БЕСКОЛЛЕКТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
COMMUTATORLESS AC MOTOR

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 бесколлекторного регулируемого электродвигателя переменного тока [1], содержащего установленный жестко на валу якорь с изолированными короткозамкнутыми обмотками и состоящий из двух частей (асинхронной и магнитной) статор с раздельными обмотками возбуждения. При этом расположенные в параллельных плоскостях оси полюсов частей статора составляют между собой угол α.
Существенным недостатком данного электродвигателя является необходимость оптимизации значения угла α из-за сложности конструкции.
Изобретение направлено на упрощение конструкции двигателя.
Это достигается тем, что вторая часть статора изготовлена в виде кольца, внутри которого выполнены чередующиеся друг за другом выступы и продольные пазы, пара из которых имеет удвоенную ширину, и расположены они на диаметрально противоположных сторонах статора.
На фиг.1 изображен предлагаемый электродвигатель; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 - вид В на фиг.1.
Электродвигатель состоит из следующих основных элементов. Якорь 1 с изолированными короткозамкнутыми обмотками 2, установленный на вращающемся в соответствующих опорах в корпусе двигателя валу 3; статор из двух частей 4 и 5. Первая (далее асинхронная) часть 4 статора с обмотками возбуждения 6 является асинхронной и имеет полюса обычной формы. Вторая (далее кольцевая) часть 5 статора с обмотками возбуждения 7 изготовлена в форме кольца, внутри которого выполнены чередующиеся друг за другом продольные пазы 8 для размещения в них обмоток 7 и выступы 9. При этом из них пара пазов имеет удвоенную ширину (10), и расположены они на диаметрально противоположных сторонах статора. Обмотки возбуждения 6 и 7 являются независимыми друг от друга, и в связи с этим асинхронная и кольцевая часть статора представляют собой два независимых друг от друга магнитопривода.
На фиг.3 буквами N и S указаны северный и южный полюса магнитных полей.
Электродвигатель работает следующим образом. Рассматривается случай последовательного соединения обмоток возбуждения 6 и 7.
На фиг.3 показаны мгновенные направления токов (попарно крестики и точки) в указанных обмотках и направления замкнутых магнитных потоков 11 и обмоток 7 и 12 от обмоток якоря 2. Магнитный поток 12 из-за наличия пазов удвоенной ширины 10 (в силу увеличения сопротивления прохождению магнитных сил) и под воздействием магнитного потока 11 замыкается по показанной на фиг.3 траектории и пронизывает (пересекает) обмотку 2 якоря 1 с противоположными направлениями токов в них, и тем самым создается вращающий якорь 1 момент (изогнутые стрелочки на фиг.3). В последующий же момент времени направления токов в обмотках 6 и магнитных потоков 13 одновременно изменяются на противоположное, и связи с этим направление момента на якоре 1 остается неизменным.
Токи в обмотках 2 и магнитные потоки 12 находятся всегда в одной фазе, что благоприятно сказывается на работе электродвигателя.
Вращающий момент, создаваемый магнитными потоком 11, зависит от сдвига фаз последнего и токов в якорных обмотках 2, что приводит к вращению вала 3 двигателя результирующим моментом. Реверсирование направления вращения указанного вала осуществляется изменением полярности в одной из обмоток 6 или 7, а регулирование скорости его вращения производится изменением напряжения на этих обмотках по отдельности или совместно.
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. Патент RU №2303325 С1, H02K 57/00, Бюл. №20 от 20.07.2007 г.