(13) B1 (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) PL B1 H02P 1/34

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY ( 2 1) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (19) PL (11) (13) B1 (51) IntCl7 H02P 1/34 (54) Rozrusznik wiroprądowy ze wzbudnikiem wewnętrznym (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 09/00 (73) Uprawniony z patentu: Politechnika Wrocławska, Wrocław, PL (72) Twórcy wynalazku: Bernard Herman, Wrocław, PL Władysław Kędzior, Wrocław, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 09/05 (74) Pełnomocnik: Kozłowska Regina, Politechnika Wrocławska, Biuro ds. Wynalazczości i Ochrony Patentowej PL B1 ( 5 7 ) 1. Rozrusznik wiroprądowy ze wzbudnikiem wewnętrznym, który ma co najmniej jeden segment na jedną fazę silnika, a każdy segment wyposażony jest w magnetowód, składający się z połączonych jarzmami części zewnętrznej i wewnętrznej, pomiędzy którymi to częściami osadzony jest wzbudnik, przy czym zewnętrzna część magnetowodu jest wyposażona w stalową rurę, znamienny tym, że wewnątrz stalowej rury (1) osadzona jest współosiowo co najmniej jedna zewnętrzna stalowa rura (2) ze szczeliną powietrzną. Fig. 2

2 Rozrusznik wiroprądowy ze wzbudnikiem wewnętrznym Zastrzeżenia patentowe 1. Rozrusznik wiroprądowy ze wzbudnikiem wewnętrznym, który ma co najmniej jeden segment na jedną fazę silnika, a każdy segment wyposażony jest w magneto wód, składający się z połączonych jarzmami części zewnętrznej i wewnętrznej, pomiędzy którymi to częściami osadzony jest wzbudnik, przy czym zewnętrzna część magnetowodu jest wyposażona w stalową rurę, znamienny tym, że wewnątrz stalowej rury (1) osadzona jest współosiowo co najmniej jedna zewnętrzna stalowa rura (2) ze szczeliną powietrzną. 2. Rozrusznik według zastrz. 1, znamienny tym, że wewnątrz zewnętrznej stalowej rury (2) ze szczeliną powietrzną osadzony jest co najmniej jeden zewnętrzny pręt stalowy (3). 3. Rozrusznik według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że wewnętrzną część magnetowodu stanowi rdzeń blachowany (9), przy czym zewnętrzna i wewnętrzna część magnetowodu są połączone blachowanymi jarzmami (10). * * * Przedmiotem wynalazku jest rozrusznik wiroprądowy ze wzbudnikiem wewnętrznym, przeznaczony do rozruchu silników indukcyjnych pierścieniowych i klatkowych. Znany z opisu patentowego nr rozrusznik wiroprądowy ze wzbudnikiem wewnętrznym wykonany jest z jednofazowych segmentów. Każdy segment ma niezależny magneto wód składający się z części zewnętrznej i wewnętrznej oraz ze stalowych jarzm, zamykających obwód magnetyczny segmentu. Pomiędzy wewnętrzną i zewnętrzną częścią jest umieszczone uzwojenie, zwane wzbudnikiem. Zewnętrzna część magnetowodu jest wykonana z grubościennej rury stalowej, która stanowi element ferromagnetyczny 0 jednostronnym wnikaniu płaskiej fali elektromagnetycznej. Wewnętrzna część magnetowodu jest wykonana bądź ze stalowych prętów, będących elementami ferromagnetycznymi, w które wnika fala cylindryczna, bądź z grubościennej rury stalowej ze szczeliną powietrzną wzdłuż całej jej długości zwanej rurą ze szczeliną powietrzną, będącej elementem ferromagnetycznym o dwustronnym wnikaniu płaskiej fali elektromagnetycznej, albo z kombinacji obu rodzajów tych elementów. Wszystkie elementy ferromagnetyczne zewnętrznej i wewnętrznej części magnetowodu tworzą obwód magnetyczny dla strumienia magnetycznego wytworzonego przepływem magnetycznym wzbudnika, a jednocześnie stanowią obwody elektryczne dla płynących w nich prądów wirowych. Zbiór elementów ferromagnetycznych o tych samych wymiarach przekroju poprzecznego i o jednakowym rodzaju wnikania fali oraz o takich samych własnościach magnetycznych 1 elektrycznych ich materiału, tworzy sekcję magnetowodu. Każdą sekcję charakteryzuje zatem inna zmienność impedancji elektrycznej w funkcji poślizgu silnika podczas jego rozruchu. Charakter zmienności zastępczej impedancji elektrycznej rozrusznika w funkcji poślizgu silnika, wynikającej z równoległego połączenia impedancji części zewnętrznej i wewnętrznej magnetowodu, zależy od wzajemnego udziału ilościowego impedancji elektrycznych poszczególnych sekcji i ma istotny wpływ na wartość i charakter zmienności momentu obrotowego silnika podczas rozruchu. Przedmiotem wynalazku jest rozrusznik wiroprądowy ze wzbudnikiem wewnętrznym, zawierający co najmniej jeden segment na jedną fazę silnika, a każdy segment wyposażony jest w magneto wód, którego część zewnętrzną stanowi stalowa rura. Pomiędzy zewnętrzną i wewnętrzną częścią magnetowodu osadzony jest wzbudnik.

3 Istota rozrusznika według wynalazku polega na tym, że wewnątrz stalowej rury osadzona jest wspołosiowo co najmniej jedna zewnętrzna stalowa rura ze szczeliną powietrzną. Korzystnie wewnątrz zewnętrznej stalowej rury ze szczeliną powietrzną osadzony jest co najmniej jeden zewnętrzny pręt stalowy. Korzystnym jest również to, że wewnętrzną część magnetowodu stanowi rdzeń blachowany, przy czym zewnętrzna i wewnętrzna część magnetowodu są połączone blachowanymi jarzmami. Zaletą wynalazku jest to, że poprzez zwiększenie liczby sekcji zewnętrznej części magnetowodu segmentu, rozszerza się możliwość wpływania na charakter zmienności impedancji zastępczej rozrusznika w funkcji poślizgu silnika, a tym samym rozszerzenie możliwości programowania charakterystyk mechanicznych silnika z rozrusznikiem, zgodnie z potrzebami napędzanych maszyn roboczych. W przypadku, gdy wewnętrzną część magnetowodu stanowi rdzeń blachowany, zastępcza impedancja elektryczna rozrusznika jest sumą szeregowo połączonych impedancji elektrycznych poszczególnych sekcji części zewnętrznej magnetowodu. Blachowana część wewnętrzna magnetowodu i blacho wane jarzma są jedynie odcinkami zamykającymi obwód magnetyczny segmentu. Taka budowa segmentu nie ogranicza możliwości programowania charakterystyk rozruchowych silnika, a upraszcza w znaczącym stopniu metodę obliczania parametrów elektrycznych rozrusznika oraz zwiększa dokładność obliczeń. Przedmiot wynalazku jest objaśniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia jednofazowy segment rozrusznika wiroprądowego w półprzekroju podłużnym, fig. 2 - jednofazowy segment rozrusznika wiroprądowego w półprzekroju poprzecznym, fig. 3 - jednofazowy segment rozrusznika wiroprądowego z blachowanym rdzeniem w półprzekroju podłużnym, a fig. 4 - jednofazowy segment rozrusznika wiroprądowego z blachowanym rdzeniem w półprzekroju poprzecznym. Przykład I. Rozrusznik wiroprądowy ze wzbudnikiem wewnętrznym, który stanowi jednofazowy segment rozrusznika wiroprądowego ze wzbudnikiem wewnętrznym ma zewnętrzną część magnetowodu wykonaną w postaci stalowej rury 1, wewnątrz której ma osadzoną współosiowo zewnętrzną stalową rurę 2 ze szczeliną powietrzną. Wewnątrz zewnętrznej stalowej rury 2 ze szczeliną powietrzną umieszczone są zewnętrzne stalowe pręty 3 rozmieszczone symetrycznie na obwodzie koła i równolegle względem siebie. Natomiast wewnętrzną część magnetowodu stanowi wewnętrzna stalowa rura ze szczeliną powietrzną 6 otoczona tuleją izolacyjną 5, na której jest nawinięte uzwojenie wzbudnika 4. Wewnątrz wewnętrznej stalowej rury ze szczeliną powietrzną 6 są osadzone wewnętrzne stalowe pręty 7 rozmieszczone symetrycznie na obwodzie koła i równolegle względem siebie. Zewnętrzna i wewnętrzna część magnetowodu są połączone ze sobą jarzmami 8, wykonanymi z litej stali i stanowią zamknięcie obwodu magnetycznego. Przykład II. Rozrusznik wiroprądowy ze wzbudnikiem wewnętrznym, który stanowi jednofazowy segment rozrusznika wiroprądowego z zewnętrzną częścią magnetowodu wykonaną ze stalowej rury 1 z osadzoną wewnątrz współosiowo zewnętrzną stalową rurą 2 ze szczeliną powietrzną. Wewnątrz zewnętrznej stalowej rury 2 ze szczeliną powietrzną umieszczone są wewnętrzne stalowe pręty 3 rozmieszczone symetrycznie na obwodzie koła i równolegle względem siebie. Na tulei izolacyjnej 5 nawinięte jest uzwojenie wzbudnika 4. Wewnątrz wzbudnika 4 umieszczony jest rdzeń blachowany 9 stanowiący wewnętrzną część magnetowodu. Zewnętrzna i wewnętrzna część magnetowodu są połączone blachowanymi jarzmami 10, które stanowią zamknięcie obwodu magnetycznego. W przykładach przedstawiono jednofazowy segment rozrusznika wiroprądowego ze wzbudnikiem wewnętrznym, w którym zarówno wewnętrzna jak i zewnętrzna część magnetowodu zawierają maksymalną liczbę sekcji magnetowodu. W praktyce, w zależności od potrzeb wynikających z kryteriów rozruchu silnika indukcyjnego w układzie napędowym, poszczególne części magnetowodu mogą zawierać dowolną liczbę sekcji, ale co najmniej po jednej sekcji zewnętrznej i wewnętrznej części magnetowodu.

4 W przypadku silnika trójfazowego, rozrusznik zbudowany jest co najmniej z trzech segmentów jednofazowych, po jednym w każdej fazie uzwojenia wirnika silnika pierścieniowego lub w każdej fazie uzwojenia stojana silnika klatkowego. Dla rozszerzenia możliwości programowania charakterystyk rozruchowych stosuje się szeregowe połączenie w każdej fazie uzwojenia stojana lub wirnika dowolnej liczby jednofazowych segmentów i dokonuje ich wyłączania za pomocą styczników, podobnie jak w tradycyjnych rozrusznikach rezystorowych.

5 Fig.3 Fig.4

6 Fig. 1 Fig. 2 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.