Ротор асинхронной машины

Ротор асинхронной машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сущность изобретения: ротор содержит шихтованный магнитопровод с пазами 3. Стержни 4 обмотки выполнены в виде входящих одна в другую гребенок из продольных пластин 5 и 6, -изолированных прокладками 7, По торцам стержни 4 присоединены к короткозагЦкагащим кольцам. Электрическая емкость между пластинами 5 и 6 обеспечивает улучшение пусковых характеристик и повышение КПД при пониженной частоте вращения. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ .

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

К ПАТЕНТУ

° аеВ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4826804/07 (22) 18.05,90 (46) 23.05.93. Бюл. N 19 (71) Московский автомобильно-дорожный институт (72) Л Е.Круковский и А.И.Фещенко (73) Л,Е.Круковский и А,И,Фещенко (56) Авторское свидетельство СССР

N 841":42, кл. Н 02 К 17/16, 1979.

За,:вка Франции ¹ 2269324, кл..Н 02 Р

1/26, 1975. (54) РОТОР АСИНХРОННОЙ МАШИНЫ (я)я Н 02 К 17/16, 1/26 (57) Сущность изобретения: ротор содержит шихтованный магнитопровод с пазами 3.

Стержни 4 обмотки выполнены в.виде входящих одна в другую гребенок из продольных пластин 5 и 6, изолированнмх прокладками 7, По торцам стержни 4 присоединены к короткозаг ь|кающим кольцам.

Электрическая емкость между пластинами 5 и 6 обеспечивает улучшение пусковых характеристик и повышение КПД при пониженной частоте вращения. 5 ил.

1817870

Изобретение относится к асинхронным электрическим машинам и может быть использовано в любых электрических машинах, в которых для обеспечения вращения

-ротора используется обмотка типа "беличьей клетки", Цель изобретения — улучшение пусковых свойств асинхронных машин и повышение КПД эа счет увеличения электромагнитного момента.

На фиг.1 представлена проекция ротора с сечениями А — А и В-В на фиг.3, на фиг,2— вид Г на фиг.3; на фиг.3 — сечение С-С на фиг.2; на фиг.4 — схема замещения одной фазы роторной обмотки; на фиг.5 дана векторная диаграмма напряжений и токов одной фазы роторной цепи, Ротор асинхронной машины содержит вал 1 с цилиндрическим шихтованным маг- нитопроводом 2, в котором выполнены про- 20 дольные пазы 3 с размещенными в них разделенными на две части стержнями 4 обмотки, каждый из которых выполнен в виде гребенок с зубцами в виде пластин 5 и 6 из токопроводящего материала, разделенных 25 между собой изоляционными прокладками

7. На одном торце ротора пластины 5 замкнуты короткозамыкающим кольцом 8, а на другом торце пластины 6 замкнуты короткозамыкающим кольцом 9. Торцевые поверх- 30 ности пластин 5, примыкающие к короткозамыкающему кольцу 8, изолированы от него изоляционными вставками 10, а соответствующие торцевые поверхности пластин 6 изолированы от кольца 9 иэоляци- 35 онными вставками 11, Таким образом„стержни 4 обмотки по конфигурации действительно представляют собой гребенки с пластинчатыми зубцами, заходящими друг s друга по всей длине, и при этом изо- 40 лированные между собой.

Ha H Hel cT J;àñòèí 5 и 6, примыкающей к противоположным короткозамыкающим кольцам 8 и 9, от которых они изолированы. выполнены выступы 12 и 13, соответственно, направленные внутрь паза

3, Глубина выступов 12 и 13 определяется с таким расчетом, чтобы их можно было замкнуть соответствующими перемычками 14 и

15, не замыкая при этом другие пластины, 50 идущие к соответствующему и ротивоположному короткозамыкающему кольцу 8 или 9.

Таким образом, в нижней части выступы 12 и 13 замкнуты токопроводящими перемычками 14 и 15, соответственно, для чего пазы 55

3 в местах, примыкающих к торцам ротора

1, имеют дополнительные ступенчатые углубления, выполненные на части длины паза 3 и заканчивающиеся в радиальном направлении цилиндрическими участками, Перемычки 14 и 15, в свою очередь, соединяются со стержнями 16 и 17. соответственно, заложенными в узкие щели паза 3. В нижней части паза 3 стержни 16 и 17 электрически соединены с внутренними дополнительными токопроводящими цилиндрическими стержнями 18 и 19, расположенными в теле ротора 2. Внутренние дополнительные цилиндрические стержни

18 и 19 выходят на соответствующую торцовую поверхность ротора 2 и с помощью перемычек 20 и 21, соответственно, электрически соединяются с соответствующими короткоэамыкающими кольцами 8 и 9.

При этом пластины 5 и 6, составляющие стержни 4, выполняют функции конденсатора, включенного в роторную цепь, Токопроводящие стержни 16 и 17 и внутренние дополнительные цилиндрические токопроводящие стержни 18 и 19, углубленные в тело ротора 2, имеют повышенное индуктивное сопротивление.

Схема замещения комплексного сопротивления представлена на фиг,4, она состоит из конденсатора 22 (Хс}, емкость С которого зависит от глубины паза 3, длины ротора 2, количества пластин 5 и 6 и толщиHbl изоляционных прокладок 7. Индуктивное сопротивление 23 (Хб} определяется магнитным потоком, создаваемым в роторе

2, Резистор 24 (Rz} характеризуется шунтирующим влиянием перемычек 14 и 15, сопротивлением внутренних дополнительных цилиндрических стержней 17 и 19, перемычками 20 и 21 и короткозамыкающими кольцами 8 и 9. Значение Rz завйсит от частоты тока ротора: fz=f1 S. где f< —; S— скольжение, определяется большим индуктивным сопротивлением рассеяния и это сопротивление тем больше. чем выше частота тока ротора. Резистор 25 (Rl} является омическим сопротивлением пластин 5 и 6.

Комплексное сопротивление ротора может быть вычислено по формуле;

Z В + Х

Rz — ) Xc

Асинхронная электрическая машина с предложенным ротором работает следующим образом. При пуске частота тока ротора равна частоте сети, а э.д.с, ротора равна

Е =-4,44 Ф flSК .Wp. где Ф и) — магнитный поток, К)г. — обмоточный коэффициен)

Wp число витков О )мО) ки () ) ) i)() ) 1817870

Индуктивное сопротивление 23 при пуске определяется по формуле;

Х =2 mf> SQ, 5 где L2 — индуктивное сопротивление, определяемое магнитным потоком и при пуске (S=1) имеет максимальное значение, в то же время емкостное сопротивление, находящееся по формуле; 10

Хс

2af1 S С где С вЂ” емкостное сопротивление, опреде- 15 ляемое пластинчатым строением стержня, имеет, наоборот, минимальную величину (режим противовключения во внимание, не принимается), Сопротивление Rz имеет максимальное значение благодаря большому 20 индуктивному рассеянию. его шунтирующим влиянием при пуске для простоты расчета можно пренебречь. Тогда комплексное сопротивление мо>кно приближенно вычислить, 25

) Хс

1 ) Хс/R2

ЗО

== R1+.I(ÕL - Xñ), Соответствующим подбором емкостного сопротивления Хс ма>кно в значительной мере компенсировать индуктивное сопротивление, 35

На фиг,5 дается сравнительное представление о соотношениях тока и напряжения для традиционного электродвигателя (пунктирная линия) и предложенного. Благодаря наличи о пластинчатой структуры "0 стержней ротора и образованному эа счет этого емкостному сап рати влснию угол сдвига р между напряжением, p и током- Ip (сплошная линия) уменьшается. Как известна, электромагнитный момент асинхронной машины может быть найден из формулы:

М„== К Фп Ip где К вЂ” коэффициент пропорциональности.

Из формулы следует, что пусковой момент двигателя будет у предложенной машины значительно больше, чем у традиционной, Па мере разгона ротора, частота тока будет уменьшаться и при выходе 55 на номинальный режим скольженле обычно составляет S =- 0,02 — 0,04. Это означает, что индук. ивнае сопротивление Х будет очень . мало, а индуктивным сопротивлением рассеяния Ri также можно пренебречь. Емкостное сопротивление пластин 5, 6 стержней 4 стремится к бесконечности, Тогда комплексное сопротивление ротора будет приближенно определяться следующим выражением:

Zp =R>+ Rg

В номинальном режиме асинхронная машийа с предложенной конструкцией ротора практически ничем не будет отличаться от обычной асинхронной машины, " Таким образом, асинхронная машина с предложенным ротором имеет при пуске емкостное сопротивление в роторнсй цепи, что приведет к повышению коэффициента мощности во всем диапазоне скоростей от

О до номинальной, повышению пускового момента и снижению пусковых токов. Это определяет и более высокий к.п.д, машины.

Таким образом, изобретение позволяет улучшить пусковые свойства ротора и повысить к.п.д, на низких оборотах, обеспечивая более высокий коэффициент мощности, благодаря использованию ротора пластинчатой конструкции, пластины которого выполняют роль регулируемого емкостного сопротивления. При этом обеспечиваются и более высокие пусковые моменты, Формула изобретения

Ротор асинхронной машины, содержащий шихтованный магнитопровод с продольными пазами, в которых уложены стержни обмотки, состоящие из изолированных одна от другой частей, замкнутых по торцам магнитоправада короткозамыкающими кольцами, отличающийся ем, что, с целью улучшения пусковых свойств и повышения КПД при пониженной частоте вращения, продольные пазы выполнены со ступенчатыми углублениями, на торцах магнитопровода, заканчивающимися в радлальном направлении цилиндрическими участками, ротор снабжен дополнительными цилиндрическими токопроводящими стержнями, размещенными в цилиндрических участках углублений и электрически соединенными с близле>кащими короткозамыка ащими кольцами, а стержни обмотки выполнены в виде гребенак с зуб- цами в виде заходящих одна в другую по всей длине пластин, изолированных между собой и от противоположного кароткаэамыкающего кольца, имеющих размещенные в углублениях пазов выступы, которые замкнуты между собой и соединены с цилиндрическими токопроводящими стержнями, 1817870

1817870

ФГГе5 °

Составитель Л.Круковский

Техред М,MopreHT8л Корректор А. Козориэ

Редактор

Заказ 1742 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рэущская наб., 4/б

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина. 101