Использование: в дискретном электроприводе. Сущность изобретения: реактивный синхронный электродвигатель содержит статор с обмотками, расположенными на изолированных в магнитном отношении сердечниках, и зубчатый ротор. Оси сердечников параллельны и расположены симметрично относительно оси вращения ротора, середины полюсных дуг, установленных на концах разных сердечников полюсных наконечников, развернуты на 1/3 зубцового деления ротора относительно друг друга и оси симметрии роторных зубцов. Направление вращения ротора зависит от того, в какую из обмоток импульс управления поступит раньше. 7 ил.
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в дискретном электроприводе.
Известен реактивный синхронный двухфазный электродвигатель, содержащий статор с магнитопроводом в виде двух изолированных друг от друга в магнитном отношении сердечников, расположенных в полости имеющего по крайней мере два симметричных зубца ротора, каждый из сердечников на каждом из концов имеет по наконечнику с обращенным к активной поверхности пассивного ротора зубцом, между наконечниками на каждом из сердечников установлено по обмотке, оси обмоток совмещены с осями сердечников, оси у разных обмоток параллельны (авт.св. СССР N 520672, кл. Н 02 К 19/02, 1973). Целью изобретения является повышение использования пространства внутри ротора за счет повышения его заполнения активными материалами с одновременным расширением функциональных возможностей. На фиг.1 представлен предлагаемый двигатель; на фиг.2 - то же, вид слева; на фиг. 3 - то же, вид справа; на фиг. 4 - принцип действия двигателя согласно фиг. 1 - 3; на фиг. 5 - схема включения для варианта с реверсированием; на фиг.6 и 7 - схемы включения для вариантов с дистанционным реверсированием за счет изменения полярности импульсов переменного тока. В цилиндрическом корпусе 1, который изготовлен из немагнитного материала, на оси вращения 2 установлен полый ферромагнитный ротор, например, из двух идентичных частей 3 и 4, каждая из которых имеет диаметрально расположенные симметричные зубцы 5 и 6 полукруглой формы и установлена по отношению к другой части на общей диаметральной оси симметрии ротора. Внутри ротора расположены два идентичных сердечника 7 и 8 магнитопровода статора, изолированных друг от друга в магнитном отношении, с обмотками 9 и 10 управления. Оси сердечников 7 и 8 параллельны и расположены симметрично относительно оси вращения ротора. Каждый из сердечников 7 и 8 на каждом из концов имеет по полюсному наконечнику 11,12 и 13,14 соответственно с обращенным к активной поверхности ротора зубцом, причем центральный угол между серединами полюсных наконечников 12 и 14 или 11 и 13 в соответствии с числом зубцов ротора составляет 2
www.findpatent.ru
Предлагаемая полезная модель относится к электрическим машинам и может быть использована в бытовых приборах или в двухфазных электроприводах.
Двухфазный синхронный индукторный двигатель содержит ротор с z, зубцами и статор с z=mp полюсами (большими зубцами), на внутренней поверхности которых выполнено з элементарных зубцов таким образом, что z2=mp(s-i)±p, где 1=0, 1,2...- простое число, в пазы между полюсами уложена двухфазная обмотка, образованная катушками, на каждом полюсе расположены две катушки, выполненные с зубцовым шагом, в пределах фазы катушки соединены последовательно. При этом катушки выполнены с числами битков 
Предложенный синхронный индукторный двигатель имеет более широкие функциональные возможности.
Предлагаемая полезная модель относится к электрическим машинам и может быть использована в бытовых приборах, или б двухфазных электроприводах.
Известен двухфазный синхронный индукторный двигатель [Патент Российской Федерации №2079951, Н 02 K 19/06, БИ №14, от 20.05.97], содержащий зубчатый ротор и статор с z = mps полюсами (большими зубцами), на внутренней поверхности которых выполнены элементарные зубцы, в пазы между полюсами уложена двухфазная обмотка, образованная одноименными катушками, каждая катушка выполнена с зубцовым шагом и по отношению к соседним катушкам включена согласно, в пределах фазы все катушки включены последовательно.
Недостатком такого двигателя является необходимость работы от специального 4-х фазного инвертора и ограниченные функциональные возможности.
Также известен двухфазный синхронный индукторный двигатель, являющийся прототипом, [A.с. СССР №7545585, от 07.08.80], содержащий зубчатый ротор и статор с полюсами (большими зубцами), на внутренней поверхности которых выполнены элементарные зубцы, в пазы между полюсами уложена двухфазная обмотка якоря, состоящая из катушек с зубцовым шагом и обмотка возбуждения, состоящая из катушек, охватывающих два зубца.
Недостатком прототипа являются ограниченные функциональные возможности.
Задачей полезной модели является создание двухфазного синхронного индукторного двигателя с более широкими функциональными возможностями.
Поставленная задача достигается тем, что в двухфазном синхронном индукторном двигателе, содержащем ротор с z, зубцами и статор с z = m
- где i=1, 2,...- простое число, в пазы между полюсами уложена двухфазная обмотка, образованная катушками, на каждом полюсе расположены две катушки, выполненные с зубцовым шагом, в пределах фазы катушки соединены последовательно, при этом катушки выполнены с числами витков 
где j - номер фазы, kj - порядковый номер большого зубца, б зависимости от которых знак «плюс» в выражении означает, что kj - я катушка включена по отношению к первой катушке j - ой фазы согласно, а знак «минус» - встречно.На фиг.1 приведена конструктивная схема предлагаемого двухфазного синхронного индукторного двигателя, на фиг.2 - схема его обмотки, на фиг.3 - пространственные МДС в различные моменты времени.
Двухфазный синхронный индукторный двигатель (Фиг.1) состоит из ротора 1 с зубцами 2 и статора 3. На статоре имеются большие зубцы 4-11, на внутренней поверхности которых могут быть выполнено по s элементарных зубцов. На Фиг.1 принято, что число элементарных зубцов на полюсе s=1, разность между числами зубцов статора и ротора
где j - номер фазы, k - порядковый номер большого зубца, в зависимости от которых знак «плюс» в выражении означает, что kj - я катушка включена по отношению к первой катушке j - он фазы согласно, а знак «минус» - встречно. Число витков в катушках первой фазы определяются согласно 
, а число витков второй фазы согласно
; число витков в пятой и девятой катушках первой фазы равно W1; число витков в четвертой, шестой, восьмой и десятой катушках второй фазы равно ; число витков в седьмой и одиннадцатой катушках второй фазы - . Катушки первой фазы с номерами 4, 6, 9 включены согласно, катушки первой фазы с номерами 5, 8, 10 - встречно. Катушки второй фазы с номерами 4,7,10 включены согласно, катушки второй фазы с номерами 5, 8, 11 - встречно.Двигатель работает следующим образом. При подаче напряжения на выводы обмотки, по ней протекает ток, создающий в воздушном зазоре магиподвижущую силу F. Пространственный закон изменения МДС под полюсами в различные моменты времени представлен на Фиг.3. Соответственно ротор в каждый момент времени будет стремиться занять такое положение, чтобы оси его зубцов совпадали с осями тех зубцов на внутренней поверхности полюсов статора, значение МДС в пределах которых максимально. Например, на Фиг.3а показано, что максимальное значение МДС создается обмоткой в районе больших зубцов статора с номерами 5, 9 и. соответственно, ротор будет стремиться занять такое положение, чтобы оси его зубцов совпадали с осями больших зубцов с номерами 5, 9; а на Фиг- 36 - максимальное значение МДС в районе больших зубцов с номерами 4 и 8 и, соответственно, ротор займет такое положение, чтобы оси его зубцов совпадали с осями больших зубцов 4 и 8.
В отличие от прототипа, предлагаемый двигатель не ну ж дается в дополнительном источнике постоянного тока, так как нет обмотки возбуждения и может работать как в составе электропривода, так и в нерегулируемом режиме, например при наличии конденсатора,- от промышленной однофазной сети. Следовательно, в сравнении с прототипом, предлагаемый двигатель имеет более широкие функциональные возможности.
Двухфазный синхронный индукторный двигатель, содержащий ротор с z2 зубцами и статор с z=mp полюсами (большими зубцами), на внутренней поверхности которых выполнено s элементарных зубцов, таким образом, что z2=mp(s+i)±p,
где i=0, 1, 2,... - простое число;
m=4, 5, 6,... - простое число;
р - разность между числами зубцов статора и ротора,
в пазы между полюсами уложена двухфазная обмотка, образованная катушками, на каждом полюсе расположены две катушки, выполненные с зубцовым шагом, в пределах фазы катушки соединены последовательно, отличающийся тем, что катушки выполнены с числами витков 
где k - порядковый номер большого зубца;
j - номер фазы,
в зависимости от которых знак «плюс» в выражении означает, что kj-я катушка включена по отношению к первой катушке j-й фазы согласно, знак «минус» - встречно.
poleznayamodel.ru
Область использования: асинхронные и синхронные двигатели малой мощности. Сущность изобретения: магнитопровод статора двигателя состоит из кольцевого разомкнутого ярма, кольцевой магнитной обоймы и трех полюсов, шихтованных из пластин, плоскости которых параллельны радиальной плоскости, проходящей через ось данного полюса и ось двигателя, ярмо и магнитная обойма шихтуются обычным образом из листов, плоскости которых перпендикулярны оси машины, полюса установлены в пазах выполненных на внешней поверхности цилиндрической обоймы, два полюса расположены диаметрально противоположно друг другу, а третий полюс расположен посередине между ними, в обойме диаметрально среднему полюсу выполнена прорезь, на внешней поверхности обоймы выполнены четыре выступа, радиальные оси которых расположены под углами в 45o к осям полюсов, кольцевое разомкнутое ярмо напрессовано на выступы обоймы и полюса, одна фаза обмотки включает в себя две катушки, расположенные по обе стороны от среднего полюса, а ругая состоит из двух полуфаз, каждая из которых включает в себя две катушки, расположенные по обе стороны от каждого из двух других полюсов. Технический результат: уменьшение расхода активных материалов, повышение технологичности и уменьшение трудоемкости, улучшение рабочих характеристик. 1 ил.
Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано при производстве асинхронных и синхронных двигателей малой мощности, предназначенных для питания от однофазной сети. Такие двигатели по своему внутреннему устройству обычно являются двухфазными, причем одна фаза включается в сеть непосредственно, а другая через фазосмещающий элемент (чаще всего конденсатор). Обычно обмотка статора выполняется распределенной по его пазам, причем она укладывается в пазы или вручную, что представляет очень трудоемкую операцию, или с помощью дорогостоящих, сложных и ненадежных станков, требующих постоянной профилактики и наладки.
Для уменьшения трудоемкости изготовления и повышения технологичности двигателя малой мощности выполняют с сосредоточенными обмотками на статоре, например, асинхронные двигатели серии ДКВ [1] Прототипом предлагаемого изобретения является двухфазный конденсаторный двигатель, предназначенный для питания от однофазной сети, [2] с. 15, рис. 1.3, б. В этом двигателе статор выполняется разъемным. Полюсная система состоит из четырех явно выраженных полюсов, противоположные пары которых принадлежат одной из фаз, полюсные наконечники всех четырех полюсов одинаковы и соединяются между собой перемычками, в результате чего образуется единая крестовина полюсов, которая запрессовывается в ярмо статора. Катушка обмотки статора наматываются отдельно на специальные каркасы, надеваются на полюса до запрессовывания последних в ярмо статора. Несмотря на четыре явновыраженных полюса в магнитной системе статора, каждая его фаза создает двухполюсное магнитное поле. Катушка каждой фазы занимает два противоположных полюса, а зона действия магнитного поля фазы простирается лишь на половину окружности ротора. Отсюда вытекает основные недостатки этих двигателей плохое использование по основной (двухполюсной) пространственной гармоник поля (фазы действуют "рядом" друг с другом, их зоны действия не перекрывают друг друга, как в машинах с обмоткой, распределяемой по пазам). Кроме того, кривая индукции поля каждой фазы близка к прямоугольной, причем ширина прямоугольника равна половине полупериода кривой, у второй половины полупериода индукция данной фазы имеет нулевое значение (там располагается поле другой фазы). Такая прямоугольная кривая имеет такое же высокое удельное содержание высших пространственных гармонических, как и прямоугольная кривая без нулевых полочек, когда ширина прямоугольника равна всему полюсному делению. В предлагаемом электродвигателе достигаются уменьшение расхода активных материалов, повышение технологичности и уменьшение трудоемкости изготовления двигателя, а также возможность регулирования формы кривой распределения магнитного поля в зазоре машины за счет выбора конструктивных соотношений в магнитопроводе статора, в результате чего можно улучшить рабочие характеристики двигателя. Предлагается двухфазный двигатель переменного тока, содержащий разъемный статор с явновыраженными полюсами и с двухфазной обмоткой, состоящей из вставных катушек, наматываемых и изолируемых отдельно, в котором статор содержит три полюса, шихтованные из пластин, плоскости которых параллельны радиальной плоскости, проходящей через ось данного полюса и ось двигателя, полюса установлены в пазах, выполненных на внешней поверхности цилиндрической обоймы, шихтованной из пластин, перпендикулярных пластинам полюсов, два полюса расположены диаметрально противоположно друг другу, третий расположен посередине между ними, в обойме диаметрально противоположно среднему полюсу выполнена прорезь, препятствующая замыканию потока мимо ротора, на внешней поверхности обоймы выполнены четыре выступа, радиальные оси которых расположены под углами 45o к осям полюсов, на выступы и полюса напрессовано кольцевое ярмо, разомкнутое между двумя выступами обоймы, размещенные по обе стороны от прорези в ней, а катушки двухфазной обмотки расположены на ярме, причем одна из фаз состоит из двух катушек, расположенных по обе стороны от среднего полюса, а другая из двух полуфаз, каждая из которых включает в себя две катушки, расположенные по обе стороны каждого из двух других полюсов. На чертеже показан поперечный разрез предлагаемого электродвигателя. Магнитопровод статора состоит из кольцевого разомкнутого ярма 1, кольцевой магнитной обоймы 2 и трех полюсов 3, 4, 5, шихтованных из пластин, плоскости которых параллельны радиальной плоскости, проходящей через ось данного полюса и ось двигателя. Ярмо 1 и магнитная обойма 2 шихтуются обычным образом из листов, плоскости которых перпендикулярны оси машины. Полюса 3-5 установлены в пазах, выполненных на внешней поверхности цилиндрической обоймы 2. Полюса 4 и 5 расположены диаметрально противоположно друг другу, полюс 3 расположен посередине между ними, в обойме 2 диаметрально среднему полюсу 3 выполнена прорезь 6, препятствующая замыканию потока фазы, состоящей из катушек 7 и 8, мимо ротора. На внешней поверхности обоймы 2 выполнены четыре выступа, радиальные оси которых расположены под углами в 45o к осям полюсов. Кольцевое разомкнутое ярмо 1 напрессовано на выступы обоймы 2 и полюса 3-5. Ярмо должно быть разомкнуто для того, чтобы силовые линии поля, создаваемого фазой, состоящей из катушек 7 и 8, не замыкались вкруговую мимо ротора, а также для возможности заведения катушек обмотки статора 7-12 на своим места до запрессовывания ярма. Часть ярма против прорези 6 между двумя примыкающими к ней выступами отсутствует. Катушки 7-12 обмотки статора наматываются отдельно на каркасах и надеваются на ярмо со стороны разомкнутой его части перед запрессовыванием в него магнитной обоймы 2 и полюсов 3-5. Внутренние стороны катушек располагаются между выступами магнитной вставки и полюсами, одна фаза обмотки включает в себя две катушки 7 и 8, расположенные по обе стороны от среднего полюса 3, а другая состоит из двух полуфаз, каждая из которых включает в себя две катушки (9, 10, 11, 12), расположенные по обе стороны от каждого из двух других полюсов (4 и 5). Катушки фаз соединяются между собой таким образом, что ось поля фазы, состоящей из катушек 7 и 8, совпадает с осью полюсов 4 и 5 (силовые линии этого поля имеют на чертеже горизонтальные стрелки), а ось поля фазы, состоящей из катушек 9 и 10, 11 и 12, совпадает с осью полюса 3 и прорези 6 (стрелки силовых линий этого поля вертикальны). Двигатель работает следующим образом. Каждая фаза статора при ее включении под напряжение создает пульсирующее магнитное поле. Распределение полей фаз в пространстве, от характера которого зависят свойства двигателя, определяется конструкцией двигателя. Так, часть поля фазы катушек 7, 8 проникает в ротор через выступы магнитной обоймы и полюса 4, 5. Силовые линии этого поля имеют на чертеже горизонтальные стрелки, его ось совпадает с осью полюсов 4, 5. Поле этой фазы действует на всей окружности ротора и характер его распределения можно регулировать, изменяя соотношения между шириной полюса, выступов магнитной обоймы, толщиной кольцевой части магнитной обоймы и диаметром отверстий в выступах обоймы (которые нужны для стяжки пакета листов вставки). Для его усиления в месте расположения полюсов 4 и 5 (именно здесь индукция этого поля должна быть максимальной) и предназначены эти полюса. Ось поля другой фазы, состоящей из полуфаз 9, 10 и 11, 12, совпадая с осью полюса 3, сдвинуто в пространстве на 90o по отношению к полю фазы 7, 8. Силовые линии этого поля имеют на чертеже вертикальные стрелки. Если поля двух фаз пульсируют и со сдвигом во времени (что должно обеспечиваться системой питания), то результирующее поле будет вращаться, что и является основным требованием к полю статора двигателя переменного тока. При этом будет создаваться вращающий электромагнитный момент, действующий на ротор (в асинхронном двигателе за счет токов, наведенных вращающимся полем статора в короткозамкнутой обмотке ротора, в синхронном двигателе с возбуждением на роторе за счет взаимодействия вращающегося поля статора и поля возбуждения ротора, в синхронном реактивном двигателе за счет стремления силовых линий вращающегося поля статора замкнуться по оси ротора с меньшим магнитным сопротивлением; во всех трех типах двигателей конструкция статора может быть одной и той же такой, как показано на чертеже). Для усиления этого поля по вертикальной оси служит полюс 3. Однако диаметрально с этим полюсом (на месте прорези 6) нельзя размещать еще один полюс, так как он должен был бы быть, как и полюса 3-5, охвачен снаружи ярмом, что, во-первых, привело бы к замыканию поля фазы 7-8 по ярму вкруговую, минуя ротор, а во-вторых, при замкнутом ярме исчезла бы возможность надевать на него катушки 7-11. В предлагаемом двигателе, как и в машинах с распределенной обмоткой, зоны действия двух фаз перекрывают друг друга, каждая фаза создает поле по всей окружности зазора. Распределение поля каждой фазы может быть близким к синусоидальному и регулироваться за счет выбора конструктивных соотношений в магнитопроводе статора: ширины полюса, толщины кольцевой обоймы, толщины ее части под полюсом, ширины выступов обоймы, диаметра отверстий в них (под стяжные шпильки или заклепки). При распределении поля по закону, близкому к синусоидальному, уменьшается отрицательное влияние высших пространственных гармоник, улучшаются рабочие характеристики двигателя. Сопряжение взаимно перпендикулярных пластин полюсов 3-5 и магнитной обоймы 2 обеспечивает специальный эффект: магнитная проводимость поперек узкой полоски обоймы под полюсом для поля, силовые линии которого проходят по этому полюсу, и проводимость для поля, силовые линии которого стремятся пройти вдоль полоски, существенно различны: если поперек полоски поле проходит практически беспрепятственно, то поле, стремящееся пройти вдоль узкой "подполюсной" части вставки, насыщает ее вдоль этого направления" и, встречая большое магнитное сопротивление, вытесняется в ротор. Поперек же листов полюсов это поле также практически не проходит. В результате участки магнитной системы статора приобретают "избирательную" магнитную проводимость, способствующую получению требуемого закона распределения в зазоре машины магнитных полей двух фаз: там, где поле одной фазы максимально и созданы все условия для максимальной магнитной проводимости этому полю, силовые линии другой фазы встречают наибольшее магнитное сопротивление, вытесняется в ротор и кривая его распределения проходит через ноль. Это и требуется в двухфазных машинах, где кривые распределения полей разных фаз сдвинуты на четверть периода. При намотке катушек вокруг ярма существенно уменьшаются длина витка и расход меди по сравнению с двигателями, имеющими распределенные обмотки, и даже с явнополюсными двигателями, например по сравнению с прототипом. Экономия меди достигается несмотря на то, что катушки одной из фаз (9 и 10, 11 и 12) использованы лишь наполовину, так как с каждой из этих катушек сцеплена лишь половина потока фазы. Зато катушки другой фазы (7 и 8) сцеплены со всем ее потоком и использованы полностью. Для уменьшения расхода как меди, так и электротехнической стали ярмо 1 может иметь ступенчатое сечение (как показано на чертеже), участки ярма с меньшим потоком можно выполнить с меньшей толщиной.Формула изобретения
Двухфазный двигатель переменного тока, содержащий разъемный статор с явно выраженными полюсами и с двухфазной обмоткой, состоящей из вставных катушек, наматываемых и изолируемых отдельно, отличающийся тем, что статор содержит три полюса, шихтованные из пластин, плоскости которых параллельны радиальной плоскости, проходящей через ось данного полюса и ось двигателя, полюса установлены в пазах, выполненных на внешней поверхности цилиндрической обоймы, шихтованной из пластин, перпендикулярных пластинам полюсов, два полюса расположены диаметрально противоположно друг другу, третий расположен посередине между ними, в обойме диаметрально среднему полюсу выполнена прорезь, препятствующая замыканию потока мимо ротора, на внешней поверхности обоймы выполнены четыре выступа, радиальные оси которых расположены под углами 45o к осям полюсов, на выступы и полюсы напрессовано кольцевое ярмо, разомкнутое между двумя выступами обоймы, размещенными по обе стороны от прорези в ней, а катушка двухфазной обмотки расположена на ярме, причем одна из фаз состоит из двух катушек, расположенных по обе стороны от среднего полюса, а другая из двух полуфаз, каждая из которых включает в себя две катушки, расположенные по обе стороны каждого из двух других полюсов.РИСУНКИ
Рисунок 1www.findpatent.ru
Двухфазный двигатель — электрический двигатель с двумя обмотками, сдвинутыми в пространстве на 90°. При подаче на двигатель двухфазного напряжения, сдвинутого по фазе на 90°, образуется вращающееся магнитное поле. Короткозамкнутый ротор двигателя обычно изготавливается в виде «беличьего колеса». Обычно число стержней короткозамкнутого ротора не связано с числом пар полюсов статора, то есть при двух парах полюсов статора число стержней ротора может быть например 14 штук. Есть некие соображения, по которым число стержней ротора должно быть связано с числом полюсов ротора.
Асинхронный однофазный электродвигатель.
Если прервать один из трех питающих проводов вращающегося асинхронного трехфазного электродвигателя, то при небольшой нагрузке он будет продолжать работу на одной фазе. В двигателе остается вращающееся поле. Однако при однофазном включении в состоянии покоя такой двигатель не будет работать даже без нагрузки. Если третью фазу обмотки подключить через конденсатор к одному из двух питающих проводов, то трехфазный двигатель, подсоединенный к сети однофазного тока, начнет работать и его рабочие характеристики будут сходны с характеристиками обычного трехфазного асинхронного двигателя.
Асинхронный двухфазный электродвигатель.
Рис. 1. Двухфазные асинхронные двигатели:
А — с короткозамкнутым ротором; б — с полым ротором
Вращающиеся магнитные поля могут быть созданы и двухфазными обмотками, если обе фазы этих обмоток пространственно смещены на 90° друг относительно друга.
Если фазы обмотки питать двумя токами, смещенными на 90° по фазе, то получается, как и в трехфазном электродвигателе, вращающееся магнитное поле.В двухфазном электродвигателе создается вращающий момент, обусловленный токами, вызванными вращающимся магнитным полем в стержнях ротора электродвигателя. Ротор получает ускорение до тех пор, пока он — как и в трехфазном асинхронном двигателе — не достигнет определенной конечной частоты вращения, которая ниже частоты вращения поля.
Если обе фазы обмотки ротора питать от одной и той же сети однофазного тока, то сдвиг фаз в одной из обмоток, необходимый для получения вращающегося поля, может быть реализован путем подключения конденсатора с достаточной емкостью. На рис.1, а показана схема двухфазного асинхронного двигателя с конденсатором при питании от сети переменного тока.
В настоящее время расширилась сфера применения двухфазного асинхронного двигателя в виде электродвигателя с полым ротором. В таком электродвигателе вместо обычного короткозамкнутого ротора применяется алюминиевый цилиндр, который может вращаться в воздушном зазоре между внешним и внутренним статорами.
Вращающееся поле вызывает в алюминиевом цилиндре вихревые токи, которые, взаимодействуя с магнитным полем в воздушном зазоре, создают вращающий момент. Цилиндр достигает конечной асинхронной частоты вращения, которая соответствует нагрузке на валу.
Небольшой момент инерции ротора электродвигателя обусловливает благоприятные рабочие характеристики. Электродвигатели с полым ротором рассчитаны прежде всего на небольшие мощности и применяются для автоматического регулирования в компенсационных и мостовых схемах. Одна из обмоток вместе с конденсатором подключается к сети с напряжением, а на вторую обмотку подается управляющее напряжение.
к.т.н., профессор Шишкин В.П. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МИКРОМАШИНЫ (рус.) (2001). — ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МИКРОМАШИНЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ.(недоступная ссылка — история) Проверено 6 февраля 2009. Однофазный и двухфазный асинхронный двигатель http://techno.x51.ru/index.php?mod=text&uitxt=948
brokgauz.academic.ru
/3. По окружности ротора, по существу, выполнен один зубец, поскольку его зубцы 5 и 6 размещены по коаксиальным друг другу поверхностям, следовательно, середины полюсных дуг, установленных на концах разных сердечников 7 и 8 полюсных наконечников, развернуты на 1/3 зубцового деления ротора относительно друг друга и оси симметрии роторных зубцов. Корпус 1 и немагнитная крышка 15 могут быть снабжены, например, колонками 16 и 17, с помощью которых жестко закрепляются полюсные наконечники. Обмотки 9 и 10 размещены каждая на своем сердечнике 7 и 8 между его наконечниками. Зубцы одного наконечника каждого из сердечников обращены к одному из зубцов ротора, а зубцы другого наконечника каждого из сердечников обращены к другому зубцу того же ротора. Ротор выполнен симметричным в аксиальном направлении с двумя полостями. В каждой из полостей между внешним 5 и внутренним 6 полукруглыми зубцами ротора размещено по сердечнику 7 и 8. Сердечник 8 установлен на торце немагнитного корпуса 1, а сердечник 7 - на торце немагнитной крышки 15. Двигатель работает следующим образом. При отсутствии тока в обмотках 9 и 10 статор устанавливают (например, в настенных электрочасах) в положение, при котором ось симметрии роторных зубцов ориентирована в направлении сил гравитации (фиг.4а). При подаче напряжения в одну из обмоток, например обмотку 9, в сердечнике 8 возникает магнитный поток, благодаря которому на ротор начинает действовать вращающий момент, стремящийся повернуть его таким образом, чтобы его зубцы заняли положение, соответствующее максимальной проводимости магнитной цепи для данного потока, т.е. чтобы зубцы 5 и 6 части 4 ротора (фиг.4а слева) повернулись по направлению наконечников 13 и 14 (т.е. к положению согласно фиг. 4б) под действием реактивного момента, обусловленного обмоткой 9 на сердечнике 8. Если после этого напряжение поступает в обмотку 10 (фиг.4б справа), то зубцы 5 и 6 части 3 ротора поворачиваются в направлении наконечников 11 и 12 и занимают положение согласно фиг.4в. По окончании импульса электрического тока зубцы ротора доворачиваются до исходного положения под действием момента, обусловленного силами гравитации (фиг.4в), завершая, таким образом, шаг, равный 2 . Высокие энергетические показатели предлагаемого двигателя обусловлены компактностью магнитной системы, позволяющей использовать пространство внутри ротора с высоким коэффициентом заполнения активными материалами. Стабильность величины шага обусловлена уже самой его величиной (дугой окружности). Направление вращения выходного вала зависит от того, в какую из обмоток импульс управления поступит раньше. Двигатель способен функционировать и в качестве реверсивного синхронного, например, при соединении согласно фиг.5. В этом случае направление вращения зависит от того, как включен конденсатор. При соответствующей схеме включения возможно обеспечить вращение в одну сторону при поступлении импульсов одной полярности и вращение в другую сторону при поступлении импульсов другой полярности. www.freepatent.ru
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в дискретном электроприводе. Известен реактивный синхронный двухфазный электродвигатель, содержащий статор с магнитопроводом в виде двух изолированных друг от друга в магнитном отношении сердечников, расположенных в полости имеющего по крайней мере два симметричных зубца ротора, каждый из сердечников на каждом из концов имеет по наконечнику с обращенным к активной поверхности пассивного ротора зубцом, между наконечниками на каждом из сердечников установлено по обмотке, оси обмоток совмещены с осями сердечников, оси у разных обмоток параллельны (авт.св. СССР N 520672, кл. Н 02 К 19/02, 1973). Целью изобретения является повышение использования пространства внутри ротора за счет повышения его заполнения активными материалами с одновременным расширением функциональных возможностей. На фиг.1 представлен предлагаемый двигатель; на фиг.2 - то же, вид слева; на фиг. 3 - то же, вид справа; на фиг. 4 - принцип действия двигателя согласно фиг. 1 - 3; на фиг. 5 - схема включения для варианта с реверсированием; на фиг.6 и 7 - схемы включения для вариантов с дистанционным реверсированием за счет изменения полярности импульсов переменного тока. В цилиндрическом корпусе 1, который изготовлен из немагнитного материала, на оси вращения 2 установлен полый ферромагнитный ротор, например, из двух идентичных частей 3 и 4, каждая из которых имеет диаметрально расположенные симметричные зубцы 5 и 6 полукруглой формы и установлена по отношению к другой части на общей диаметральной оси симметрии ротора. Внутри ротора расположены два идентичных сердечника 7 и 8 магнитопровода статора, изолированных друг от друга в магнитном отношении, с обмотками 9 и 10 управления. Оси сердечников 7 и 8 параллельны и расположены симметрично относительно оси вращения ротора. Каждый из сердечников 7 и 8 на каждом из концов имеет по полюсному наконечнику 11,12 и 13,14 соответственно с обращенным к активной поверхности ротора зубцом, причем центральный угол между серединами полюсных наконечников 12 и 14 или 11 и 13 в соответствии с числом зубцов ротора составляет 2 π/3. По окружности ротора, по существу, выполнен один зубец, поскольку его зубцы 5 и 6 размещены по коаксиальным друг другу поверхностям, следовательно, середины полюсных дуг, установленных на концах разных сердечников 7 и 8 полюсных наконечников, развернуты на 1/3 зубцового деления ротора относительно друг друга и оси симметрии роторных зубцов. Корпус 1 и немагнитная крышка 15 могут быть снабжены, например, колонками 16 и 17, с помощью которых жестко закрепляются полюсные наконечники. Обмотки 9 и 10 размещены каждая на своем сердечнике 7 и 8 между его наконечниками. Зубцы одного наконечника каждого из сердечников обращены к одному из зубцов ротора, а зубцы другого наконечника каждого из сердечников обращены к другому зубцу того же ротора. Ротор выполнен симметричным в аксиальном направлении с двумя полостями. В каждой из полостей между внешним 5 и внутренним 6 полукруглыми зубцами ротора размещено по сердечнику 7 и 8. Сердечник 8 установлен на торце немагнитного корпуса 1, а сердечник 7 - на торце немагнитной крышки 15. Двигатель работает следующим образом. При отсутствии тока в обмотках 9 и 10 статор устанавливают (например, в настенных электрочасах) в положение, при котором ось симметрии роторных зубцов ориентирована в направлении сил гравитации (фиг.4а). При подаче напряжения в одну из обмоток, например обмотку 9, в сердечнике 8 возникает магнитный поток, благодаря которому на ротор начинает действовать вращающий момент, стремящийся повернуть его таким образом, чтобы его зубцы заняли положение, соответствующее максимальной проводимости магнитной цепи для данного потока, т.е. чтобы зубцы 5 и 6 части 4 ротора (фиг.4а слева) повернулись по направлению наконечников 13 и 14 (т.е. к положению согласно фиг. 4б) под действием реактивного момента, обусловленного обмоткой 9 на сердечнике 8. Если после этого напряжение поступает в обмотку 10 (фиг.4б справа), то зубцы 5 и 6 части 3 ротора поворачиваются в направлении наконечников 11 и 12 и занимают положение согласно фиг.4в. По окончании импульса электрического тока зубцы ротора доворачиваются до исходного положения под действием момента, обусловленного силами гравитации (фиг.4в), завершая, таким образом, шаг, равный 2 π . Высокие энергетические показатели предлагаемого двигателя обусловлены компактностью магнитной системы, позволяющей использовать пространство внутри ротора с высоким коэффициентом заполнения активными материалами. Стабильность величины шага обусловлена уже самой его величиной (дугой окружности). Направление вращения выходного вала зависит от того, в какую из обмоток импульс управления поступит раньше. Двигатель способен функционировать и в качестве реверсивного синхронного, например, при соединении согласно фиг.5. В этом случае направление вращения зависит от того, как включен конденсатор. При соответствующей схеме включения возможно обеспечить вращение в одну сторону при поступлении импульсов одной полярности и вращение в другую сторону при поступлении импульсов другой полярности.
РЕАКТИВНЫЙ СИНХРОННЫЙ ДВУХФАЗНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий статор с магнитопроводом в виде двух изолированных друг от друга в магнитном отношении сердечников, расположенных в полости имеющего по крайней мере два симметричных зубца ротора, каждый сердечник на каждом конце имеет по наконечнику с обращенным к активной поверхности пассивного ротора зубцом, между наконечниками на каждом сердечнике установлено по обмотке, оси обмоток совмещены с осями сердечников, оси разных обмоток параллельны, отличающийся тем, что, с целью повышения использования пространства внутри ротора за счет повышения его заполнения активными материалами с одновременным расширением функциональных возможностей, зубцы ротора выполнены полукруглой формы и установлены по отношению друг к другу на общей диаметральной оси симметрии ротора, зубцы ротора размещены по коаксиальным одна к другой поверхностям, оси сердечников обмоток расположены в параллельных плоскостях, середины полюсных дуг, установленных на концах разных сердечников полюсных наконечников, развернуты на 1/3 зубцового деления ротора относительно одна другой и относительно оси симметрии роторных зубцов, зубцы одного наконечника каждого сердечника обращены к одному зубцу ротора, а зубцы другого наконечника каждого сердечника обращены к другому зубцу того же ротора, ротор выполнен симметричным в аксиальном направлении с двумя полостями, в каждой полости размещено между внешним и внутренним полукруглыми зубцами ротора по сердечнику обмотки, один сердечник с наконечниками установлен на торце полого немагнитного корпуса, а другой - соответственно на торце немагнитной крышки.
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 24-2000
Извещение опубликовано: 27.08.2000
bankpatentov.ru
Предлагаемая полезная модель относится к электрическим машинам и может быть использована в бытовых приборах или в двухфазных электроприводах.
Двухфазный синхронный индукторный двигатель содержит ротор с z, зубцами и статор с z=mp полюсами (большими зубцами), на внутренней поверхности которых выполнено з элементарных зубцов таким образом, что z2=mp(s-i)±p, где 1=0, 1,2...- простое число, в пазы между полюсами уложена двухфазная обмотка, образованная катушками, на каждом полюсе расположены две катушки, выполненные с зубцовым шагом, в пределах фазы катушки соединены последовательно. При этом катушки выполнены с числами битков
- где k - порядковый номер большого зубца, j - номер фазы, в зависимости от которых знак «плюс» в выражении означает, что kj - я катушка включена по отношению к первой катушке, j - ой фазы согласно, знак «минус» - встречно.
Предложенный синхронный индукторный двигатель имеет более широкие функциональные возможности.
Предлагаемая полезная модель относится к электрическим машинам и может быть использована в бытовых приборах, или б двухфазных электроприводах.
Известен двухфазный синхронный индукторный двигатель [Патент Российской Федерации №2079951, Н 02 K 19/06, БИ №14, от 20.05.97], содержащий зубчатый ротор и статор с z = mps полюсами (большими зубцами), на внутренней поверхности которых выполнены элементарные зубцы, в пазы между полюсами уложена двухфазная обмотка, образованная одноименными катушками, каждая катушка выполнена с зубцовым шагом и по отношению к соседним катушкам включена согласно, в пределах фазы все катушки включены последовательно.
Недостатком такого двигателя является необходимость работы от специального 4-х фазного инвертора и ограниченные функциональные возможности.
Также известен двухфазный синхронный индукторный двигатель, являющийся прототипом, [A.с. СССР №7545585, от 07.08.80], содержащий зубчатый ротор и статор с полюсами (большими зубцами), на внутренней поверхности которых выполнены элементарные зубцы, в пазы между полюсами уложена двухфазная обмотка якоря, состоящая из катушек с зубцовым шагом и обмотка возбуждения, состоящая из катушек, охватывающих два зубца.
Недостатком прототипа являются ограниченные функциональные возможности.
Задачей полезной модели является создание двухфазного синхронного индукторного двигателя с более широкими функциональными возможностями.
Поставленная задача достигается тем, что в двухфазном синхронном индукторном двигателе, содержащем ротор с z, зубцами и статор с z = mρ
полюсами (большими зубцами), на внутренней поверхности которых выполнено s элементарных зубцов таким образом, что z=mp(s-I)±ρ - где i=1, 2,...- простое число, в пазы между полюсами уложена двухфазная обмотка, образованная катушками, на каждом полюсе расположены две катушки, выполненные с зубцовым шагом, в пределах фазы катушки соединены последовательно, при этом катушки выполнены с числами витков
где j - номер фазы, kj - порядковый номер большого зубца, б зависимости от которых знак «плюс» в выражении означает, что kj - я катушка включена по отношению к первой катушке j - ой фазы согласно, а знак «минус» - встречно.
На фиг.1 приведена конструктивная схема предлагаемого двухфазного синхронного индукторного двигателя, на фиг.2 - схема его обмотки, на фиг.3 - пространственные МДС в различные моменты времени.
Двухфазный синхронный индукторный двигатель (Фиг.1) состоит из ротора 1 с зубцами 2 и статора 3. На статоре имеются большие зубцы 4-11, на внутренней поверхности которых могут быть выполнено по s элементарных зубцов. На Фиг.1 принято, что число элементарных зубцов на полюсе s=1, разность между числами зубцов статора и ротора ρ = 2, число полюсов больше числа фаз в m = 4 раз. Б пазы между полюсами (большими зубцами) уложена двухфазная обмотка, состоящая из одноименных катушек с зубцовым шагом. Первая фаза образована катушками, расположенными на полюсах с номерами 4, 5, 6, 8, 9, 10. Вторая фаза образована катушками, расположенными на полюсах 4, 6, 7, 8, 9, 11. Катушки выполнены с числами витков
где j - номер фазы, k - порядковый номер большого зубца, в зависимости от которых знак «плюс» в выражении означает, что kj - я катушка включена по отношению к первой катушке j - он фазы согласно, а знак «минус» - встречно. Число витков в катушках первой фазы определяются согласно
, а число витков второй фазы
согласно
. Соответственно, число витков в четвертой, шестой, восьмой и десятой катушках первой фазы равно
; число витков в пятой и девятой катушках первой фазы равно W1; число витков в четвертой, шестой, восьмой и десятой катушках второй фазы равно
; число витков в седьмой и одиннадцатой катушках второй фазы -
. Катушки первой фазы с номерами 4, 6, 9 включены согласно, катушки первой фазы с номерами 5, 8, 10 - встречно. Катушки второй фазы с номерами 4,7,10 включены согласно, катушки второй фазы с номерами 5, 8, 11 - встречно.
Двигатель работает следующим образом. При подаче напряжения на выводы обмотки, по ней протекает ток, создающий в воздушном зазоре магиподвижущую силу F. Пространственный закон изменения МДС под полюсами в различные моменты времени представлен на Фиг.3. Соответственно ротор в каждый момент времени будет стремиться занять такое положение, чтобы оси его зубцов совпадали с осями тех зубцов на внутренней поверхности полюсов статора, значение МДС в пределах которых максимально. Например, на Фиг.3а показано, что максимальное значение МДС создается обмоткой в районе больших зубцов статора с номерами 5, 9 и. соответственно, ротор будет стремиться занять такое положение, чтобы оси его зубцов совпадали с осями больших зубцов с номерами 5, 9; а на Фиг- 36 - максимальное значение МДС в районе больших зубцов с номерами 4 и 8 и, соответственно, ротор займет такое положение, чтобы оси его зубцов совпадали с осями больших зубцов 4 и 8.
В отличие от прототипа, предлагаемый двигатель не ну ж дается в дополнительном источнике постоянного тока, так как нет обмотки возбуждения и может работать как в составе электропривода, так и в нерегулируемом режиме, например при наличии конденсатора,- от промышленной однофазной сети. Следовательно, в сравнении с прототипом, предлагаемый двигатель имеет более широкие функциональные возможности.
Двухфазный синхронный индукторный двигатель, содержащий ротор с z2 зубцами и статор с z=mp полюсами (большими зубцами), на внутренней поверхности которых выполнено s элементарных зубцов, таким образом, что z2=mp(s+i)±p,
где i=0, 1, 2,... - простое число;
m=4, 5, 6,... - простое число;
р - разность между числами зубцов статора и ротора,
в пазы между полюсами уложена двухфазная обмотка, образованная катушками, на каждом полюсе расположены две катушки, выполненные с зубцовым шагом, в пределах фазы катушки соединены последовательно, отличающийся тем, что катушки выполнены с числами витков
где k - порядковый номер большого зубца;
j - номер фазы,
в зависимости от которых знак «плюс» в выражении означает, что kj-я катушка включена по отношению к первой катушке j-й фазы согласно, знак «минус» - встречно.
ФАКСИМИЛЬНОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ
| Реферат: | |
| Описание: | |
| Рисунки: |
MM1K - Досрочное прекращение действия патента (свидетельства) Российской Федерации на полезную модель из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента (свидетельства) в силе
Дата прекращения действия патента: 22.10.2007
Извещение опубликовано: 10.05.2009 БИ: 13/2009
bankpatentov.ru
