Трифазний двигун аксіально-радіальної конфігурації

Передбачуваний винахід відноситься до індукторних електричних машин з аксіально-радіальною магнітною системою і може використовуватися як трифазний двигун з електромагнітною редукцією переважно при підвищеній частоті напруги. Відомий пристрій - редукторний двигун, що містить статор з обмоткою збудження і полюсами, на які насаджені якірні фазні обмотки, а також зубчатий ротор (Брускин Д.Э. Электрические машины и микромашины /Д.Э. Брускин, А.Е. Зорохович, B.C. Хвостов.- 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1990. С.384-385), недоліками якого є підвищена маса, габарити і вартість. Найбільш близькою по технічному рішенню є електромеханічна система аксіально-радіальної конфігурації, що містить на осі обертання жорстко закріплені роторні диски з феромагнітними вставками і жорстко пов'язані з корпусом статорні диски із співвісно концентричне розташованими індукторами, кожний з яких утворений фігурою, що одержуваною співвісною установкою на кільці двох коаксіальних циліндрів, між якими розташовані електричні обмотки і на зверненій до роторного диска торцевій поверхні одного чи обох циліндрів виконані робочі зубці, обмежені двома радіусами з центральним кутом між ними, а кожний з індукторів може мати різне число робочих зубців, при цьому система може складатися з елементарних машин, що містять два статорних і розташований між ними роторний диск (Шайтор М.М., Афонін А. О., Рясков Ю.І. Електромеханічна система аксіально-радіальної конфігурації / Патент №49630А, Н02К19/18, Н02К19/20, Н02К19/10 (Україна) // Опубл. 16.09.2002. - Бюл. №9), недоліком якого є індукування електрорухомої сили в обмотці збудження і неможливість пуску в руховому режимі від трифазної мережі. В основу винаходу поставлена задача забезпечення постійності магнітного потоку обмоток збудження і асинхронного пуску двигуна, яка реалізовується таким шляхом, що двигун виконаний у вигляді двох елементарних машин, обмотки збудження яких, вкладені у зовнішні індуктори, сполучені послідовно, а роторні диски елементарних машин мають кутове зміщення відносно один одного, відповідне половині зубцьового кроку ротора, причому число феромагнітних вставок в них на одиницю більш числа зубців на зовнішньому індукторі, де встановлені робочі фазні обмотки, кожна з яких охоплює одну третину його зубців, а на вн утрішні х індукторах елементарної машини розміщені пускові трифазні обмотки, фази яких зміщені відносно один одного на кут, 2p / 3 p де p - число пар полюсів пускової обмотки, на роторном диску встановлені співвісні кільця з проникненням їх крізь тіло диска, при цьому одне кільце з струмопровідного матеріалу розташоване навпроти одного коаксіального циліндра внутрішнього індуктора статорного диска, а інше кільце з феромагнітного матеріалу - навпроти іншого коаксіального циліндра. Постійність магнітного потоку обмоток збудження забезпечується включенням їх послідовно і зміщенням роторних дисків елементарних машин на кут, відповідний половині зубцьового кроку ротора, тоді в одній елементарній машині робочий потік збільшується, а в іншій меншає, що індукує в послідовно сполучених обмотках збудження рівні електрорухомі сили протилежного напряму, які компенсують один одного. Робота двигуна від трифазної мережі здійснюється установкою в кожній елементарній машині трифазних робочих обмоток і збільшенням числа феромагнітних вставок на роторному диску на одиницю більше числа зубців на зовнішньому індукторі, що забезпечує зсув фазних ЕРС на 120 електричних градусів. Асинхронний пуск двигуна забезпечується розміщенням на внутрішніх індукторах елементарних машин пускових трифазних обмоток, а на роторному диску установкою двох кілець, причому одне кільце з струмопровідного матеріалу (наприклад, алюмінію, міді), а інше кільце з феромагнітного матеріалу (наприклад, феріту). Винахід пояснюється на мал. 1. У корпусі машини 1 з підшипниковими щитами 2 на осі обертання між нерухомими статорними дисками 3 з концентрично розташованими індукторами 4 встановлені роторні диски 5 з феромагнітними вставками-зубцями 6 на відстані зубцьового кроку один від іншого. У зовнішні зубчаті індуктори встановлені кільцеві обмотки збудження постійного струму 7 і еліпсовидні котушки трифазної робочої обмотки змінного струму 8. П ускові трифазні обмотки 9 розміщені на внутрішніх індукторах 10. На роторному диску 5 встановлене крізне кільце з алюмінію 11 і крізне кільце з фериту 12. Пристрій працює таким чином. При подачі змінного трифазного струму на п ускові обмотки 9 утвориться магнітне поле, що обертається, яке індукує ЕРС і струми в кільці 11 роторного диска. При взаємодії магнітного поля, що обертається і струмів в кільці 11 створюється обертаючий електромагнітний момент, що приводить у обертання роторний диск 5. Феритове кільце 12 служить для замикання робочого магнітного потоку з метою зменшення магнітного опору контуру. При досягненні частоти обертання, близької до синхронної частоти двигуна, пускові обмотки 9 відключають від мережі, подають постійний струм в обмотки збудження 7 і змінний трифазний струм в робочі обмотки двигуна 8. Ротор двигуна 5 втягується в синхронізм і обертається з частотою, що визначається частотою живильної напруги і числом феромагнітних вставок 6 роторного диска 5 n = 60f1 / Z 2 , де n - часто та обертання ротора; f1 - частота живильного напруження; Z 2 - число феромагнітних вставокзубців роторного диска. Технічна ефективність винаходу полягає в забезпеченні постійності магнітного потоку обмоток збудження, що не приводить до розмагнічування машини, і в забезпеченні можливості асинхронного пуску двигуна від трифазної мережі.