RU2121206C1 - Stator of reversing induction motor - Google Patents
Stator of reversing induction motor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2121206C1 RU2121206C1 RU94007485A RU94007485A RU2121206C1 RU 2121206 C1 RU2121206 C1 RU 2121206C1 RU 94007485 A RU94007485 A RU 94007485A RU 94007485 A RU94007485 A RU 94007485A RU 2121206 C1 RU2121206 C1 RU 2121206C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tooth
- stator
- teeth
- length
- core
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве асинхронных двигателей малой мощности. The invention relates to the field of electrical engineering and can be used in the production of asynchronous low power motors.
Традиционно якорь многофазного асинхронного двигателя выполняется из ярма и зубцовой зоны, в пазах которой размещена якорная обмотка. С целью уменьшения паразитных моментов от высших гармоник магнитного поля якорная обмотка выполняется с распределением и укорочением. Зубцовая зона выполняется с зубцами, которые имеют одинаковые геометрические размеры вдоль расточки статора и по длине машины. Traditionally, the anchor of a multiphase induction motor is made from the yoke and the tooth zone, in the grooves of which an anchor winding is placed. In order to reduce spurious moments from the higher harmonics of the magnetic field, the armature winding is made with distribution and shortening. The tooth zone is performed with teeth that have the same geometric dimensions along the stator bore and along the length of the machine.
Пазы выполняются открытыми, полузакрытыми и закрытыми [1], стр. 75, рис. 4-27. Зубцы для всыпных обмоток полузакрытых и закрытых пазов выполняются с симметричной коронкой зуба. Зубцы для обмоток с жесткими секциями и полузакрытыми пазами выполняются с асимметричной коронкой зуба. Цель асимметрии коронки зуба состоит в упрощении технологии укладки катушек жесткой обмотки [1], стр. 74, рис. 4-24. Относительно осевой длины машины зуб симметричен. The grooves are open, half-closed and closed [1], p. 75, Fig. 4-27. The teeth for the loose windings of half-closed and closed grooves are made with a symmetrical tooth crown. The teeth for windings with rigid sections and half-closed grooves are made with an asymmetric tooth crown. The purpose of the asymmetry of the tooth crown is to simplify the technology of laying coils of the hard winding [1], p. 74, Fig. 4-24. Relative to the axial length of the machine, the tooth is symmetrical.
Известны асинхронные двигатели мощности с асимметричным статором. Двигатели этого типа по принципу действия и конструктивному исполнению подобны двигателям с экранированными полюсами, но не имеют короткозамкнутых витков на полюсах [2]. На рис. 28.2 стр. 638 указанной литературы [2] показана конструкция статорного листа такого двигателя. При пуске сдвиг магнитных потоков создается в результате насыщения участков спинки статора малого сечения. Для улучшения пусковых характеристик применяются магнитные шунты между полюсным наконечником и малым дополнительным полюсом. Воздушный зазор под полюсом выполняется неравномерно для уменьшения паразитных моментов от высших гармоник поля. К недостаткам таких двигателей относят отсутствие возможности реверсирования, низкий пусковой момент и нетехнологичность изготовления шунтов. Заметим, что магнитная асимметрия полюсного наконечника выполнена с целью создания пускового момента путем создания дополнительного потока, проходящего через дополнительный полюс и ярмо статора с уменьшенным сечением. По длине машины полюс магнитно симметричен. Asynchronous power motors with an asymmetric stator are known. According to the principle of operation and design, motors of this type are similar to motors with shielded poles, but they do not have short-circuited turns at the poles [2]. In fig. 28.2 p. 638 of the literature [2] shows the design of the stator sheet of such an engine. When starting, a shift in magnetic flux is created as a result of saturation of the stator back sections of a small cross section. To improve starting performance, magnetic shunts are used between the pole piece and the small additional pole. The air gap under the pole is uneven to reduce spurious moments from the higher harmonics of the field. The disadvantages of such engines include the lack of reversal, low starting torque and low-tech manufacturing of shunts. Note that the magnetic asymmetry of the pole tip is designed to create a starting moment by creating an additional flow passing through the additional pole and the stator yoke with a reduced cross section. The pole is magnetically symmetrical along the length of the machine.
Наиболее близким аналогом является решение, известное из а.с. СССР N 169664, H 02 K 17/10, 1965, где индукционный двигатель с двумя парами явнополюсных полюсов с короткозамкнутыми витками и сосредоточенными катушками, причем одна пара полюсов смещена по окружности к другой паре на 90o и в аксиальном направлении на величину, приблизительно равную ширине полюса. Механический воздушный зазор между полюсами и ротором выполняется равномерным. Поскольку воздушный зазор выполняется равномерным и якорная обмотка выполняется с сосредоточенными катушками, то недостатком такого решения является то обстоятельство, что в устройстве не принято специальных мер по уменьшению амплитуд паразитных моментов, что затрудняет пуск асинхронного двигателя. Пятая и седьмая гармоники поля якоря асинхронного двигателя уменьшают максимальный электромагнитный момент и увеличивают потери в роторе и статоре в номинальном режиме, что в конечном итоге приводит к уменьшению КПД устройства.The closest analogue is the solution known from A. with. USSR N 169664, H 02 K 17/10, 1965, where the induction motor with two pairs of explicit pole poles with short-circuited turns and concentrated coils, and one pair of poles is displaced circumferentially to the other pair by 90 o and in the axial direction by an amount approximately equal the width of the pole. The mechanical air gap between the poles and the rotor is uniform. Since the air gap is uniform and the anchor winding is with concentrated coils, the drawback of this solution is the fact that the device has not taken special measures to reduce the amplitudes of stray moments, which makes it difficult to start the induction motor. The fifth and seventh harmonics of the field of the armature of an induction motor reduce the maximum electromagnetic moment and increase the losses in the rotor and stator in the nominal mode, which ultimately leads to a decrease in the efficiency of the device.
Цель достигается тем, что статор реверсивного многофазного асинхронного двигателя, сердечник которого состоит из ярма и зубцов с катушками фаз статорной обмотки, каждый зубец имеет тело и полюсный наконечник, все зубцы по расточке статора имеют равные геометрические размеры с равномерным зазором между зубцовым наконечником и железом ротора, причем сердечник вдоль осевой длины состоит как минимум из двух равных по длине пакетов, между пакетами сердечника размещены немагнитные прокладки, каждая катушка фаз охватывает по длине статора по одному зубцу каждого пакета, при этом геометрические оси симметрии тела зубцов разных пакетов, охватываемых одной катушкой, параллельны оси вращения двигателя и совпадают, а относительно тел зубцов зубцовые наконечники разных пакетов смещены в противоположные стороны. The goal is achieved by the fact that the stator of a reversible multiphase asynchronous motor, the core of which consists of yoke and teeth with coils of the phases of the stator winding, each tooth has a body and a pole tip, all teeth along the stator bore have equal geometric dimensions with a uniform gap between the tooth tip and the rotor iron moreover, the core along the axial length consists of at least two packets equal in length, non-magnetic gaskets are placed between the core packets, each phase coil spans along the length of the stator along one tooth of each package, while the geometric axis of symmetry of the body of the teeth of different packages covered by one coil are parallel to the axis of rotation of the engine and coincide, and relative to the bodies of the teeth, the tooth tips of different packages are shifted in opposite directions.
На фиг. 1 приведен осевой разрез статора реверсивного асинхронного двигателя; на фиг. 2,а,б показаны два поперечных разреза статора реверсивного асинхронного двигателя; на фиг. 3 показаны в плане зубцы пакетов A и B и катушка обмотки статора со стороны ярма статора АД; на фиг. 4 представлены сечения A и B магнитной цепи зубцовой зоны и графики распределения индукций на одном полюсном делении; на фиг. 5 - векторная диаграмма ЭДС в стержне короткозамнутого ротора. In FIG. 1 shows an axial section of a stator of a reversible induction motor; in FIG. 2a, 2b show two transverse sections of the stator of a reversible induction motor; in FIG. 3 shows in plan terms the teeth of packets A and B and the stator winding coil from the yoke side of the stator HELL; in FIG. 4 shows sections A and B of the magnetic circuit of the tooth zone and plots of the distribution of inductions on one pole division; in FIG. 5 is a vector diagram of the EMF in the shaft of a squirrel-cage rotor.
На фиг. 1 в качестве примера приведен осевой разрез статора реверсивного многофазного асинхронного двигателя, сердечник которого по длине состоит из двух равной длины пакетов A и B. На фиг. 1 показаны сечения ярмовой 1 и зубцовой зон сердечника статора. In FIG. 1 shows, by way of example, an axial section through a stator of a reversible multiphase induction motor, the core of which in length consists of two equal lengths of packets A and B. FIG. 1 shows sections of the yoke 1 and the dentic zones of the stator core.
Между пакетами A и B размещены немагнитные прокладки в зубцовой зоне 3 и в ярме 4. Каждая катушка фаз 5 обмотки статора охватывает по длине статора по одному зубцу каждого пакета. Between packets A and B, non-magnetic gaskets are placed in the
На фиг. 2 показаны поперечные разрезы статора A-A и B-B, выполненные в зоне каждого из пакетов A и B (см. фиг. 1). Сердечник статора двухполюсного реверсивного многофазного асинхронного двигателя имеет шесть зубцов. Каждый зуб имеет тело зуба (2a, 2b) и зубцовый наконечник (6a, 6b). Зубцы закреплены в ярме 1 сердечника статора по одному зубцу каждого пакета. Установка катушек 5 на зубцы 2 проводится до их запрессовки в ярмо статора. In FIG. 2 shows cross sections of the stator A-A and B-B, made in the area of each of the packets A and B (see Fig. 1). The stator core of a bipolar reversible multiphase induction motor has six teeth. Each tooth has a tooth body (2a, 2b) and a serrated tip (6a, 6b). The teeth are fixed in the yoke of 1 stator core, one tooth of each package. The installation of
Зубцовые наконечники 6a каждого зубца пакета A смещены относительно тела зубца 2a в одну из сторон (например, против часовой стрелки, как на фиг. 2a). Зубцовые наконечники 6b каждого зуба пакета B смещены относительно тела зуба 2b в противоположную сторону (фиг. 2,б). The serrated tips 6a of each tooth of the packet A are offset relative to the body of the
Между зубцами каждого пакета имеются шлицевые прорези 7a и 7b. Вместо шлицевых прорезей могут быть выполнены мостики для механического соединения зубцов с целью создания более жесткой конструкции зубцовой зоны двигателя. При другом способе механического сочленения зубцов мостики могут быть выполнены немагнитными. Between the teeth of each package there are slotted
На фиг. 3 в плане со стороны катушки показан один зуб (2A) пакета A и зуб (2B) пакета B, разделенных немагнитным слоем 3 с осевой длиной lδ. В зубцовых наконечниках пакетов A и B (3A и 3B) показаны шлицевые прорези (7A, 7B), сдвинутые между собой по окружности статора на угол βm.
Катушка 5 якорной обмотки охватывает сердечники зубцов 2A и 2B обоих пакетов. Геометрические оси симметрии (a, b) тела зубцов 2A и 2B, принадлежащие разным пакетам, совпадают.In FIG. 3 in the plan from the side of the coil shows one tooth (2A) of package A and tooth (2B) of package B, separated by a
Anchor
На фиг. 4,a показаны на одном полюсном делении τ1 развернутыми в линию сечения трех зубцов (2A) с катушками 5, принадлежащих фазам: A, C, B. Для момента времени, когда синусоидальное значение тока в фазе C равно максимальному, а в фазах A и B соответственно по - 0,5 от амплитуды тока в фазе C, на фиг. 4,б показаны следующие графики кривых:
B6A - график распределения кривой распределения индукции на поверхности ротора асинхронного двигателя при условии, что высота зазора: δ = 0 и μст= ∞;
B1A, B5A - графики кривых соответственно первой и пятой гармоник индукции, при разложении кривой BδA в ряд Фурье.In FIG. 4a are shown on one pole division τ 1 unfolded in a section line of three teeth (2A) with
B 6A is a graph of the distribution of the induction distribution curve on the surface of the rotor of an induction motor, provided that the gap height: δ = 0 and μ st = ∞;
B 1A , B 5A are graphs of the curves of the first and fifth harmonics of induction, respectively, when the curve B δA is expanded in a Fourier series.
На фиг. 4,c и 4,d показано то же, но для пакета B. Как видно из графиков фиг. 4,b и 4,d, первые гармоники индукции сдвинуты на угол βm.
На фиг. 5a,b,c показаны вектора ЭДС, наведенных в стержнях короткозамкнутой клетки ротора АД, первой (фиг. 5,a), пятой (фиг. 5,b), и седьмой (фиг. 5,c) гармониками индукции пакетов A и B.In FIG. 4c and 4d shows the same, but for packet B. As can be seen from the graphs of FIG. 4b and 4d, the first harmonics of the induction are shifted by an angle β m .
In FIG. 5a, b, c show the EMF vectors induced in the rods of the short-circuited cell of the AD rotor, the first (Fig. 5a), the fifth (Fig. 5b), and the seventh (Fig. 5c) harmonics of induction of packets A and B .
Устройство работает следующим образом. Поля пакетов A и B в каждом стержне короткозамкнутой обмотки, выполненной, например, без скоса пазов, наводят ЭДС с амплитудами, пропорциональными амплитудам первой и высших гармоник индукции в зазоре. Т.к. пакеты A и B согласно заявки равной длины, то амплитуды ЭДС в стержнях от пакетов A и B от каждой гармоники равны. Начальные фазы ЭДС в стержнях ротора от магнитных потоков, созданных пакетами A и B, зависят от угла сдвига βm пакетов.The device operates as follows. The fields of packets A and B in each rod of the short-circuited winding, made, for example, without beveling the grooves, induce an EMF with amplitudes proportional to the amplitudes of the first and higher harmonics of induction in the gap. Because packages A and B according to the application of equal length, the EMF amplitudes in the rods from packages A and B from each harmonic are equal. The initial phases of the EMF in the rotor rods from the magnetic fluxes created by packets A and B depend on the shear angle β m of the packets.
Рассмотрим пример. Пусть статор выполнен с числом пар полюсов 2P1 = 2, a βm = 36 геометрических градусов. Тогда начальная фаза ЭДС от поля первой гармоники A e1A будет сдвинута относительно начальной фазы ЭДС от поля гармоники пакета e1B на электрической угол, равный β1= βm•P1, и составит β1 = 36 х 1 = 36 эл.град. (4A). Результирующую ЭДС E1 в стержне ротора от полей первых гармоник пакета A и B можно представить как сумму двух векторов, сдвинутых на угол β1 = 36 эл.град., т.е.Consider an example. Let the stator be made with the number of pole pairs 2P 1 = 2, and β m = 36 geometric degrees. Then the initial phase of the EMF from the field of the first harmonic A e 1A will be shifted relative to the initial phase of the EMF from the harmonic field of the packet e 1B by an electric angle equal to β 1 = β m • P 1 , and will be β 1 = 36 x 1 = 36 el. . (4A). The resulting EMF E 1 in the rotor shaft from the fields of the first harmonics of packets A and B can be represented as the sum of two vectors shifted by an angle β 1 = 36 electric degrees, i.e.
E1= 2E1A•cos(β1/2) = 2E1A•cos18°= 2E1A•0,95.
Результирующая ЭДС от полей пятой гармоники E5 пакетов A и B, сдвинутых на угол: β5= βm•5P1 = 36•5•1 = 180 эл.град. равна E5= 2E5A•cos(β5/2) = 0.
Следовательно, в обмотке ротора токи в каждом стержне от ЭДС пятой гармоники протекать не будут, т.к. E5 равна нулю, а следовательно, момент от взаимодействия поля якоря и тока пятой гармоники ротора равен нулю (фиг. 5, b).E 1 = 2E 1A • cos (β 1/2 ) = 2E 1A • cos18 ° = 2E 1A • 0.95.
The resulting EMF from the fifth harmonic fields E 5 of packets A and B shifted by an angle: β 5 = β m • 5P 1 = 36 • 5 • 1 = 180 el. 5 is E = 2E 5A • cos (β 5/2) = 0.
Therefore, in the rotor winding currents in each rod from the fifth-harmonic EMF will not flow, because E 5 is equal to zero, and therefore, the moment from the interaction of the armature field and the current of the fifth harmonic of the rotor is zero (Fig. 5b).
Найдем ЭДС в стержне ротора от поля седьмой гармоники (фиг. 5,c). Find the EMF in the rotor rod from the seventh harmonic field (Fig. 5, c).
Получаем:
Электромагнитный момент от седьмой гармоники поля будет составлять 34,6% = (0,5872 • 100%) от случая, если бы сдвиг отсутствовал, т.е. βm = 0. Если выполнить значение βm = 180/7 геометрических градусов, то можно уничтожить электромагнитный паразитный момент от седьмой гармоники поля.We get:
The electromagnetic moment from the seventh harmonic of the field will be 34.6% = (0.587 2 • 100%) from the case if there was no shift, i.e. β m = 0. If the value β m = 180/7 geometric degrees is fulfilled, then the electromagnetic spurious moment can be destroyed from the seventh harmonic of the field.
Таким образом, сдвигая пакеты A и B статора асинхронного двигателя на угол βm, можно уменьшить амплитуду паразитных моментов в результирующем электромагнитном моменте. Между пакетами A и B размещается немагнитная прокладка толщиной lδ (фиг. 2) с целью уменьшения потоков рассеяния между пакетами A и B и увеличения рабочего потока, тем самым электромагнитного момента от первой гармоники, и как следствие КПД устройства.Thus, by shifting the stator packets A and B of the induction motor by an angle β m , it is possible to reduce the amplitude of spurious moments in the resulting electromagnetic moment. Between packets A and B, a non-magnetic gasket of thickness l δ is placed (Fig. 2) in order to reduce the scattering fluxes between packets A and B and increase the working flux, thereby the electromagnetic moment from the first harmonic, and, as a result, the device efficiency.
Литература
1. Сергеев П. С., Виноградов Н.В., Горяинов Ф.А. Проектирование электрических машин. - М.: Энергия, 1969.Literature
1. Sergeev P.S., Vinogradov N.V., Goryainov F.A. Design of electrical machines. - M.: Energy, 1969.
2. Справочник по электрическим машинам: В 2 т. Т. 2, с. 74. Под общей ред. Копылова И.П., Клокова В.К. - М.: Энергоамтоиздат, 1989, 688, с., ил. 2. Handbook of electric machines: In 2 t. T. 2, p. 74. Under the general ed. Kopylova I.P., Klokova V.K. - M .: Energoamtoizdat, 1989, 688, p., Ill.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94007485A RU2121206C1 (en) | 1994-03-01 | 1994-03-01 | Stator of reversing induction motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94007485A RU2121206C1 (en) | 1994-03-01 | 1994-03-01 | Stator of reversing induction motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94007485A RU94007485A (en) | 1995-10-27 |
RU2121206C1 true RU2121206C1 (en) | 1998-10-27 |
Family
ID=20153126
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94007485A RU2121206C1 (en) | 1994-03-01 | 1994-03-01 | Stator of reversing induction motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2121206C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU181979U1 (en) * | 2017-12-29 | 2018-07-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | SYNCHRONOUS ELECTRIC MOTOR GENERATOR |
CN112910115A (en) * | 2021-01-11 | 2021-06-04 | 广州橙行智动汽车科技有限公司 | Stator, motor and car |
-
1994
- 1994-03-01 RU RU94007485A patent/RU2121206C1/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU181979U1 (en) * | 2017-12-29 | 2018-07-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | SYNCHRONOUS ELECTRIC MOTOR GENERATOR |
CN112910115A (en) * | 2021-01-11 | 2021-06-04 | 广州橙行智动汽车科技有限公司 | Stator, motor and car |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6879079B2 (en) | Permanent magnet rotor electrical synchronous machine with different alternatively arranged tooth pitch widths | |
JP3071064B2 (en) | Permanent magnet type stepping motor | |
KR101011396B1 (en) | Motor and motor system | |
US6376957B1 (en) | Alternating current machine | |
US6960858B2 (en) | Motor using permanent magnet | |
US20170338726A1 (en) | Polyphase motor having an alternation of permanent magnets and salient poles | |
JPS5843169A (en) | Dc electric machine with polar gap and permanent excitation of cylindrical shape | |
TW416179B (en) | Permanent magnet type electric motor | |
JP3928297B2 (en) | Electric motor and manufacturing method thereof | |
JPS5810940B2 (en) | M Yuki Soukouri | |
JP3172504B2 (en) | Rotor of permanent magnet type reluctance type rotating electric machine | |
RU2213407C2 (en) | Electric motor | |
RU2121206C1 (en) | Stator of reversing induction motor | |
JP3857017B2 (en) | Permanent magnet type reluctance type rotating electrical machine | |
WO1989010653A1 (en) | Synchronous motor | |
RU2246167C1 (en) | Face-type electrical machine | |
RU2246168C1 (en) | Face-type electrical machine | |
RU2780383C1 (en) | Reactive switched reluctance machine | |
RU207794U1 (en) | End-type synchronous electric machine | |
JPS63198559A (en) | Rotor magnet for motor | |
JP2609286B2 (en) | Permanent magnet rotating machine | |
JP3612401B2 (en) | 3-phase hybrid stepping motor | |
SU1628152A1 (en) | Induction reaction motor | |
JPS62196060A (en) | Stepping motor | |
JP3713116B2 (en) | 3-phase hybrid stepping motor |