асинхронный двигатель для низкоскоростного безредукторного электропривода

Формула изобретения

Асинхронный двигатель для низкоскоростного безредукторного электропривода, содержащий статор с фазными обмотками и короткозамкнутый ротор, отличающийся тем, что каждая фазная обмотка состоит из двух последовательно-встречно соединенных частей, при этом одна часть выполнена из катушек с диаметральным шагом, а другая часть с относительным шагом , который рассчитан по формуле:



где К натуральное нечетное число больше трех, определяющее коэффициент понижения частоты вращения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам. Оно может быть использовано для низкоскоростного безредукторного асинхронного электропривода механизмов и установок различного назначения.

Известен асинхронный двигатель для низкоскоростного безредукторного электропривода, содержащий статор с фазными обмотками в короткозамкнутый ротор.

Данное устройство является наиболее близким к настоящему изобретению по технической сущности и достигаемому положительному эффекту.

Недостаток указанного технического решения состоит в ограниченной возможности увеличения числа полюсов статорной обмотки двигателя.

Цель изобретения состоит в повышении степени тихоходности асинхронного двигателя ограниченного диаметра.

Для этого каждая фазная обмотка состоит из двух последовательно встречного соединенных частей, при этом одна и часть выполнена из катушки с диаметральным шагом, а другая часть с относительным шагом , который рассчитан по формуле:



где K натуральное нечетное число больше 3, определяющее коэффициент понижения частоты вращения.

Изобретение иллюстрирует фиг. 1, на которой представлена конструктивная схема двигателя. Здесь 1 статор, содержащий фазные обмотки, 2 - короткозамкнутый ротор. Каждая фазная обмотка (показана одна фаза) состоит из двух последовательно-встречно соединенных частей 3, 4, пространственные углы между осями 5 и 6 которых составляют 180 электрических градусов. Одна часть 3 обмотки выполнена с диаметральным шагом, другая часть 4 с относительным шагом .

В качестве примера конкретного выполнения асинхронного двигателя для низкоскоростного безредукторного электропривода на фиг. 2 показана схема статорной обмотки при числе фаз, равном трем. Части фазных обмоток, выполненные с диаметральным шагом y=, где t полюсное деление, обозначены A-X, B-Y, C-Z соответственно для первой, второй и третьей фазы. Соединенные с ними последовательно части обмоток, выполненные с относительным шагом b=1-1/K, обозначены a-x, b-y, c-2. Требуемая кратность понижения частоты вращения K 5, в связи с чем вторые части обмоток выполнены с шагом



Направления токов в фазных обмотках соответствуют моменту времени, когда ток в первой фазе i_a I_m, а в двух других i_b i_c -I_m/2.

Асинхронный двигатель работает следующим образом. При подведении к статору трехфазного напряжения создается вращающееся магнитное поле, образующее 5 пар полюсов. Следовательно, синхронная частота вращения понижается со значения n f/p 50/1 50 об/с до значения n 50/5 10 об/с, т.е. в 5 раз.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства состоит в повышении степени тихоходности асинхронного электродвигателя. Известно, что в воздушном зазоре любого двигателя содержатся нечетные пространственные гармонические порядка =1,3,5,7 ...

При выполнении обмотки с относительным шагом



n-я гармоническая поля уничтожается.

Так, для уничтожения 5-й гармонической (y 5) достаточно выполнить обмотку с b=1-1/5=4/5. Поэтому, если разделить обмотку на две части, первую часть выполнить с диаметральным шагом, вторую с относительным шагом , а оси обеих частей развернуть друг относительно друга на 180 электрических градусов, т. е. направить поля от этих частей обмотки встречно, то гармоники соответствующих порядков будут направлены также встречно. Следовательно, они будут взаимно компенсироваться и в воздушном зазоре двигателя их не будет. Однако поскольку первая часть обмотки (с диаметральным шагом) создает все гармоники, а вторая часть (с относительным шагом b=4/5) все кроме гармоники порядка =5,, то в зазоре двигателя будет присутствовать нескомпенсированная пятая гармоника поля, образованная частью обмотки с диаметральным шагом.

Такая 5-я гармоника поля образует, как известно, 5 пар полюсов и вращается в 5 раз медленнее первой гармонической. Следовательно, степень тихоходности двигателя повышается в данном случае в 5 раз.

В зависимости от требуемой кратности понижения частоты вращения к двигателя (по отношению частоты вращения первой гармонической поля) вторую часть обмотки каждой фазы следует выполнять с тем или иным относительным шагом =1-1/K,, где K может принимать только целые нечетные значения, больше 3, так как в воздушном зазоре симметричной асинхронной машины присутствуют нечетные высшие гармонические поля.