SU741381A1

SU741381A1 - Induction motor

Info

Publication number: SU741381A1
Application number: SU782596166A
Authority: SU
Inventors: Владимир Николаевич Острейко; Юрий Львович Черников
Original assignee: Северо-Западный Заочный Политехнический Институт
Priority date: 1978-04-03
Filing date: 1978-04-03
Publication date: 1980-06-15

Description

Изобретение относитс к электро .машиностроению и может быть использовано при производстве асинхронных электродвигателей трех- и однофазно го исполнени Известны трехфазные компенсирован ные асинхронные двигатели, которые обеспечивают высокий коэффициент моц ности (cos Ч ) , осуществл тем самым разгрузку питающих сетей от реактивного тока 1. Однако такие двигатели характеризуютс повышенной сложностью конструкции, так как содержат дополнительные обмотки с контактными кольгХами и щеточным аппара том. Это увеличивает стоимость машины и снижает ее надежность. Поэтому компенсированные двигатели не наш ли заметного применени . Более экономичным дл компенсации реактивной Мощности асинхронных двигателей вл етс применение отдельно сто щих устройств - комплектных конденсаторных установок, подключаемых не к каж дому отдельному двигателю, а к шинам цеховых подстанций. Отдельные конденсаторы, пр ключае мые по различным схемам к обмоткам, двигателей, используютс дл обеспечени однофазных режимов работы асинхронных двигателей 2. В этом случае затраты на достижение указанных целей определ ютс , главным образом, стоимостью отдельно сто щих конденсаторов , котора существенно увеличивает стоимость двигател . По технической сущности и получаемому результату и изобретению наиболее близким к изобретению вл етс двигатель, который имеет магнитную систему статора в виде продольных пакетов стальных пластин с выступающей средней частью и двух навитых на пакеты по обе стороны от их выступающих частей тороидов из изолированной ленточной стали. Статор двигател может быть выполнен как многофазным, так и однофазным в зависимости от схемы соединени обмотки. Конструкци магнитной системы статора содержит в отличие от машин с шихтованными сердечниками , технологически автономные элементы: пакеты пластин и витые тороиды 3. Недостатком вл етс необходимость больших затрат на компенсацию реактивной мощности и на обеспечение однофазных режимов работы двигател , так как это достигаетс The invention relates to electrical engineering and can be used in the production of three-phase and single-phase asynchronous electric motors. Three-phase compensated asynchronous motors are known, which provide a high power factor (cos H), thereby unloading the supply networks from reactive current 1. However Such engines are characterized by increased design complexity, since they contain additional windings with contact blocks and a brush apparatus. This increases the cost of the machine and reduces its reliability. Therefore, compensated engines are not our visible application. More economical to compensate for reactive power of asynchronous motors is to use stand-alone devices — complete capacitor units that are connected not to each individual engine, but to the tires of workshop substations. Separate capacitors, keyed according to different circuits to the windings, of motors, are used to provide single-phase modes of operation of induction motors 2. In this case, the costs of achieving these goals are determined mainly by the cost of stand-alone capacitors, which significantly increases the cost of the motor. The technical essence and the obtained result and the invention closest to the invention is a motor that has a magnetic stator system in the form of longitudinal packages of steel plates with a protruding middle part and two wound toroids made of insulated tape steel on both sides of their protruding parts. The motor stator can be made both multiphase and single phase depending on the winding connection scheme. The stator magnetic system contains, in contrast to machines with laminated cores, technologically autonomous elements: plate packs and twisted toroids 3. The disadvantage is the need for high costs for reactive power compensation and for providing single-phase engine operation, as this is achieved

путем применени дополнительных по отношению к двигателю батарей конденсаторов .by applying additional capacitor banks with respect to the engine.

Целью изобретени вл етс повышение коэффициента мощности и расширение области применени двигател путем обеспечени однофазных режимов работы.The aim of the invention is to increase the power factor and expand the range of application of the engine by providing single-phase modes of operation.

Эта цель достигаетс тем, что тороиды навиты из двух параллельных стальных лент и состо т из электрически изолированных друг от друга концентрических секций, общее число которых не меньше числа фаз обмотки статора, при этом кажда секци снабжена двум электрическими выводами, каждый из которых присоединен к одной из двух параллельных стальных лент.This goal is achieved by the fact that toroids are wound from two parallel steel tapes and consist of concentric sections electrically isolated from each other, the total number of which is not less than the number of phases of the stator winding, each section being equipped with two electrical leads, each of which is connected to one from two parallel steel tapes.

При этих услови х тороиды магнитной системы статора одновременно образуют несколько конденсаторов (по числу концентрических секций), обкладками которых вл ютс стальные ленты, а диэлектриком - изол ционные слои с обеих сторон лент. При этом изол ционные .слои одновременно служа изол цией дл ленточной стали тороидов как элементов магнитной цепи статора , замен обычно примен емое лаковое покрытие.Under these conditions, the toroids of the magnetic system of the stator simultaneously form several capacitors (according to the number of concentric sections), the plates of which are steel tapes, and the dielectric is insulating layers on both sides of the tapes. At the same time, insulating layers at the same time serving as insulation for the tape steel of toroids as elements of the stator magnetic circuit, replacements of the commonly used lacquer coating.

На фиг. 1 показан продольный разрез асинхронного двигател ; на фиг. 2 - элемент магнитной системы статора - витой тороид; на фиг, 3 - один из вариантов электрической схемы , получаемой при подключении секций тороидов к обмотке статора.FIG. 1 shows a longitudinal section of an asynchronous motor; in fig. 2 - an element of the magnetic system of the stator - twisted toroid; FIG. 3 shows one of the variants of the electric circuit obtained by connecting the toroid sections to the stator winding.

Электродвигатель содержит статор с обмоткой 1, котора может иметь любое число фаз. Магнитна система статора образована пакетами стальных пластин 2 с выступами в средней част и двух навитых на пакеты тороидов 3, расположенных по обе стороны от выстпающей части пакетов. Магнитна система закреплена в станине 4.,Ротор 5 двигател может быть любой известной конструкции. Тороиды намотаны из двух параллельных стальных лент 6, изолированных с обеих сторон сло ми диэлектрика 7. По толщине тороиды подразделены на несколько электрически изолированных концентрических секций, намотанных одна на другую и имеющих по два электрических вывода 8, электрически .присоединенных к стальным лентам. Тороиды помещены в защитный кожух 9.The motor contains a stator with a winding 1, which can have any number of phases. The magnetic system of the stator is formed by packages of steel plates 2 with protrusions in the middle part and two toroids 3 wound on the packages, located on either side of the extracting part of the packages. The magnetic system is fixed in the bed 4. The rotor 5 of the engine can be of any known construction. Toroids are wound from two parallel steel tapes 6, insulated on both sides by dielectric layers 7. Thickness of the toroids is subdivided into several electrically insulated concentric sections, wound one over the other and having two electrical leads 8, electrically connected to the steel tapes. Toroids are placed in a protective casing 9.

Количество секций тороидов зависи от числа фаз обмотки статора и должно обеспечивать удобство схемных соединений . В качестве примера на фиг. показан тороид, подразделенный на три секции и имеющий, щесть электрических выводов. Все выводы целесообразно располагать на одной стороне тороида, обращенной в магнитной системе двигател наружу, как это показано на фиг. 1,The number of toroid sections depends on the number of phases of the stator winding and should ensure the convenience of circuit connections. As an example in FIG. a toroid is shown, subdivided into three sections and having a wide electrical lead. It is advisable to place all conclusions on the same side of the toroid, which is facing outward in the magnetic system of the engine, as shown in FIG. one,

Диэлектрик между стальными лентами тороидов должен иметь электрическую прочность, превышающею н-апр жение фазы обмотки статора. В качестве диэлектрика может быть применена, например , конденсаторна бумага. Вместо нее может быть применено оксидировани стальных лент дл образовани на их поверхност х диэлектрической пленки.The dielectric between the steel ribbons of the toroids should have an electrical strength exceeding the n-apr of the stator winding phase. As a dielectric, for example, capacitor paper can be used. Instead, oxidation of steel tapes may be used to form a dielectric film on their surfaces.

По наружным поверхност м тороиды должны быть заизолированы, например, пленочной изол цией, рассчитанной на напр жение фазы статора. В другом варианте дл обеспечени изол ции и улучшенных электрических характеристик тороидов как конденсаторов путем удалени из диэлектрика влаги и воздуха , каждый из тороидов может быть помещен в герметичный корпус из тонкого изол ционного материала и защищен металлическим кожухом. Дл того, чтобы кожух не вл етс экраном дл магнитного потока, он не должен содержать торцовой поверхности на той стороне тороида, котора при1 ыкает к выступающим част м пакетов стальных пластин.The outer surfaces of the toroids should be insulated, for example, with film insulation designed for stator phase voltage. In another embodiment, to provide insulation and improved electrical characteristics of toroids as capacitors by removing moisture and air from the dielectric, each of the toroids can be placed in a sealed enclosure made of a thin insulating material and protected by a metal case. In order for the casing not to be a shield for the magnetic flux, it must not contain an end surface on the side of the toroid that attaches to the protruding parts of the steel plate packs.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При описанных выше особенност х конструкции тороидов, каждый из них образует несколько конденсаторов (по числу концентрических секций), обкладками которых вл ютс стальные ленты. Следовательно, нар ду с функцией магнитопровода, тороиды могут служить в качестве силовых (косинусных ) конденсаторов, подключаемых к сети питающего напр жени .параллельно обмотке статора. На фиг. 3 приведен один из вариантов электрической схемы включени конденсаторов. Возможно получен.ие однофазной схемы включени обмотки статора с конденсаторами.With the above described features of the toroid design, each of them forms several capacitors (according to the number of concentric sections), the plates of which are steel tapes. Consequently, along with the function of a magnetic circuit, toroids can serve as power (cosine) capacitors connected to the supply voltage network parallel to the stator winding. FIG. 3 shows one of the variants of the electrical circuit of the capacitors. It is possible to obtain a single-phase connection circuit for stator winding with capacitors.

В случае, когда вспомогательна фаза не отключаетс от сети после пуска двигател , пускова емко.сть (или част ее) обеспечивает улучшение энергетических показателей однофазного двигател в номинальном режиме. Часть пусковой емкости в номинальном режиме может быть отк дочена, как это делаетс в обычных однофазных деигател х с пристрренными конденсаторами. Возможно использование и других известных схем включени конденсаторов.In the case when the auxiliary phase is not disconnected from the network after the engine is started, the starting capacity (or part of it) provides an improvement in the energy performance of a single-phase motor in nominal mode. A part of the starting capacitance in nominal mode can be disconnected, as is the case with conventional single phase reactors with fixed capacitors. It is possible to use other known capacitor switching circuits.

Величина емкости зависит от свойст диэлектрика и площади обкладок-стальных лент. Диэлектрик должен вьщерживать напр жение, превышающее напр жение фазы обмотки статора. Вследствие значительных размеров тороидов как наружных элементов магнитной системы машины число слоев стальных лент и их площадь велики, что обеспечивает получение требуемой емкости.The value of capacity depends on the properties of the dielectric and the area of the plates of steel tapes. The dielectric must hold a voltage higher than the voltage of the stator winding phase. Due to the significant size of the toroids as the outer elements of the magnetic system of the machine, the number of layers of steel tapes and their area are large, which ensures the required capacity.

Claims

1. Kostenko, M., P., Piotrovsky, L. M. Electric Machines, M.L., Energie, 1965, p. 664-668.

2. Merkin G. B. Condenser electric motors. ML, Energie, 1966, p. 14-15.

3. Authors certificate of the USSR 309428, cl. H 02 K 3/04, 1969.

eight

d