Массивный ротор асинхронного двигателя

Массивный ротор асинхронного двигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сущность изобретения: ротор содержит шихтованный сердечник 4, стальной цилиндр 3 и втулку из железомедного сплави 3 с торцевыми короткозамыкающими кольцами 5, Втулка 2 состоит из двух одинаковых частей, соединенных между собой электрически в центральной плоскости ротора . Удельное содержание меди в сплаве материала втулки монотонно увеличивается от центра к торцам. Удельное сопротивление сплава в центре составляет 1,6-1,7 сопротивления на торцах. Внешний диаметр втулки на торцевых участках моноточно уменьшается к торцам. Приведены формулы для определения радиальной толщины втулки и стального цилиндра. 1 ил Ч 5 т& i СО С

союз сОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (505 Н 02 К 1/22

ГОСУДАРСТВЕН-ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) 4СКжщр

ПатКнтчо т где ь (. Г, г, ) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Z 3 ly 5 (21) 4825347/07 (22) 12.03.90 (46) 23.06.93. Бюл. М 23 (72) . А.M.Oëåéíèêîâ. В.Ф.Аксенов, С.Б.Смирнов, А.Б.Сафронов и Г.А.Чебыкин (56) Авторское свидетельство СССР

М 246662, кл. Н 02 К, 1967.

Авторское свидетельство СССР (Ф 1023534, кл. Н 02 К 1/28, 1980, Могильников В.С. и др. Асинхронные двигатели с двухслойным ротором и их применение. M.: Энергоатомиздат, 1983, с. 119. (54) МАССИВНЫЙ РОТОР АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ (57) Сущность изобретения: ротор содержит шихтованный сердечник 4, стальной ци„„5U „„ i 823075 А1 линдр 3 и втулку из железомедного сплава 3 с торцевыми короткозамыкэющими кольцами 5, Втулка 2 состоит из двух одинаковых частей, соединенных между собой злектрически в центральной плоскости ротора . r дельное содержание меди в сплаве материала втулки монотонно увеличивается от центра к торцам. Удельное сопротивление сплава в центре составляет 1,6-1,7 сопротивления на торцах, Внешнийдиаметр втулки на торцевых участках монотонно уменьшается к торцам. Приведены формулы для определения радиальной толщины втулки и стального цилиндра. 1 ил.

1823075

25

h2= (0,7 — 0,9) 30

Изобретение относится к электротехнике, в частности к асинхронным двигателям с массивным двухслойным ротором.

Цель изобретения — улучшение энергетических показателей и повышение эффективности использования двигателя с массивным двухслойным ротором.

Поставленная цель достигается в результате того, что в роторе асинхронного двигателя, который содержит шихтованный сердечник с насаженной на него рабочей втулкой с торцевыми короткозамыкающими кольцами, предусмотрены следующие конструктивные отличия;

1) втулка выполняется иэ двух расположенных цилиндров, причем наружный, называемый рабочей втулкой, имеет толщину, в радиальном направлении

-(а -.)

СО,и,>,и1 S внутренний стальной цилиндр имеет толщину (— )

И/Со P2 $ где р1 — среднее удельное электрическое сопротивление материала рабочей втулки; 1 — средняя относительная магнитная и рони цаемость материала рабочей втул ки;

pz — удельное электрическое сопротивление материала цилиндра; рг — относительная магнитная проницаемость материала цилиндра; ро — магнитная постоянная;

S — скольжение s номинальном режиме.

2) рабочая втулка составлена из двух одинаковых частей, изготовленных из >келезо-медного сплава, расположенных симметрично и соединенных между собой электрически в центральной плоскости ротора, в каждой части втулки содер>кание меди в сплаве монотонно увеличивается от центра к торцам так, что удельное электрическое сопротивление сплава в центре составляет 1,6-1,7 удельного сопротивления на торцах, 3) внешний диаметр втулки на торцевых участках монотонно уменьшается к торцам так, что величина воздушного зазора между ротором и статором в торцевой части составляет 1,6-1,7 зазора в центральной части.

На чертеже показан параллельный разрез ротора, Пунктиром на чертеже условно показан статор (1). Ротор состоит из рабочей втулки (2). внутреннего цилиндра (3) шихтованного сердечника (4) и медных колец (5). Вал (6) объединяет все элементы ротора.

Рабочая втулка ротора (2) составлена из двух одинаковых частей. Они выполнены из двух отливок железо-медного сплава и расположены симметрично на внутреннем цилиндре (3) таким образом. что участки с большим содержанием меди (нижние части отливок) находятся на торцах ротора, а участки с меньшим содержанием меди (верхние части отливок) находятся в центральной плоскости ротора, где они соединены между собой электрически, например спаяны, Распределение меди по высоте каждой из отливок, составляющих рабочую втулку таково. что их удельное сопротивление в центре составляет 1,6-1,7 удельного сопротивления на торцах. Внешний диаметр втулки на торцевых участках монотонно уменьшается к торцам, так что величина воздушного зазора между ротором и статором в торцевой части составляет 1.6-1,7 зазора в центральной части.

Толщина рабочей втулки в радиальном направлении равна

-(. -ы) и ио/C1 S толщина стального цилиндра щроу(х S

Рабочая втулка и стальной цилиндр насажены втугую на шихтованный сердечник (4) и соединены по торцам медными короткозамыкающими кольцами. Размеры. этих колец определяются расчетом.

Физические процессы в роторе описываются следующими взаимодействиями.

Вращающееся магнитное поле взаимоиндукции, создаваемое обмоткой статора, пронизывает рабочую втулку ротора и замыкается по шихтованному сердечнику, имеющему высокую магнитную проницаемость.

Это поле индуктирует в рабочей втулке вихревые токи, имеющие осевые и тангенциальные составляющие. Электромагнитный момент на роторе образуется в результате взаимодействия нормальной составляющей магнитной индукции поля и осевой составляющей тока. Чем больше названные составляющие, тем больше электромагнитный момент. Увеличению нормальной составляющей индукции способствует постоянное увеличение магнитной проницаемости по глубине ротора, что обусловлено соотношением ус < p2 < рш(,и — магнитная проницаемость шихтованного сердечника).

Магнитное поле как бы "засасывается" вглубь ротора. Увеличению осевой составляющей тока способствует постоянное

1823075

Ог= (0,7 — 0.9) тгс". (7>/(o Я(1 -7 толщина стального цилиндра

Формула изобретения

Массивный ротор асинхронного двигателя, содержащий шихтооанный сердечник и втулку из железо-медного сплава с торцевыми короткозамыкающими кольцами, о т л иСоставитель А.Олейников

Техред M,Ìoðãåíòàë Корректор М. Шароши

Редактор

Заказ 2183 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Произаолстаенно-излатееескиа комбинат Патент", г. Ужгорол. Уе.Гагарина, 101 уменьшение удельного электросопротивления к периферии ротора: тангенциальные составляющие тока как бы "отсасываютсяи к торцевым vîðoòêîýýìûêàþùèì кольца л из меди и эквивалентное сопротивление ротора уменьшится. Увеличение воздушного зазора на торцах ротора приводит к снижению поверхностных потерь именно о зоне действия магнитных индукций, Одновременно снижаются тормозные мо(ленты от взаимодействия высших гармоник магнитной индукции, обусловленных зубчатостью статора и другими причина ли, и соответствующих им токов ротора. В целом механическая характеристика двигателя становится более жесткой, потери снижаются, а КПД и коэффициент мощности растут.

Ротор обладает следующими преимуществами более полное использование активной части ротора за счет оптимального сочетания электромагнитных свойств и геометрических соотношений рабочей втулки и внутреннего цилиндра, Использование эффекта электрической и магнитной анизотропии, достигаемые за счет использования естественного неравномерного распределения меди и железа при отливке сплава путем расположения этих отливок на роторе при его сборке.

Эти технические преимущества направлены на улучшение энергетических показателей и повышения эффективности использования двигателя. ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей и повышения мощности, ротор снабжен стальным цилиндрîм, расположенным между LUèхтооанным

5 цилиндром и втулкой, втулка состоит из двух одинаковых частей, соединенных между собой электрически в центральной плоскости ротора, в каждой части втулки содержание меди в сплаве монотонно увеличивается от

10 центра к торцам так, что удельное электрическое сопротивление сплава в центре составляет от 1.6 до 1,7 удельного сопротивления на торцах, онешний диаметр втулки на торцевых участках монотонно

15 уменьшается к торцам так, что величина воздушного зазора между ротором и статором в торцевой части составляет от 1,6 до

1,7 зазора в центральной части, толщина рабочей втулки о радиальном направлении

20 равна

tiz= (0.7 0,9) Р7 о1/

30 /с1 — средняя отно(;ительнал магнитная проницаемость латериала рабочей втулки;

pz — удельное электрическое сопротивления материала цилиндра; ро — относительная магнитная проницаемость материала цилиндра;

/, д магнит((ай пост ойн ная; р — скольжение в ((оминальном режиме;

Ы вЂ” y (ëoÂëÿ частота,