ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ УНИВЕРСАЛЬНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ С УСИЛЕНИЕМ РАБОЧЕГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ (ЭУП)

Сущность решения:
Состоит в том, что ЭУП создан на базе обычного трехфазного асинхронного (синхронного) электродвигателя и отличается от него конструкцией полюсов статора, а именно, наличием на полюсах статора постоянных магнитов.
Отличается ЭУП также способами питания обмоток статора электрическим током, родами электрического тока (питающего).
Отличается ЭУП наличием дополнительных устройств, с помощью которых происходит питание обмоток статора электротоком.
Отличается способом создания магнитного потока полюсов статора.
Решение поясняется графически.
На фиг.1 изображена схема, на которой позициями обозначены:
1 - статор; 2 - ротор; 3 - постоянные магниты статора; 4 - распределитель; 5 - привод распределителя (ротора).
Работает ЭУП следующим образом.
Рассмотрим принцип действия на примере простейшего асинхронного (синхронного) электродвигателя (фиг.1 Приложение).
Как известно, при подключении обмоток статора в трехфазную электрическую сеть, создается вращающееся магнитное поле, магнитный поток которого, проходя через сердечник ротора, наводит в короткозамкнутых витках его обмотки эл. ток. Создается магнитное поле ротора, которое взаимодействует с магнитным полем статора, приводя ротор во вращение.
При этом, постоянно включены все обмотки (катушки) статора.
cp.1
Обозначим средний однонаправленный (т.к. ток синусоидальный) магнитный поток обмотки (катушки) одного полюса - B
Общий магнитный поток статора:
ст
ср.1
ср.2
ср.3
В=В+В+В
пост.1
ср.1
Если на полюсы каждой из фаз (катушки) установить постоянный магнит, магнитный поток B которого равен среднему магнитному потоку одной катушки (фазы) В
пост.1
ср.1
В=В
При этом, постоянные магниты установлены таким образом, что их одноименные полюсы обращены к оси ротора, вокруг которого создается "нейтральное" магнитное поле. Ротор не вращается.
к
Если одну из обмоток (катушку) включить в сеть постоянного электрического тока таким образом, чтобы создаваемый ей магнитный поток (В) был направлен противоположно магнитному потоку постоянного магнита (фиг.1), то получим условие "экранирования" (компенсации) магнитного потока постоянного магнита данного полюса
к
ср.1
пост.1
B=В-В=0
Создается направленный магнитный поток
общ.
пост.1
пост.2
В=В+В,
который проходит через сердечник и короткозамкнутую обмотку ротора. С учетом того, что магнитный поток обмотки (катушки) при питании ее постоянным током примерно в 1,5 раза больше среднего магнитного потока той же катушки, запитанной переменным током, то
общ.
пост.1
пост.2
cp.1
(2, 3)
В≈В+В+1/3B
При переменном упорядоченном включении обмоток статора (в направлении по окружности), получим вращающееся магнитное поле, а далее - как в случае асинхронного (синхронного) эл. двигателя.
Переключение обмоток производится с помощью распределителя, который может быть контактного типа, в виде коллекторно-щеточного узла или электронных датчиков с компактной эл. схемой.
Привод распределителя осуществляется микродвигателем постоянного тока или переменного тока с возможностью регулировки частоты вращения, что дает легкость управления пуском двигателя, частотой вращения и реверсом его ротора.
Причем распределитель можно установить внутри корпуса (в т.ч. на валу ротора), снаружи корпуса, а также отдельно от корпуса. Это дает возможность легкой компановки эл. двигателя и агрегатов с его приводом.
Питание ЭУП можно осуществлять от сети 3-фазного, однофазного электрического тока через выпрямитель, либо от источника постоянного тока.
Возможно включение обмоток статора в сеть трехфазного переменного тока напрямую (как обычный асинхронный двигатель), при этом, "экранирующий" магнитный поток одной обмотки (катушки) распределяется на три обмотки. Отпадает надобность в выпрямителе и распределителе, обмотки можно уменьшить, т.к. нагрузка на каждую из них уменьшается в 2-2,5 раза, но эффективность (экономичность) при этом падает.