Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПУСКА ОДНОФАЗНОГО ЛИНЕЙНОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И УСТРОЙСТВО, ЕГО РЕАЛИЗУЮЩЕЕ

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в производстве однофазных линейных асинхронных электродвигателей.

Известны однофазные асинхронные электродвигатели, содержащие сдвинутые в пространстве рабочую и пусковую обмотки, у которых для создания в пусковом режиме фазового сдвига между токами обмоток используются конденсаторы, резисторы или катушки индуктивности, включенные в цепь пусковой обмотки. В рабочем режиме двигателя пусковая обмотка отключается (Вольдек А.И. Электрические машины: учебник для студентов ВУЗов. - 3-е изд. - Л.: Энергия. - 1978, § 30-2).

Недостатком этих устройств является наличие дополнительного фазосмещающего элемента и снижение мощности двигателя в рабочем режиме.

Наиболее близкими по технической сущности к изобретению являются однофазные асинхронные электродвигатели, содержащие сдвинутые в пространстве рабочую и пусковую обмотки, у которых для создания в пусковом режиме фазового сдвига между токами обмоток используются катушки индуктивности, включенные в цепь пусковой обмотки. В рабочем режиме двигателя пусковая обмотка отключается.

Недостатком такого технического решения является снижение мощности двигателя в рабочем режиме и наличие дополнительной катушки индуктивности, включенной в цепь пусковой обмотки и повышающей стоимость установки.

Технической задачей изобретения является повышение мощности двигателя в рабочем режиме и снижение стоимости установки.

Решение задачи достигается тем, что в однофазном линейном асинхронном электродвигателе, содержащем рабочую и пусковую обмотки, пусковая обмотка является частью рабочей обмотки электродвигателя, для создания фазового сдвига между токами используются катушки пусковой обмотки, расположенные слева от оси магнитной симметрии двигателя, подключенные к источнику питания параллельно и являющиеся частью рабочей обмотки.

Такое техническое решение позволяет отказаться от специальных фазосмещающих элементов в цепи пусковой обмотки, снизить стоимость установки и повысить мощность двигателя в рабочем режиме.

Сущность изобретения поясняется чертежами фиг. 1 и фиг. 2. На фиг. 1 изображен однофазный линейный асинхронный электродвигатель, содержащий индуктор 1 с однофазной обмоткой, размещенной в шестнадцати пазах, и вторичный элемент 2, представляющий собой слоистую структуру из стали и алюминия. На фиг. 1 показаны также схема обмотки индуктора и схема подключения его к источнику однофазного переменного напряжения u. На фиг. 2 изображена векторная диаграмма напряжений и токов в катушках пусковой обмотки. Пусковой обмоткой двигателя служат катушки обмотки, размещенные в пазах 1-8 индуктора, левее оси магнитной симметрии двигателя Z. Токи катушек пусковой обмотки i₁₅, i₂₆, i₃₇, i₄₈, показаны на схеме обмотки индуктора на фиг. 1. Рабочей обмоткой двигателя служат катушки обмотки, размещенные в пазах 1-16 индуктора 1. Коммутация обмотки из пускового в рабочее состояние осуществляется замыканием ключа К.

Пуск и работа однофазного линейного асинхронного двигателя происходят следующим образом.

При пуске электродвигателя ключ К разомкнут и к источнику питания с напряжением u подключается пусковая обмотка, катушки которой расположены левее оси магнитной симметрии двигателя Z и подключены к источнику питания параллельно. В связи с действием продольного краевого эффекта, чем дальше катушка от оси Z, тем меньше ее индуктивность и тем выше ее коэффициент мощности (F. Mamedov, S. Kurilin, D. Tchutorov. Ideal no - load operation and asymmetry of phases of low speed linear induction machine. / Proceedings of the 5^th international conference on unconventional electromechanical and electrical systems. 05-08 September 2001, Szczecin and Miedzyzdroje, Poland. - Szczecin, 2001, Volume 2. Pages 323-328). Катушка, расположенная в пазах 1 и 5, будет иметь наименьшую индуктивность и наибольший коэффициент мощности, а катушка, расположенная в пазах 4 и 8, будет иметь наибольшую индуктивность и наименьший коэффициент мощности среди катушек пусковой обмотки. По этой причине токи в параллельных катушках пусковой обмотки i₁₅, i_2b, i₃₇, i₄₈ будут сдвинуты относительно напряжения и на фазовые углы ϕ₁₅<ϕ₂₆<ϕ₃₇<ϕ₄₈, как это показано на векторной диаграмме фиг. 2 векторами i₁₅, i₂₆, i₃₇, i₄₈. Наличие пространственных сдвигов между катушками пусковой обмотки и фазовых сдвигов между их токами обеспечит в зазоре однофазного линейного асинхронного электродвигателя бегущую в положительном направлении компоненту магнитного поля. Взаимодействие бегущего поля с индуцированными им во вторичном элементе токами создаст пусковое усилие, благодаря которому электродвигатель запустится. При таком способе запуска в использовании специальных фазосмещающих элементов принципиальной необходимости нет, что позволяет отказаться от них и снизить стоимость установки.

После запуска электродвигателя ключ К замыкается, переводя двигатель в рабочий режим. В этом режиме к обмотке дополнительно подключаются катушки, расположенные в 9-16 пазах индуктора, и он работает как обычный однофазный асинхронный электродвигатель. В рабочем режиме в электромеханическом преобразовании энергии участвуют все катушки обмотки, включая и катушки пусковой обмотки, что позволяет эксплуатировать двигатель на полную мощность.

Технический результат изобретения состоит в полном использовании установленной мощности электродвигателя в рабочем режиме.