Короткозамкнутый ротор асинхронного двигателя

Короткозамкнутый ротор асинхронного двигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электромашиностроению . Цель изобретения - повышение надежности. Ротор асинхронного двигателя содержит.сердечник с пазами 2, в которых закреплены стержни 3 обмотки встречными клиньями 4. Концы стержней соединены с к.з. кольцами . Выступы 6, выполненные на боковых стенках пазов, расположены в продольных углублениях 7 на боковых сторонах стержней 3. Боковые стороны 8 выступов 6 выполнены наклонно к боковым стенкам пазов 2. Изобретение позволяет исключить вибрации стержней в пазах в радиальном направлении под действием электродинамических и центробежных сил. 3 з.п. ф-лы. 8 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 1458941

A 1 (51)4 Н 02 К 17/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ еф Wry

° 3, $

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHSlM

ПРИ ГКНТ СССР

H А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4279652/24-07 (22) 08.07.87 (46) 15.02.89. Бюл, М 6 (71) Научно-исследовательский институт Завода ".Сибэлектротяжмаш" (72) И.В.Аргунов, В.Д.Балабанюк, К.Н.Масленников, М.С,Новосельцев и Н.П.Савонькин (53) 621.313,04(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 754578, кл. Н 02 К 3/06, 1980.

Видеман Е. и Келленбергер В. Конструкции электрических машин. Л.О., Энергия, 1972, с. 197. (54) КОРОТКОЗАМКНУТЫИ РОТОР АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

М (57) Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения " повышение надежности. Ротор асинхронного двигателя содержит. сердечник с пазами 2, в которых закреплены стержни 3 обмотки встречными клиньями 4.

Концы стержней соединены с к.s. кольцами. Выступы 6, выполненные на боковых стенках пазов, расположены в продольных углублениях 7 на боковых сторонах стержней 3. Боковые стороны

8 выступов 6 выполнены наклонно к боковым стенкам пазов 2. Изобретение позволяет исключить вибрации стержней в пазах в радиальном направлении под действием электродинамических и ф центробежных сил. З.з.п. ф-лы. 8 ил..

1458941

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к асинхронным двигателям, короткозамкнутая обмотка роторов которых собрана из отдельных стержней и короткозамыкающих колец.

11ель изобретения — повышение надежности короткозамкнутой обмотки ротора асинхронноro двигателя .при

"жестком" креплении стержней в пазах сердечника ротора.

На фиг. 1 изображен ротор в варианте с традиционным расположением клиньев между стержнями ротора и дном пазов, продольный разрез; на фиг. 2-4 — сечения А-А на фиг. 1 с различными вариантами формы поперечного сечения стержней обмотки ротора; на фиг. 5 — ротор в варианте расположения клиньев и выступов пазов в продольных углублениях стержней, продольный разрез, на фиг, 6 и 7— сечения Б-Б на фиг. 5 с различными вариантами формы поперечного сечения 25 стержней и различным месторасположением выступов на боковых стенках пазов; на фиг. 8 — сечение В-В на фиг.5 в торцовой зоне сердечника ротора при выполнении выступов в пазах толь- 3О ко в средней части сердечника ротора.

Короткозамкнутый ротор асинхрон" ного двигателя содержит сердечник

1 с лазами 2, в которых стержни 3 закреплены встречными клиньями 4.

Концы стержней 3 соединены с короткозамыкающими кольцами 5. На боковых с т енк ах п аз о в 2 выл олне ны вы ступы 6, а на боковых сторонах стержней 3— аналогичные по форме выступам 6 про" 4О дольные углубления 7, причем при сборке обмотки ротора выступы 6 расположены в продольных углублениях 7.

Стержни 3 расположены с зазором относительно боковой стенки паза с вы- 45 ступами 6, Боковые стороны 8 выступов 6 выполнены наклонно к боковым стенкам пазов 2, Под таким же углом к боковым поверхностям стержней выполнены и сопрягаемые с боковыми сторонами 8 выступов 6 боковые стороны продольных углублений 7 стержней 3 обмотки ротора. Угол наклона боковых поверхностей 8 выступов 6 к боковым стенкам пазов 2 должен быть таким, чтобы при закреплении в пазах 2

55 стержней 3 клиньями 4 стержни 3 проскальзывали относительно этих боковых сторон 8 выступов 6. В итоге стержни 3 в пазах 2 закреплены: в радиальном налравлении — между боковыми сторонами 8 выступов 6 и клиньями 4; в тангенциальном направлении— между боковыми сторонами 8 выступов

6 и боковыми стенками пазов 2, не имеющими выступов 6, причем обеспечено прилегание стержней 3 к этим боковым стенкам пазов 2.

Выступи 6 могут быть выполнены как на всей длине сердечника 1, так и в средней части его на длине 9.

Последнее необходимо, когда есть потребность уменьшить уровень термомеханических напряжений в стержнях 3, возникающих при неравномерном нагреве стержня 3 по высоте в процессе тяжелых пусков двигателя. ,На фиг, 1 в качестве примера показаны клинья 4, выполненные как встречные на всю длину сердечника 1 ротора. Зто могут быть стальные клинья, концы которых каким-либо способом (электросваркой или механически) закреплены к конструктивным элементам ротора, например к нажимным кольцам (не показаны). Принципиально могут быть использованы и две пары клиньев на паэ, устанавливаемых у каждого торца сердечника 1 ротора, а при закреплении стержней 3 в пазах 2 только на длине 9 — пара укороченных клиньев 4 на паз. Аналогично могут быть выполнены клинья 4 и при установке их в продольных углублениях 7 стержней 3, На фиг. 5 представлен вариант исполнения клиньев 4 встречными.на всю длину ротора с закреплением их концов в короткозамыкающих кольцах 5, что позволяет уменьшить потери в обмотке. Возможен вариант закрепления стержней 3 в пазах 2 с использованием одного клина 4 на паз при выполнении с соответствующим уклоном сопрягаемой с ним поверхности стержня 3 обмотки ротора.

Форма и размеры выступов 6 и продольных углублений 7 могут быть произвольными. Необходимо лишь при всех силовых воздействиях на стержни 3 обеспечить контактные давления по поверхности сопряжения стержней 3 с вы-: ступами 6 или клиньями 4, не превышающими допустимые для материала стержней 3 напряжения смятия. Выпол нение ротора по фиг. 6-8 позволяет повысить энергетические характерис1458941 тики вследствие увеличения высоты ярма;

Процессы пусков двигателя с предложенным ротором..

А. Выполнение ротора по фиг. 1-4.

Исходное состояние: стержни 3 в пазах 2 поджаты клиньями 4 к поверхностям 8 выступов 6 и к боковым стенкам . пазов 2, выполненным без выступов 6, радиальные зазоры между стержнями 3 и выступами 6 отсутствуют.

Первый момент пуска — электродинамические силы, действующие на стержни

3, наибольшие. В связи с отсутствием зазоров стержни 3 в пазах 2 не перемещаются.

В процессе пуска — стержни 3 вследствие вытеснения тока, нагреваясь наиболее сильно в верхней части, сво- 20 бодно расширяются в радиальном и тангенциальном направлениях в пределах имеющихся в этой части пазов зазоров между стержнями 3 и элементами пазов

2. Средний по сечении подогрев стерж- 26 ней 3 на участках от боковых поверхностей 8 выступов 6 до клиньев 4 в

4-5 раз меньше, чем средний по сечению подогрев всего стержня:,. Радиальный размер этих же участков стержней 3 также примерно в 4-5 раз меньше высоты всего стержня 3. Поэтому деформа-., ции участков стержней 3 от поверхностей сопряжения их с боковыми сторонами 8 выступов 6 до нижнего основа35 ния будут примерно в 16-25 раз меньше, чем пластические деформации стержней обмотки ротора в прототипе, и практически составят .величину в пределах 5,0-10,0 мкм. Это означает, 40 что стержни на рассматриваемых участках работают практически в области упругих деформаций, вследствие чего зазоры между стержнями 3 и элементами пазов 2 не образуются.

Б, Выполнение ротора по фиг. 5-7, Исходное состояние: стержни 3 в лазах 2 поджаты клиньями 4 к поверхностям 8 выступов 6 и к боковым стенкам пазов 2, выполненным без выступов 6, радиальные зазоры между стержнями 3 и выступами 6 отсутствуют, 1

Первый момент пуска — электродинамические силы, действующие на стержни 5

3; наибольшие, но в связи с отсутствием в соединении радиальных зазоров стержни 3 относительно пазов 2 не перемещаются.

В процессе пуска — стержни 3 вследствие вытеснения тока, нагреваясь наиболее сильно в верхней часТи, свободно расширяются и радиально и тангенциально в пределах имеющихся

Э в верхних частях пазов 2 зазоров.

Средний по сечению подогрев стержней на радиальной длине продольных углублений 7 в 2-3 раза меньше среднего подогрева всего стержня 3. Радиальная длина продольного углубления 7 примерно в 2 раза меньше полкой высоты стержня 3. Таким образом, радиальное тепловое расширение стержней 3 на участках продольного углубления 7 примерно в 4-6 раэ меньше, чем пластические деформации стержней в прототипе, и практически может составить величину порядка 30-50 мкм. Однако наибольшей величины эти зазоры достигнут примерно к середине пуска:двигателя, когда электродинамические силы практически скомпенсированы центробежными силами и не могут вызвать перемеще" ния стержней в пазах.

Изложенное показывает, что и в пер" вом, и во втором случаях нет условий для "вибрации" стержней в пазах в радиальном направлении под действием электродинамических и центробежных сил, В первом случае стержни 3 постоянно поджаты к элементам пазов 2 и эта степень поджатия при эксплуатации двигателя не изменяется. Во втором случае хотя к середине каждого пуска и образуются зазоры между стержнями и элементами пазов, обеспечивающими крепление стержней в исходном состоянии, стержни в пазах в радиальном направлении не перемещаются, так как к этому моменту центробежные силы стержней превышают силы электродинамические. В этом же втором случае при охлаждении ротора первоначальная степень закрепления стержней в пазах восстанавливается, так как в процессе пусков двигателя пластические деформации стержней отсутствуют.

Изобретение позволяет повысить надежность мощных асинхронных двигателей.

Формула изобретения.1. Короткозамкнутый ротор аасин=. хронного двигателя, содержащий шихто-ванный сердечник, в пазах которого расположены стержни короткозамкнутой обмотки, закрепленные посредством

5 145894) 6 встречных клиньев, и короткоэамыкаю- ступы выполнены в средней части серщие кольца, отличающийся дечника. тем, что, с целью п овьш ения надежнос- 3. Роторпо п. 1, отлич ати, каждый стержень установлен с за- ю шийся тем, что, с целью повышезором относительно одной боковой ния энергетических характеристик, стенки пара, на которой выполнен про- встречные клинья установлены в продольный выступ, по меньшей мере одна дольных углублениях стержней и конбоковая сторона которого расположена тактируют с продольными выступами боНаклонно к боковой стенке паза, à íà 10 ковых стенок пазов, боковой стороне каждого стержня вы- 4. Ротор по п. 3, о т л и ч аполнены продольные углубления по фор- ю шийся тем, что, с целью уменьме выступов и стержень контактирует шения потерь в обмотке, встречные с одной боковой стороной выступа,на-, клинья выполнены иэ электропроводноклоненной к боковой стенке паза. 15 ro немагнитного материала и механи2, Ротор по п. 1, о т л и ч а- чески и электрически соединены с кою шийся тем, что продольные вы- .роткоэамыкающнми кольцами. 1458941

g-Â

Составитель В.Петри

Редактор М.Келемеш Техред М.Дрык

Корректор О.Кравцова.

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, ектная 4

Зак аз 375/56 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5