Патент 28578

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

 

Класс 21 dР,,19 № 28578

АВТОРСКОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО НА МЗОБРЕТЕННЕ

ОПИСАНИЕ асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

K авторскому свидетельству К. И. Шенфера, заявленному 16 мая

1930 года (заяв. саид. № 701?6).

О выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 декабря 1932 года.

Предлагаемый двигатель относится к типу асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, пазы которого расположены под некоторым углом к его оси.

Согласно изобретению, с целью получения улучшенных пусковых характеристик двигателя по сравнению с характеристиками обычного. короткозамкнутого двигателя, между железными листами ротора со скошенными указанным образом пазами, а также статора, или только ротора через определенные промежутки по оси двигателя расположены соответственной толщины листы нз немагнитного материала с соответствующей, требуемой для данного случая, электрической провод)имостьюю (медь, латунь, реотан и т. и.).

На чертеже по фиг. 1 изображена схема, эквивалентная по происходящим в ней явлениям ротору предлагаемого двигателя; фиг. 2 и 3 — схемы взаимного расположения токов и потоков в двигателе; фиг. 4 — аксиальный разрез половины двигателя; фиг. 5 — пути прохождения токов в листах статора и ротора.

Если приключить к контактным колвцам ротора асинхронного двигателя R (фиг. 1) первичную обмоткутрансформатора Т, вторичная обмотка которого включена на сопротивление r, то произойдет, как известно, следующее: при пуске двигателя в ход, пок ротор R неподвижен, частота тока в роторе f2 будет равначастоте сети; при этом во вторичной обмотке трансформатора Т будет течь ток /„ замыкающийся через сопротивленйе r. В том случае, если коэффициент трансформации трансформатора Т будет равен, явления будут приблизительно происходить таким же образом, как если бы реостат r.áûë приключен непосредственно к контактным кольцам ротора R, если пренебречь влиянием магнитного рассеяния и омического сопротивления цепей трансформатора Т. Поэтому, при схеме фиг. 1 начальный момент вращения двигателя получится высоким.

По мере раскручивания ротора R число периодов f2 роторного тока будет уменьшаться и в соответствии с этим магнитная связь между вторичной и первичной обмотками трансформатора Т также будет уменьшаться. При нормальной скорости ротора (немногим отличающейся от скорости вращающегося магнитного потока) число периодов в секунду f2 роторного тока будет очень мало, и магнитная связь между первичной и вторичной обмотками трансформатора Т сделается очень малой, вследствие чего ток /„ в цепи реостата упадет почти до О. Таким образом, мы видим, что по мере раскручивания ротора происходит как бы автоматическое отключение пускового реостата r.

Можно упростить вышеописанную схе-.

: му таким„образом, что роль трансформатора 7 и реостата r возьмут на себя самые проводники ротора и железа статора и ротора.

В статоре S предлагаемый двигатель имеет трехфазную обмотку zu, обычной конструкции. Ротор двигателя R снабжен беличьей обмоткой ю -К.

На фиг. 2. эта беличья ббмотка показана в развернутом виде, Как видно из фиг. 2, беличья обмотка состоит из рабочих проводов W>- W и двух замыкающих колец К-К. Стержни проводников и -а,-n».... составляют здесь с направлением оси двигателя сравнительно большой угол наклона а.

Каждый из расположенных под углом К оси двигателя проводов ротора (фиг. 2) в магнитном отношении может быть заменен эквивалентным ступенчатым проводом а;Ь-с-d-е+д-h (фиг. 3). Как видно из фиг. 3,— вертикальные, а равно и горизонтальные участки этого эквивалентного провода b-c-d-e-Я создают магнитные потоки ф -ф -ф, при чем все частичS S S ные потоки ф (фиг. 4). складываются

S в результйрующее аксиальное поле, силовые линии которого направлены приблизительно перпендикулярно к плоскости железных листов, из которых набран статор и ротор двигателя.. Так как величина и направление аксиального потока ф относительно какой-либо точки

S железа статора S меняется с частотой . сети f и относительчо железа ротора R с частотой скольжения )., то эти колебания потока ф вызовут в железных

$ листах статора и ротора вторичные токи, которые имеют возможность беспрепятственно распространиться в плоскости листа железа статора и ротора.

На фиг. 5 показан примерный путь такого тока /„индуктированного потоком ф в плоскости, одного из железных

$ листов статора. Эти токи /, являются вторичными по отношению к токам, текущим в стержнях ротора j>, и следовательно третичными по отношению к статорному току /,.

Таким образом, система, состоящая из расположенных под углом к оси двигателя проводов ротора m;-î,-ю и железных листов статора S и ротора R в сущности представляет собой коротко замкнутый трансформатор, в роде показанного на фиг. 1; здесь (фиг. 4) роль первичной обмотки играют провода ротора а,-ы.,-m» - .. {где течет ток / ), а роль вторичной обмотки трансформатора Т с . сопротивлением r (фиг. 1) играют железные листы статора и ротора, в плоскости которых текут третичные токи, (фиг. 4).

Отсюда следует, чтр ротор асинхронного двигателя с указанным образом расположенными проводами можно рассматривать как соединение в одно конструктивное целое, показанное выше на фиг. 1 ротора R, трансформатора Т и пускового сопротивления r.

Из вышеизложенного ясно, что пусковые свойства нового двигателя будут зависеть от относительной величины токов 1„текущих в железных листах при пуске. Подобно тому, как можно изменять пусковые свойства двигателя по схеме 1, изменяя величину сопротивления r, так и в данном двигателе можно влиять на пусковые его свойства, изменяя величину тока 1, (фиг. 5).

Для осуществления этого предлагается располагать между железными листами р-р-р-р (фиг.4) несколько мещюллических листов r-r-r из немагнитного материала с определенной электрической проводимостью (например, медных, латунных, цинковых, из реотана и др.).

Эти листы сопротивления на фиг. 3 для ясности показайы заштрихованными, при чем дисты, из которых набран статор и ротор двигателя, показаны утрированно толстыми.

Толщина металлических листов сопротивления r-и.... может быть одина ковой с толщиной железных листов р-р-р...) т.-е. быть равной 0,3 — 0,5 мм) или может отличаться от последней.

" Металлические листы r-f-1. могут быть расположены только в роторе и статоре. С точки зрения влияния на. коэффициент полезногодействия является, однако, более выгодным располагать металлические листы сопротивления

Ъ!

Фиг. Б; h

K.Фиг:5.

И

c/а/ % ф с7J

t,if

Тип. „Искра г-r-r-г только в роторе. Подобное размещение листов из немагнитного материала и расположение под углами оси двигателя пазов ротора может быть применено также и к роторам других систем, например, двойным беличьим обмоткам

Бушеро, а также обмоткам с глубокими и узкими пазами.

Предмет изобретения.

1. Асинхронный двигатель- с короткозамкнутым ротором, пазы которого расположены под некоторым углом к его оси, Отличафщийся тем, что, с целью полу-. чения желаемых пусковых свойств двигателя, между железными листами ротора и статора или только ротора через определенные промежутки по оси двигателя расположены соответственной толщины листы из немагнитного материала с соответствующей требуемой для данного случая электрической проводимостью (медь, латунь, реотан и т. п.).

2. Применение при двигателе по п. 1 :на роторе глубдких пазов, 3. Применение при двигателе по и. 1 на роторе двойной обмотки типа обмотки

Бушеро.