Асинхронный двигатель с регулируемой частотой вращения

Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(72) Авторы Зеленькевич Александр Иосифович Кулаковский Дмитрий Александрович(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(57) Асинхронный двигатель с регулируемой частотой вращения, содержащий статор с магнитопроводом, выполненным с двумя включенными встречно катушками трехфазных обмоток, ротор с короткозамкнутой обмоткой, расположенный во внутренней расточке статора, при этом включение трехфазных обмоток выполнено так, что на одной половине длины внутренней расточки статора они образуют прямой порядок следования фаз, а на другой ее половине - противоположный порядок следования фаз, коммутирующее устройство с шестью контактами, выполненное с возможностью подключения катушек трехфазных обмоток к источнику трехфазного напряжения, переключающее устройство с тремя контактами, выполненное с возможностью переключения катушек одной из обмоток на другие фазы. 17989 1 2014.02.28 Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим машинам. Известен способ регулирования частоты вращения асинхронного двигателя, заключающийся в изменении характера вращающегося магнитного поля путем переключения числа пар полюсов обмотки статора асинхронного двигателя 1. Недостатком является то, что данный способ позволяет регулировать частоту вращения не плавно, а скачком. Также известен способ регулирования частоты вращения асинхронного двигателя, заключающийся в изменении характера вращающегося магнитного поля путем изменения частоты тока и величины подводимого к двигателю напряжения 2. Недостатками данного способа являются сложность и высокая стоимость реализации. Наиболее близким по техническому решению является способ регулирования частоты вращения асинхронного двигателя 3, содержащего на статоре по меньшей мере две трехфазные обмотки, при этом катушки обмоток включены так, что на половине длины внутренней расточки статора они образуют прямой порядок следования фаз, при этом характер вращающегося магнитного поля изменяют путем отключения части одной из обмоток статора для придания одному из вращающихся в двигателе магнитных полей эллиптического характера. Основным недостатком указанного способа является ограниченная функциональность регулирования частоты вращения, то есть асинхронный двигатель может работать только с тремя частотами вращения 1) 10 при 12 2) 21 при 12 3) 32 при 20. Технической задачей является расширение диапазона регулирования частот вращения асинхронного двигателя. Решение задачи достигается тем, что асинхронный двигатель с регулируемой частотой вращения содержит статор с магнитопроводом, выполненным с двумя включенными встречно катушками трехфазных обмоток, ротор с короткозамкнутой обмоткой, расположенный во внутренней расточке статора, при этом включение трехфазных обмоток выполнено так, что на одной половине длины внутренней расточки статора они образуют прямой порядок следования фаз, а на другой ее половине - противоположный порядок следования фаз, коммутирующее устройство с шестью контактами, выполненное с возможностью подключения катушек трехфазных обмоток к источнику трехфазного напряжения, переключающее устройство с тремя контактами, выполненное с возможностью переключения катушек одной из обмоток на другие фазы. Техническим результатом при использовании предлагаемого асинхронного двигателя является увеличение скорости вращения и устранение магнитных полей эллиптического характера. На фиг. 1 представлен схематический разрез асинхронного двигателя в режиме неподвижного ротора на фиг. 2 представлена упрощенная схема подключения обмоток статора асинхронного двигателя к источнику питания. Асинхронный электродвигатель (фиг. 1) состоит из статора, на магнитопроводе 1 которого намотаны катушки трехфазных обмоток 2 и 3. Во внутренней расточке статора расположен ротор 4 с короткозамкнутой обмоткой. Катушки обмоток 2 и 3 включены встречно друг другу. Включение обмоток осуществляется коммутирующим устройством 5 при помощи контактов 6, 7, 8, 9, 10 и 11 (фиг. 2). Реверс обмотки 3 осуществляется переключающим устройством 12 при помощи контактов 13, 14, 15. Асинхронный двигатель с регулируемой частотой вращения работает следующим образом. Если к источнику трехфазного напряжения катушки обмоток 2 и 3 подключены в том порядке следования фаз, как показано на фиг. 1, то при этом будут замкнуты контакты 6, 7, 8, 9, 10 и 11 коммутирующего устройства 5. Катушки обмоток 2 и 3 включены так,2 17989 1 2014.02.28 что на половине длины внутренней расточки статора они образуют прямой порядок следования фаз , , , а на другой половине ее длины - противоположный порядок следования фаз , , . При этом будут создаваться два одинаковых и направленных навстречу друг другу круговых вращающихся магнитных поля, пересекающих обмотку ротора и индуктирующих в ней электродвижущие силы (ЭДС) и токи. Токи ротора при взаимодействии с вращающимися магнитными полями создают моменты 1 и 2, одинаковые по величине и уравновешивающие друг друга (фиг. 1). Ротор асинхронного двигателя при этом будет неподвижен. Если контактом 11 коммутирующего устройства 5 отключить катушку трехфазной обмотки 3 (фиг. 1), соединенную с фазой , то катушки трехфазной обмотки 2 будут попрежнему создавать вращающееся магнитное поле, а катушки обмотки 3, подключенные к фазамиисточника напряжения, будут создавать эллиптическое магнитное поле. Эти магнитные поля пересекают обмотку ротора и индуктируют в ней ЭДС и токи. Токи ротора при взаимодействии с вращающимися магнитными полями создают моменты 1 и 2,причем 12. Так как моменты направлены встречно друг другу, то результирующий момент будет равен 12, и ротор двигателя будет медленно вращаться в сторону большего из моментов (1). Для увеличения (регулирования) частоты вращения асинхронного двигателя коммутирующее устройство 5 своими контактами 9 и 10 отключает от источника напряжения остальные две катушки трехфазной обмотки 3. На статоре асинхронного двигателя остается подключенной к источнику питания только обмотка 2. Токи обмотки 2 создают круговое вращающееся магнитное поле, пересекающее обмотку ротора и наводящее в ней ЭДС и токи. При взаимодействии кругового вращающегося магнитного поля с токами в обмотке ротора создается момент 1, под действием которого будет вращаться ротор (1). При этом частота его вращения будет выше, чем в предыдущем случае. Для большего увеличения частоты вращения асинхронного двигателя переключающее устройство 12 своими контактами 13 и 15 переключает катушки трехфазной обмотки 3 на другие фазы. При этом создаются два одинаковых круговых вращающихся магнитных поля, направленных в одну сторону и пересекающих обмотку ротора, индуктируя в ней ЭДС и токи. Токи ротора при взаимодействии с вращающимися магнитными полями создают моменты 1 и 2, направленные в одну сторону. Под действием этих моментов 12 ротор вращается с еще большей скоростью. Использование в указанном асинхронном электродвигателе переключающего устройства катушек трехфазной обмотки на другие фазы позволяет значительно расширить диапазон регулирования частот вращения. Источники информации 1. Вольдек А.И. Электрические машины. - Л. Энергия, 1974. - С. 575-578. 2. Вольдек А.И. Электрические машины. - Л. Энергия, 1974. - С. 574. 3. Патент 2313896 1, МПК 02 23/03,02 25/18, 2006 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4

МПК / Метки

МПК: H02P 23/03, H02P 25/18

Метки: регулируемой, вращения, двигатель, асинхронный, частотой

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/4-17989-asinhronnyjj-dvigatel-s-reguliruemojj-chastotojj-vrashheniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Асинхронный двигатель с регулируемой частотой вращения</a>

Похожие патенты