секций фаз. За счет этого уменьшается масса и габариты двигателя.

bankpatentov.ru


Смотрите также