SU744860A2 - Синхронный электродвигатель - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к электрическим машинам, а именно к синхрон-. ным электродвигател м с посто нным магнитом и пусковым устройством.

Известны синхронные электродвигатели по основному авт. св. № 547929, содержащее статор, крышки и ротор, на валу которого установлен с возможностью вращени  кольцевой магнитопровод с короткоэамкнутой обмоткой, причем вал электродвигател  св зан с указанным магнитопроводом посредством понижающего передаточного механизма.

Недостатком электродвигател  по авт. св. № 547929  вл етс  низкий КПД при эксплуатации в режимах переменных нагрузок. Этот недостаток обусловлен тем, что при изменении нагрузки на валу скольжение короткозамкнутой оЕтмотки относительно пол  статора остаетс  неизменным, поэтому момент, развиваемой короткозамкнутой обмоткой, не мен етс  при изменении нагрузки на валу. Если момент нагрузки на валу равен номиналь kOMy, то одна часть указанного момента покрываетс  за счет движущего момента, развиваемого короткозамкнутой обмоткой, а втора  часть - за счет движущего момента посто нного магнита.

При дальнейшем уменьшении момента нагрузки возможен переход посто нного магнита в генераторный режим. В этих услови х (т.е. при уменьшен ии нагрузки на валу по сравнению с номинальной нагрузкой) имеет место

10 непропорциональное распределение потерь в машине. Так, потери в коротКозамкнутой обмотке остаютс  посто нными из-за посто нного скольжени  и не снижаютс  при уменьшении мэмен 5 та на валу (в отличие от обычных асинхронных двигателей). Кроме того , при малой нагрузке на валу избыточна  часть момента, развиваемого короткозамкнутой обмоткой, рас20 ходуетс  на то, чтобы обеспечить генераторный режим работы посто нного магнита, т.е.  вл етс  дополнительным источником потерь.

Таким образом, КПД машины при

25 эксплуатации в режиме малых момен:ов сильно уменьшаетс .

Целью насто щего изобретени   вл этс  повышение КПД синхронного электродвигател  при работе в режимах

30

переменных нагрузок, т,е, при эксплуатации в широком диапазоне моментов на валу. Указанна  цель достигаетс  тем, что в расточке статора размещен дополнительный кольцевой посто нный магнит-датчик, установленный с возможностью поворота относительно кольцевого магнитопровода и вала, на валу установлен с возможностью поворота торцовый профилированный кулачок, сцепленный с магнитом-датчиком посредством синхронной ;зубчатой передачи, а одно из колец понижающего передаточного механизма I установлено на валу с возможностью : осевого перемещени  посредством уп ругого элемента и снабжено штырем, прилегающим одним концом к профилю кулачка.

; Сущность изобретени  по сн етс  ;чертежом, где представлен поперечный ;разрез синхронного электродвигз.те;ЛЯ ,

: Электродвигатель содержит статорный пакет 1, корпус 2 с крышками 3 и 4. На валу 5 ротора укреплен по сто нный магнит б и установлен кольщевой магнитопровод 7 с короткозамк;нутой обмоткой 6 на подшипниках 9.

Кроме того, на валу 5 установлено с возможностью осевого перемеще:ни  фрикционное колесо 10, сцепленное с фрикционным диском 11. С этим же диском 11 сцеплено фрикционное колесо 12, которое жестко св зано с кольцевым магнитопроводом 7 (а следовательно , и с короткозамкнутой обмоткой 8). Фрикционный диск 11 установлен с возможностью вращени  в рычаге 1.3, положение которого фиксируетс  винтом 14. Прижатие фрикционного диска 11 к колесам 10 и 12 осуществл етс  пружиной 15 и шаровой опорой 16.

На ступице фрикционного колеса 12 установлено с возможностью вращени  относительно последнего зубчатое колесо 17, на котором закре)плен посто нный магнит-датчик 18. На валу 5 установлено зубчатое колесо 19, имеющее возможность поворота относительно вала 5. Торец зубчатого колеса 19  вл етс  профилированным, т.е. колесо 19 своим торцом выполн ет функцию торцового профилированного кулачка.

Колеса 17 и 19 св заны посредством двухвенцового колеса 20, вргодающегос  на оси 21. Колеса 17 и 19 нмеют равные числа зубцов, т.е. передаточное отношение от колеса 17 к колесу 19 равно единице, что обеспечивает синхронную св зь колес 17 и 19.

Фрикционное колесо 10 имеет возможность аксиального перемещени : относительно вала 5. На колесе 10 закреплен штырь 22. С помощью пружины 23 колесо 10 отжимаетс  вправо до

упора штыр  22 в профилированный торец зубчатого колеса 19. Передаточное отношение фрикционного вариатора , состо щего из фрикционных колес 10, 12 и диска 11, зависит от положени  колеса 10 на валу 5. При перемещении колеса 10 влево указанное передаточное отношение увеличиваетс  (приближаетс  к единице).

Посто нные магниты 6 и 18 имеют одинаковую частоту вращени  (в установившемс  режиме), равную частоте вращени  магнитного пол  статора, однако при уменыиении нагрузки на валу угол отставани  посто нного магнита б от магнитного пол  статора будет измен тьс , поскольку посто нный магнит 6 обеспечивает ту или иную часть нагрузки, в то врем  как угол отставани  магнита-датчика 18. от магнитного пол  статора не зависит от нагрузки на валу, т.к. магнит-датчик 18 установлен на валу с возможностью поворота и, следовательно , не воспринимает нагрузку. Следовательно, между ос ми посто нных магнитов 6 и 18 имеет место угол рассогласовани , завис щий от нагрузки.

При уменьшении нагрузки на валу угол рассогласовани  между ос ми магнитов б и 18 уменьшаетс . Угловое положение зубчатого колеса 19 относительно фрикционного колеса 10 полностью адекватно угловой ориентации магнита 18 относительно магнитадатчика 6, поскольку колесо 19 св зано с магнитом 18 синхронной св зью (передаточное отношение от колеса 17 колесу 19 равно единице, т.е. колесо 1& как бы неподвижно относительно магнита 18), а колесо 10 может лишь скользить вдоль вала 5 по шпонке 24, но поворачиватьс  относительно вала 5 и магнита-датчика б колесо 10 не может. Следовательно , с уменьшением нагрузки на валу мен етс  углова  ориентаци  колеса 10 относительно колеса 19. А так как левый торец колеса 19 выполнен профильным, то с уменьшением нагрузки на валу штырь 22 скользит по профилированному торцу, вследствие чего происходит перемещение колеса 10 (влево относительно вала 5) что обуславливает увеличение nej eдаточного отношени  (последнее приб лижает с  к единице ) .

Благодар  этому при надлежащем выполнении профил  торцового кулачка долевое участие короткозамкнутой обмотки 8 и посто нного магнита 6

60 в развиваемом моменте остаетс  посто нным поскольку скольжение короткозамкнутой обмотки равно разности между единицей и указанным выше передаточным отношением, а с уменьшением скольжени  будет уменьшатьс 

также и момент, который обеспечивает короткоэамкнута  обмотка 8.

Таким образом, при понижении нагрузки по сравнению с номинальной режим работы посто нного магнита 6 будет оставатьс  двигательным, тогда как конструкци  по авт. св. 9 547929 в этом случае обеспечивает генераторный режим работы посто нного магнита б ( вно неэкономичный режим)/ т.е. повысить КПД при режимах перемещенных нагрузок.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Синхронный электродвигатель по авт. св. № 547929, отличающ и и с   тем, что, с целью повышени  КПД при работе в режимах переменных нагрузок, в расточке статора размещен дополнительный кольцевой посто нный магнит-датчик, установленный с возможностью поворота относительно кольцевого магнитопровода и вала, на валу установлен с возможностью поворота торцовый профилированный кулачок, сцепленный с магнитом-датчиком посредством синхронной зубчатой передаЧ И, а одно из колес понижающего передаточного механизма установлено на валу с возможностью осевого перемещени  посредством упругого элемента и снабжено штырем,

   5 прилегающим одним концом к профилю кулачка.