СИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ РЕДУКЦИЕЙ

СИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ РЕДУКЦИЕЙ


RU (11) 2066912 (13) C1

(51) 6 H02K19/06 

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

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

(21) Заявка: 94010314/07 
(22) Дата подачи заявки: 1994.03.25 
(45) Опубликовано: 1996.09.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1.Каасик П.Ю. Тихоходные безредукторные микродвигатели.- М.: Энергия, 1974, с. 8-9. 2. Патент Франции N 2272519, кл. H 02 K 19/24, 1975. 
(71) Заявитель(и): Лузин Михаил Иванович 
(72) Автор(ы): Лузин Михаил Иванович 
(73) Патентообладатель(и): Лузин Михаил Иванович 

(54) СИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ РЕДУКЦИЕЙ 

Использование: в качестве тихоходных силовых электродвигателей. Синхронный двигатель с электромагнитной редукцией, содержит зубчатый статор с числом зубцов Zp, зубчатый статор и m-фазную обмотку, каждая фаза которой состоит из двух параллельно соединенных между собой полуфаз с включенными в них диодами. Полуфазы каждой фазы смещены относительно друг друга на 180 электрических градусов. Статор выполнен с равномерно распределенными по окружности зубцами, число которых Zc связан с числом зубцов ротора Zp соотношением Zp = Zc p, где p = 1, 2, 3... - число пар полюсов расположенной в статоре m-фазной обмотки, которая выполнена распределенной. Полуфазы в каждой фазе соединены между собой встречно, а конец второй полуфазы соединен с началом первой полуфазы. Диоды в полуфазах каждой фазы включены согласно относительно начала этих полуфаз, а каждая полуфаза состоит из p согласно соединенных между собой катушечных групп. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области электротехники, а точнее к тихоходным синхронным двигателям с электромагнитной редукцией.

Известны синхронные реактивные двигатели с электромагнитной редукцией, содержащие зубчатый статор, в пазах которого размещена многофазная обмотка, и зубчатый ротор, число зубцов которого Zp связано с числом зубцов статора Zc соотношением Zp Zc 2 p, где p число пар полюсов обмотки статора. Частота вращения ротора этого двигателя определяется по формуле n 120 f/Zp, где n частота вращения ротора в оборотах в минуту, f частота питающего напряжения в Гц (см. книгу П.Ю.Каасика. Тихоходные безредукторные микродвигатели. М. Энергия, 1974, с. 8-9).

Такие двигатели отличаются от других типов двигателей с электромагнитной редукцией наиболее простой конструкцией, т.к. не содержат обмотки возбуждения и выполняются однопакетными. Однако они не находят широкого применения из-за необходимости разгона ротора перед подключением обмотки к многофазному напряжению, т. к. за один электрический период питающего напряжения ротор поворачивается на два зубчатых деления, что исключает возможность самозапуска.

Частично указанные недостатки устранены в синхронном двигателе с электромагнитной редукцией, содержащем зубчатый ротор, статор с полюсами, на внутренней поверхности которых выполнены зубцы, и многофазную обмотку, каждая фаза которой содержит параллельно соединенные между собой две полуфазы, смещенные относительно друг друга на 180 электрических градусов и содержащие встречно включенные диоды, причем каждая полуфаза состоит из последовательно и согласно соединенных между собой катушек, размещенных на диаметрально расположенных зубчатых полюсах (см. патент Франции N 2272519, 1975).

В таком двигателе за один электрический период питающего напряжения осуществляется поворот ротора только на одно зубцовое деление, что значительно повышает пусковой момент двигателя, поэтому при низкой частоте вращения ротора до 20-25 об/мин и частоте питающего напряжения 50 Гц он становится самозапускающимся.

Однако этот двигатель, также как и вышеописанный, имеет ограниченное применение, т. к. из-за больших потерь в меди многофазной обмотки, которые, как правило, превышают полезную мощность на валу ротора, имеют низкий КПД. Кроме того, из-за сосредоточенной обмотки статора в таком двигателе не обеспечивается плавное вращение ротора, а самозапускающимся он является только при очень низкой частоте вращения.

Целью данного изобретения является устранение указанных недостатков, т. е. повышение пускового момента, КПД и плавности вращения синхронного двигателя с электромагнитной редукцией.

Указанная цель достигается тем, что в синхронном двигателе с электромагнитной редукцией, содержащем зубчатый ротор с числом зубцов Zp, зубчатый статор и m-фазную обмотку, каждая фаза которой состоит из двух параллельно соединенных между собой полуфаз с включенными в них диодами, причем полуфазы каждой фазы смещены относительно друг друга на 180 электрических градусов, статор выполнен с равномерно распределенными по окружности зубцами, число которых Zp связано с числом зубцов ротора Zp соотношением Zp Zc p, где p 1, 2, 3. число пар полюсов расположенной в статоре m-фазной обмотки, которая выполнена распределенной, при этом полуфазы в каждой фазе соединены между собой встречно, т.е. конец первой полуфазы соединен с началом второй полуфазы, а конец второй полуфазы соединен с началом первой полуфазы, причем диоды в полуфазах каждой фазы включены согласно относительно начала этих полуфаз, а каждая полуфаза состоит из p согласно соединенных между собой катушечных групп, т. е. конец первой катушечной группы соединен с началом второй катушечной группы и т.д.

Кроме того, для упрощения монтажа выводных концов обмотки при соединении фаз звездой, в каждой фазе диод первой полуфазы подключен катодом к началу полуфазы, а диод второй полуфазы подключен анодом к ее концу.

На фиг.1 представлен общий вид двигателя с электромагнитной редукцией в разрезе.

На фиг.2 представлена развернутая схема трехфазной обмотки двигателя.

Предложенный двигатель с электромагнитной редукцией содержит: зубчатый статор 1 (см. фиг.1), выполненный из листовой электротехнической стали с равномерно распределенными по окружности зубцами 2, число которых Zc 36; зубчатый ротор 3, выполненный также из листовой электротехнической стали с равномерно распpеделенными по окружности зубцами 4, число которых Zp определяется из соотношения Zp Zc p 36 2 34, где p число пар полюсов расположенной в пазах статора 1 трехфазной обмотки 4, принятое равным двум. Трехфазная обмотка 5 (см. фиг.2) выполнена распределенной и каждая ее фаза состоит из параллельно и встречно соединенных между собой полуфаз, например, в фазе А-Х конец первой полуфазы Х соединен с началом второй полуфазы A2, а конец второй полуфазы X2 соединен с началом первой полуфазы A1. Аналогично соединены между собой полуфазы в фазах B-Y и C Z. При этом, полуфазы каждой фазы смещены относительно друг друга на 180 электрических градусов, например, в фазе A-Х полуфаза A2-X2 смещена относительно полуфазы A1-X1 на 180 электрических градусов. Аналогично смещены полуфазы в фазах B-Y и C-Z. Кроме того, параллельно соединенные между собой полуфазы каждой фазы содержат согласно включенные относительно начала этих полуфаз диоды, например, диоды в полуфазах A1-X1 и A2-X2 фазы A-X включены согласно относительно начала этих полуфазах A1 и A2. Аналогично включены диоды в полуфазах фаз B-Y и C-Z. Причем для упрощения монтажа выводных концов обмотки при соединении фаз звездой, диоды в полуфазах A1 X1, B1-Y1, C1-Z1 подключены катодом к началу этих полуфаз A1, B1, C1, а в полуфазах A2-X2, B2 -Y2, C2-Z2 анодом к концам этих полуфаз X2, Y2, Z2, т.к. в этом случае объединенные в общую точку выводные концы X1, Y1, Z1 и A2, B2, C2 не содержат диодов. Каждая полуфаза обмотки 5 состоит из двух катушечных групп (т.к. p - число пар полюсов обмотки равно 2), соединенных между собой согласно, т.е. конец первой катушечной группы соединен с началом второй катушечной группы, а каждая катушечная группа содержит по три последовательно соединенных между собой катушек, выполненных с шагом обмотки, равным полюсному делению , которое равно Zc/2p 36/22 9 зубцовым делениям статора 1. Фазы двухслойной обмотки 5 соединены между собой по схеме звезда, т. е. концы фаз X, Y, Z объединены в общую точку, как и в обычных трехфазных обмотках.

Работает предложенный синхронный двигатель с электромагнитной редукцией следующим образом. При подключении выводных концов А, В, С фаз обмотки к трехфазному напряжению в статоре 1 возникает вращающееся магнитное поле, которое, взаимодействуя через зубцы 2 статора 1 с зубцами 4 ротора 3, приводит последний во вращение. Частота вращения ротора 3 в оборотах в минуту определяется по формуле n 60f/p i, где f частота напряжения трехфазной сети в Гц; p число пар полюсов обмотки статора; i коэффициент редукции двигателя, определяемый из соотношения i Zp/ Zc-Zp Подставляя значения f 50 Гц, p 2, a i 17 в эту формулу, находим n 6050/217 88,2 об/мин. Для наглядности на фиг. 2 стрелками обозначены катушки полуфаз A1-X1 и С2-Z2, по которым проходит ток в момент времени, когда амплитуда тока в фазе А равна амплитуде тока в фазе С, а ток в фазе В отсутствует. Полуфазы A1-X1 и C2-Z2 смещены относительно друг друга на 60 электрических градусов, что соответствует 30 угловым градусам или трем зубцовым делениям статора 1, поэтому своими катушечными группами они создают результирующую намагничивающую силу в зубцах 2 статора 1, расположенных между 10 и 18, а также между 28 и 36 пазами статора (см. фиг.1), которые взаимодействуя с зубцами 4 ротора 3, создают вращающий момент, направление которого указано стрелкой.

Благодаря распределенной обмотке, выполненной с шагом, равным полюсному делению и равномерно распределенным по окружности статора зубцам, исключается пульсация результирующей намагничивающей силы полюсов за период питающего напряжению, что обеспечивает плавное вращение ротора, а также значительное уменьшение потерь в меди и соответственно повышение КПД двигателя. При этом выполнение обмотки с шагом, равным полюсному делению, позволяет при запуске двигателя перераспределятся магнитному потоку в пределах полюсного деления, повышая этим пусковой момент двигателя.

Предложенный двигатель с электромагнитной редукцией может быть выполнен с соединением фаз обмотки по схеме треугольник, в этом случае диоды во всех полуфазах могут быть подключены либо катодом к началу полуфаз, либо анодом к концу полуфаз или так же, как и при соединении фаз в звезду.

Предложенный двигатель может быть выполнен с укороченным шагом обмотки, например, при полюсном делении, равном 9 зубцовым делениям, шаг обмотки для катушек может быть равен 7/9 или 8/9 полюсного деления.

При числе фаз двигателя, равным двум, предложенный двигатель так же, как и известные двухфазные двигатели, посредством включения в одну из фаз конденсатора, может быть подключен к однофазной сети.

Предложенный двигатель с электромагнитной редукцией предполагается патентовать за границей, а также намечается его серийный выпуск. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Синхронный двигатель с электромагнитной редукцией, содержащий зубчатый ротор с числом зубцов Zp, зубчатый статор и m-фазную обмотку, каждая фаза которой состоит из двух параллельно соединенных между собой полуфаз с включенными в них диодами, причем полуфазы каждой фазы смещены относительно друг друга на 180 электрических градусов, отличающийся тем, что статор выполнен с равномерно распределенными по окружности зубцами, число которых Zc связано с числом зубцов ротора Zp, соотношением Zp ZcP, где p 1,2,3, число пар полюсов расположенной в статоре m-фазной обмотки, которая выполнена распределенной, при этом полуфазы в каждой фазе соединены между собой встречно, диоды в полуфазах каждой фазы включены согласно относительно начала этих полуфаз, а каждая полуфаза состоит из p согласно соединенных между собой катушечных групп.

2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что при соединении фаз звездой, в каждой фазе диод первой полуфазы подключен катодом к началу полуфазы, а диод второй полуфазы подключен анодом к ее концу.






ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru