Синхронный электродвигатель с двойной электромагнитной редукцией частоты вращения

 

1. СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРа ДВИГАТЕЛЬ С ДВОЙНОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ РЕДУКЦИЕЙ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ, содержащий зубчатый статор с :мндгофазной распределенной обJ / г ) ЛЛЙЙЙ/;;. ..,:, ,-. .; моткой, полый ротор с зубцамн на внешней и внутренней поверсностях, расположенный коаксиально (статору, зубчатый массивный рогор, расположенный ко ксиально полому ротору, и ферромагнитный Kopnj, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода активных материалов, каждая фаза обмотки вьшолнена из двух параллепьньк ветпвей, расположенньк в пространстве под углом (где п. - любое целое число), каждая ветвь состоит из h лветушек , размещенных под углом 23Г/П, катушки параллельных вегвей выполнены с одинаковым направлекиеы намоткн, причем начало катушки одной из ветвей фазы подсоединено к одному из электродов одного вентиля, ко){ец катушки /фуго и ветви этой же фазы подсоединен к электроду противоположной полярности другого вентиля. ff

СОЮЗ СОВЕТСКИХ °

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (!1) Зд!) Н 02 К 1 9/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

tl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3326813/24-07 (22), 10.08.81 (46) 30.03.83. Бюп. № 12 (72) В. Н. Погодин, О. А. Гущина, К. Е. Кудряшев, Н. Ф. Лукьянов и и А. С. Куракин (71) Специальное конструкторское бюро систем промышленной автоматики Чебоксарского производственного объединения

Промприбор (53) 621. 313.323 (088.8) (56) 1. Авторское свндетелытво СССР

¹ 613454, кл. Н 02 К 19/06, 1976.

2. Тихоходные безредукторные мнкроэлектродвигатели. Под. ред. П. Ф. Каасика. Л., Энергия", 1974, с. 19. (54) (57) 1. СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ С ДВОЙНОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ РЕДУКЦИЕЙ ЧАСТОТЫ

ВРАЩЕНИЯ, содержащий зубчатый ста вор с многофазной распределенной о61 - ® моткой, полый рс тор с зубцами на внепФ ней и внутренней поверхностях, расположенный коаксиально <статору, зубчатый, массивный pomp, расположенный коаксиально полому ротору, и ферромагнитный корпус, о т л и ч а ю m и и с я тем, что, с целью снижения расхода активных материалов, каждая фаза обмотки выполнена из двух параллельных ветвей, расположенных в пространстве под углом Т!ь (где.!) — любое целое число), каждая ветвь состоит из т) ка,тушек, размещенных под углом 2У/А, катушки параллельных ветвей Выполнены с одинаковым направлением намотки, причем начало катушки одной из ветвей Я фазы подсоединено к одному из электродов одного вентиля, конец катушки дру: гой ветви этой же фазы подсоединен и электроду противоположной полярности другого вентиля. B

Х продольный разрез, на фиг. 2 — то же поперечный разрез; на фиг. 3 - электрическая схема электродвигателя; на фиг.4 изменение питающего найряжения.

Электродвигатель (фиг. 1) содержит корпус 1 из ферромагнитного материала, в котором установлен статор 2 с обмоти .кой 3 переменного тока, полый ротор 4 из ферромагнитного материала с зубцами 5 и 6 на наружной. и внутренней поверхностях, массивный ротор 7 с зубцами. 8 на наружной поверхности, расположенный коаксиально со статором 2. и полым ротором 4, переднюю крышку

9 из немагнитного материала и заднюю крышку 10 из феррома1 нитного материа. ла.

В приведенном варианте исполнения статор 2 (рис. 2) выполнен с двенадцатью полюсами 11 - 22. На внутренней поверхности cvaaopa 2 расположено тридцать шесть зубцов 23 (по три зубца на каждом полюсе). На наружной и внутренней поверхностях полого ротора 4 и поверхности массивного ротора

7 расположено соответственно пятьдесят, сорок весемь и сорок шесть зубцов.

Каждая фаза обмотки 3 состоит из двух параллельных ветвей, расположенных в пространстве под углом УIn = 90 о (в приведенном варианте исполнения двигarena = 2). Например, Обмотка. из фаз (фиг. 2 и 3) состоит из ветвей, образованных катушками 24, 25 и 26, 27. Каждая ветвь состоит из - 2 катушек 24 — 31. Например, одна из параллельных ветвей той же фазы.обрнэована катушками 24 и 25, сдвинутыми друг относительно друга на угол 27)In = = 180 . Катушки 24 — 31 параллельных ветвей имеют одинаковые направления намотки, В каждую ветвь включен венI тиль 32. Вентили 32 в параллельных ветвях включены встречно.

Электродвигатель може бьггь реа1

JIHB08aH с другим числом Ilonlocos 11.22 и числом зубцов 23 статора 2 и

1 10088

Изобретение относится к электричес= ким машинам, а именно к синхронным электродвигателям с двойной элекгромач. нитной редукцией, которые могут быть . использованы в качестве силового исполнительного тихОходнОГО двигателя . в системах автоматического регулироваНИЯ °

Известны синхронные электродвигате ля с двойной электромагнитной редукци- tO ей, содержащее зубчатый статор с обмоткой переменного тока и несколько зубча-. тых роторов, например редукторный элек.тродвигa:råëü 1 1 .

Однако данные электродвигатели слож ны в изготовлении, а также имеют уве -. личенный расход активных мат риалов и значительные габариты.

Наиболее близок к предлагаемому, электродвигатель с двойной электромагни"н и ной редукцией частоты вращения, который сопержнт зубчатый статор с многофаэной обмоткой переменного тока, полый ротор с зубцами на внешней и внутренней поверхностях, расположенный коаксиально ета- р

:гору, зубчатый массивный ротор из ма

° нитомягкого материала, расположенный в расточке полого ротора, обмотку возбуждения и ферромагнитный корпус.

Однако известный электродвигатель

Имеет повышенный расход меди из-за наличия обмотки возбуждения и сложную конструкцию. В этом двигателе переменный поток, возбужденный обмоткой стат ра, проходит в радиальном направлении и поэтому может замыкаться по спинке полого ротора, уменьшая величину потока, проходящего через вт,орой зазор.

Для того, чтобы роток статора бил направлен через оба зазора, полый ротор в указанной конструкции выполняется из отдельных продольных зубцов, разделенных немагнитными промежутками, что усложняет конструкцию полого ротора и двигателя в целом, Бель изобретения — снижение расхода активных материалов.

Для достижения поставленной цели

s синхронном электродвигателе с двойной электромагнитной редукцией, содержащем зубчатый erarop с многофазной распреде- ленной обмоткой, полый ротор с зубцами

На внешней и внутренней поверхностях, расположенный коаксиально статору, зубчатый массивный ротор, расположенный .коаксиально полому ротору, и ферромагнитный окорпус, каждая фаза обмотки выполнена иэ двух параллельных ветвей, расположенных в пространстве под углом

56 г

7iItI (где .p - любое целое число),I каждая ветвь состоит из II катушек, размещенных под углом 2Т(п, катушки папараллельных ветвей имеют одинаковые направления намотки, причем начало катушки одной из ветвей фазы подсоединено к одному жз. электродов одного вентиля, конец катушки другой ветви этой же, фазы подсоединен к электроду противоположной полярности другого вентиля.

Н а фиг. 1 представлен электродвигатель, 1008656

3 зубцов 5,6 и 8 обоих роторов 4 и 7, а кроме того, передняя крышка 9 может быть выполнена из ферромагнитногс материала. Ротор 4 может быть выпол1 нен цельным из ферромагнитного материала.

Предлагаемый электродвигатель работает следукицим образом.

При включении обмотки 3 на переменное напряжение возникает врашакнцееся . магнитное поле, которое создает ункполярный магнитный поток, проходящий через статор 2, зубцы 5 и 6 полого ротора 4, зубцы массивного ротора 7, ярмо ЗЗ массивного ротора 7 (в аксиальном направлении), заднюю. крышку

10 и корпус 34 craropa 2 (фиг. 1).

Образование вращающегося унипочярф ного магнитного поля происходит следующим образом.

В момент времени 1- (фиг..4) напря- жение фазы А положительно и имеет максимальное значение, а напряжение фаз B и С отрицательны. Под действием положительного напряжения возбуждаются катушки 26 и 27 (фиг. 2 и 3).

Под действием отрицательного напряжения фаз8 и С возбуждаются катушки

28 — 31.

Через остальные катушки ток не про. текает. Под полюсами 13 — 17 и диаметрально расположенными полюсами

19 — 22 и 11 создается намагниченность одной и той же полярности, в результате чего магнитный поток проходит в аксиальном направлении. При этом под полюсами 15 и 21 поток создается тремя фазами, под полюсами 14,16 и

20,22 — двумя фазами,а под полюсами

13, 17, 11 и 19 — одной фазой, в реъ эулитате чего в момент времени 1. магнитное поле имеет максимальное значение под полюсами 15 и 21. При этом полый ротор 4 занимает положение, соответствующее максимальной производимости.

В момент времени 1 магнитное поле

f .имеет максимальное значение под полюсами 14 и 20, в результате чего попый ротор 4 поворачивается и опять ааS нимает положение, соответствующее максимальной проводимости. При враще-. нии полого ротора 4 образуется вращающееся магнитное поле s рабочем задоре массивного ротора 4. Взаимодействие

10 зубцов 8 массивного ротора 7 с этим полем вызывает появление момента, цри. водяшего во вращение массивный ротор

7. В результате этот ротор 7 вращает ся со скоростью, определяемой по форiS муле: 1

И г г„ где 4 — частота питающей сети; — число зубцов 5 полого рото1 ра 4, расположенных на наруж20 ной поверхности

7 — число зубцов 6 полого ротора 4, расположенных íà внуъ ренней поверхности; — число зубцов 8 массивного ро3 тора 7.

В рассматриваемом примере

50 Ги 2 50 2Т 48 23 46

Частота вращения массивного ротора 7 равна

30 n = 50, 50 — 48 = 1/23 об/с

50 46

Конструкция позволяет отказаться от возбуждения двигателя специальнымпо

cToÿHíûì магнитом или обмоткой возбужЗЗ дения, питаемой постоянным током ко» горая в известной конструкции установлена на подшипниковом щите, а также выполнить полый porop 4 цельным из ферромагнитного материала в силу, того, что обмотка 3 создает униполярный поток, исключая, тем, самым, во:-4 можность замыкания потока радиально по спинке полого ротора 4. Кроме того, в предлагаемом электродвигателе по сравнению с прототипом число воздушных зазоров на пути потока снижено.

Все это позволяет снизить расход ак.тивных материалов, уменьшить вес и

1упростить конструкцию электродвигателя.

i 0088Ì

1008856

/

/ ! !

1 !

1

1008856

Тираж 685 П одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по дедам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2355/65

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, уа. Проекгная, 4

Составитель В, Трегубов

Редактор Л. Пчелинская Техред И.Гайду Корректор Ю. Макаренко