ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА


RU (11) 2303325 (13) C1

(51) МПК
H02K 57/00 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2006107246/09 
(22) Дата подачи заявки: 2006.03.09 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2006.03.09 
(45) Опубликовано: 2007.07.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 1483561 A1, 30.05.1989. RU 2092959 C1, 10.10.1997. RU 2218652 C2, 10.12.2003. RU 2158464 С2, 27.10.2000. ЕР 0945964 А2, 29.02.1999. US 6476534 А2, 05.11.2002. 
(72) Автор(ы): Хван Александр Дмитриевич (RU); Дикарев Михаил Александрович (RU); Хван Юрий Яковлевич (RU); Хван Дмитрий Владимирович (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" (RU) 
Адрес для переписки: 394026, г.Воронеж, Московский пр-кт, 14, ГОУВПО "ВГТУ", патентный отдел 

(54) ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к области электротехники, а именно к регулируемым двигателям переменного тока, и может быть использовано при проектировании и производстве электропривода, необходимого для плавного и экономичного регулирования скорости вращения вала в широких пределах ее изменения с сохранением достаточно высокого пускового момента. Сущность изобретения заключается в том, что статор двигателя состоит из двух частей - асинхронной и магнитной с независимыми обмотками возбуждения на их полюсах, оси которых расположены в параллельных плоскостях и под углом друг к другу. Технический результат от использования данного изобретения состоит в обеспечении возможности создания электродвигателя переменного тока практически любой мощности, обладающего достаточно простой конструкцией и низкой стоимостью, с экономичным и плавным регулированием скорости вращения вала в широких пределах ее изменения при сохранении необходимого, достаточно высокого пускового момента, а также значительного снижения стоимости электропривода. 3 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к электротехнике, а именно к регулируемым двигателям переменного тока, и может быть использовано при проектировании и производстве электропривода, необходимого для плавного и экономичного регулирования скорости вращения вала в широких пределах ее изменения с сохранением достаточно высокого пускового момента.

Известна конструкция коллекторного двигателя переменного тока [1], принцип действия которого основан на законах электромагнитной индукции и притяжения электромагнита к магнитному материалу.

Существенными недостатками данного двигателя являются конструктивная сложность и наличие тяжелых условий коммутации, что ограничивает широкое применение их на практике.

Изобретение направлено на создание регулируемого электродвигателя переменного тока без коллектора с целью упрощения его конструкции и устранения тяжелых условий коммутации.

Это достигается тем, что статор включает в себя две части - асинхронную и магнитную с явно выраженными полосами и независимыми друг от друга обмотками возбуждения на них, оси которых расположены в параллельных плоскостях и под углом друг к другу, а наконечники магнитной части имеют клювообразную форму, обеспечивающую уменьшение воздушного зазора.

На фиг.1 изображен предлагаемый электродвигатель: на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.3 показаны механические характеристики двигателя.

Статор двигателя включает в себя две части - асинхронную 1 и магнитную 2 с явно выраженными полюсами, оси которых расположены в параллельных плоскостях и под углом друг к другу (фиг.2). Асинхронная часть сектора имеет наконечники обычной формы, а магнитная - клювообразную форму, обеспечивающую уменьшение воздушного зазора. На фиг 2 они показаны соответственно сплошной и пунктирной линиями.

На полюсах асинхронной и магнитной частей статора установлены независимо друг от друга соответственно обмотки возбуждения 3 и 4, и тем самым они представляют собой два независимых друг от друга магнитопровода.

На валу 5, вращающемся в соответствующих опорах в корпусе статора, установлен жестко якорь 6 с короткозамкнутыми обмотками 7, тем самым представляющий собой электромагнит.

Электродвигатель работает следующим образом.

При подключении обмоток 3 к источнику напряжения в асинхронной части статора 1 возникнет главный магнитный поток Ф (см. фиг.1 и 2), который в свою очередь индуцирует в короткозамкнутых обмотках 7 якоря э.д.с. Мгновенное направление последних показано на фиг.2 попарно крестиками и точками. Указанные э.д.с. будут возбуждать в магнитной части статора 2 поток Ф1, который, взаимодействуя с ее полюсами, создает вращающий якорь момент М 1. Поток Ф1, стремясь укоротить свою протяженность, будет поворачивать якорь 6 против часовой стрелки моментом М1.

Для увеличения вращающего момента М1 подают на обмотки 4 ток возбуждения, направление которого выбирается таким образом, чтобы направление возникающего под действием этого тока в полюсах 2 магнитного потока совпадало с потоком Ф1.

Асинхронная часть статора совместно с якорем представляют собой «асинхронный двигатель» с явно выраженными полюсами без начального момента. В связи с этим с увеличением скорости вращения якоря 6 и под действием магнитного потока Ф1 в «асинхронном двигателе» будет возникать возрастающий момент М 2, достигающий своего максимального значения при скольжении S=0,2 (соответствует n 2800 об/мин). Таким образом, якорь двигателя вращается под действием результирующего момента (М), равного сумме моментов, создающихся за счет потока Ф1 в магнитной части статора (M1) и «асинхронном двигателе» (М2).

На фиг.3 представлены графики изменения указанных моментов (механические характеристики) в зависимости от числа оборотов n и скольжения S. Здесь 1-M 1=f1(n); 2-М2 =f2(S); 3-М=М1+М 2; Мn - пусковой момент, создаваемый потоком Ф1. Механическая характеристика М=f1(n)+f2(S) предлагаемого двигателя является жесткой, что обеспечивает высокопроизводительную работу всего электропривода в транспортных средствах.

Регулированные скорости вращения якоря двигателя можно производить тремя способами:

1) изменением напряжения только в обмотках полюсов асинхронной части статора;

2) изменением напряжения только в обмотках полюсов магнитной части статора;

3) одновременным изменением напряжений в вышеуказанных обмотках.

Применение предлагаемого изобретения в промышленности позволит создавать практически любой мощности двигатели переменного тока с достаточно простой конструкцией, экономичным и плавным регулированием скорости вращения вала в широких пределах ее изменения, сохраняя при этом необходимый высокий пусковой момент, а также значительно снизить стоимость электропривода.

Источники информации

1. А.С. СССР №1483561, кл. Н02К 27/06, 1989.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Электродвигатель переменного тока, содержащий статор с магнитоприводом и якорь с электромагнитом, отличающийся тем, что статор содержит две части - асинхронную и магнитную с явно выраженными полюсами и независимыми друг от друга обмотками возбуждения на них, оси которых находятся в параллельных плоскостях и под углом друг к другу, а наконечники магнитной части имеют клювообразную форму, обеспечивающую уменьшение воздушного зазора.