Ротор асинхронного двигателя
Патент 1080236
Авторы
Ротор асинхронного двигателя
Иллюстрации
Реферат
1.РОТОР АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ, содержащий короткозамкнутую .обмотку и короткозамыкающие кольца с охлаждающими ребрс1ми, о тличающийся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик путём повышения пускового момента с одновременным улуч' шением охлаждения, каждое ребро имеет со стороны, обращенной к маг- .нитопроводу, радиаль ную. щель.2. Ротор ПОП.1, отличающ .и и с я тем, что короткозамыкающие кольца с ребрами выполнены из гофрированной по ширине ленты, свернутой на ребро.фие.1(ОСХ)оND СО О^
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
09) (22) й)СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
flO ДЕЛАН ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3262852/24"07 (22) 23.03.81 (46) 15.03.84. Бюл. Р 10 (72) M.П.Кухарский, 20.И.Ковалев и Я.М.Хаит (7l) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт электромашиностроения (53) 621.313.713(088.8)
f56) 1. Авторское свидетельство СССР
9 332538, кл. Н 02 К 3/06, 1961.
2. Гурина Я.С. и Кузнецова Б.И.
Проектирование серий электрических машин.. M., Энергия, 1978, с.85- 99.
1(52) Н 02 К 3/06 H 02 К 9/04 (54) (57) 1. РОТОР АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ, содержащий короткозамкнутую .обмотку и короткозамыкающие кольца с охлаждающими ребрами, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик путем повышения пускового момента с одновременным улуч шением охлаждения, каждое ребро имеет со стороны, обращенной к магнитопроводу, радиальную щель.
2. Ротор по п.1, о т л и ч а ющ .и и с я тем, что короткозамыкающие кольца с ребрами выполнены из гофрированной по ширине ленты, свернутой на ребро.
1080236
Изобретение относится к электротехнике, а именно к роторам асинхронных двигателей.
Известен ротор асинхронного двигателя с короткозамкнутой обмот кой, имеющий короткозамыкающие кольца, выполненные с концентрическими ребрами разной высоты и имеющие волнообразную форму. В этой конструкции материал, из которого выполнены теплоотдающие элементы, используются в качестве проводника тока (1) .
Однако недостатком этой конструкции является неэффективная рабо- . та теплоотдающих элементов в качестве вентиляторов, что вызывает снижение теплоотдачи через воздух на корпус машины и повышение перегрева лобовых частей обмотки статора.
Наиболее близким к предлагаемому является ротор асинхронного двигателя, содержащий магнитопровод, короткозамкнутую обмотку и короткоза-. мыкающие кольца с охлаждающими ребрами. В таких роторах заодно " короткозамыкающими кольцами отливаются вентиляционные лопатки. Обмотки короткозамкнутых роторов двигателей с высотами оси вращения 400 мм и более выполняются в виде сварных клеток из алюминиевых шин стандарт ных размеров,. В короткозамыкающих кольцах, изготавливаемых из алю миниевой полосы, гнутой на ребро, фрезеруют канавки глубиной рав ой примерно трем четвертям высотыКстерР3 °
Находит применение также конструкция ротора с креплением стальных вентиляционных лопаток и нажимными шайбами. В роторах этой конструкции материал, из которого выполняются вентиляционные лопатки ротора, не используется в качестве проводника тока. Такие лопатки выполняют только функции вентилятора и радиатора, рассеивающего тепло, причем тепло передается от короткбэамыкающих колец теплопроводностью. В случае изменения пускового момента, меняется конфигурация паза, а это усложняет технологию изготовления.
Цель изобретения - улучшение эксплуатационных характеристик путем повышения пускового момента с одновременным улучшением охлаждения ротора.
Поставленная цель достигается: тем, что s роторе электрической машины, содержащем короткозамкнутую обмотку и короткозамыкающие кольца с охлаждающими ребрами, каждое ребро имеет со стороны, обращенной к магнитопроводу, радиальную щель.
Для упрощения технологии изготовления короткозамкнутое кольцо с ребрами выполнено из гофрированной по ширине ленты, свернутой на ребро..
На фиг.1 показан ротор асинхронного двигателя; на фиг.2,3,4 варианты вентиляционных лопаток из
5 гофрированной ленты.
Ротор имеет магнитопровод 1, стер жни обмотки 2, короткозамыкающее кольцо 3, вентиляционные лопатки 4, радиальные щели 5.
10 Влияние на величину пускового момента двигателя осуществляется следующим образом.
Радиальные щели 5 расположены в вентиляционных лопатках 4 и частично входят в короткозамыкающее кольцо 3. Электрический ток, протекая по стержням обмотки ротора, переходит в короткозамыкающее кольцо 3, где on разветвляется (если сечение кольца 3 и сечение стенки лопатки 4 равны между собой или первое меньше второго), Таким образом, кольцо 3 представляет собой электрическую схему, у которой участки между лопатками 4 цельные, а, в районе ло.паток - параллельные цепи. Электрическое сопротивление кольца вместе с лопатками увеличивается по сравнению с прототипом, что повышает пусковой момент ротора. В том случае, когда кольцо выполнено из гофрированной ленты, удельное электрическое сопротивление которой может отличаться от удельного электрического сопротивления стержней, это
35 приводит к повышению пускового момента. Улучшение охлаждения ротора достигается за счет энергетического нагружения вентиляционных лопаток, пропусканием по ним тока, а изготовление лопаток из гофрированной ленты позволяет увеличить их вылет, что также способствует улучшению охлаждения °
Изготовление ротора с короткозамкнутой обмоткой осуществляется следующим образом.
Пазы шихтованного магнитопровода заполняются обмоткой. Если обмотка литая из алюминиевых сплавов, то по торцам образовываются короткозамыкающие кольца. Если обмотка ротора из стержней (алюминиевых или медных), то короткозамыкающее кольцо отсутствует.
Вентиляционные лопатки изготавливают из ленты электропроводного материала, предварительно изогнутой в гофру. Затем ленты сворачивают на ребро в кольцо так, чтобы ребра гофры, выполняющие роль вентиляционных лопаток, были направлены в одну сторону. Торцовая часть короткоэамыкающего кольца и плоскость ленты, входящая в контакт с кольцом, предварительно протравливается, а затем соединяются обе части
1080236
ЗНИИПИ Заказ 1 371/53 Тираж ьь7 Подписное
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная, 4 ротора за счет расплава (сваркой по контуру или контактной сваркой на плоских участках ленты, параллельных торцов плоскости короткозамкнутого кольца). Перед гофрированием ленты участки ее, попадающие во .внутрь ребра, изолируются, чтобы обеспечить равномерное протекание тока по всей длине. В том случае лопатки ротора являются проводниками тока, что позволяет сэкономить материал. Одновременно лопатки вы полняют функции вентиляторов и радиаторов. При этом тепло выделяется в самых лопатках, что дополнительно способствует интенсификации охлаждения.
Технико-экономическая эффективность заключается в следующем.
Повышение пускового момента двигателя осуществляется регулированием сечения гофрированной ленты, в каждом отдельном случае конструктор выбирает необходимую токопроводящую
:ленту из существующего сортамента или, если это необходимо, заданное
":сечение можно получить дополнитель: ной прокаткой полосы. Унификация охлаждаемых деталей ротора обеспечивается за счет простой технологии гофPBPosaHHH ленты и сворачивания ее в кольцо. Полученные таким образом элементы охлаждения могут быть по- добраны так, что одна геометрия гофрированного кольца может быть приме5 нена к различным исполнениям ротора.
Улучшение охлаждения двигателя обеспечивается за счет нагруженяя током вентиляционных лопаток. Удешевление технологической оснастки происходит
10 за счет упрощения конструкции литейной формы для заливки обмотки ротора, меньшего расхода электроэнергии на расплав заливаемого металла, использования энергоемкого техноло15 гического оборудования для получения вентиляционных лопаток,снижения до минимума технологического брака, вызываемого непроливом в узких участках формы. В стержневой обмотке достигается экономия металла, так как отпадает необходимость в дополнительных охлаждающих элементах. Экономия на штампах наиболее существенна, так как изготовление и ремонт штампов на одну полюсность оценивается от нескольких сот до тысячи рублей плюс их низкая стойкость из-за неоднородности электротехнической стали.