АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 2001 года по МПК H02K17/16 H02K7/14 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве асинхронных двигателей для комплектации электроприводов бытового и промышленного назначения, в частности электроприводов помп.

Известен асинхронный двигатель, включающий запрессованный в станину статор, содержащий обмотку из отдельных катушек, изолированных друг от друга и от статора, сердечник, состоящий из листов электротехнической стали, изолированных друг от друга электроизоляционным покрытием, закрепленный на стальном валу ротор, также состоящий из штампованных листов из электротехнической стали с пазами для обмотки, которая представляет собой короткозамкнутую клетку и выполнена из алюминия методом литья под давлением, имеющие сквозные отверстия щиты, соединяющие ротор со станиной, задний из которых имеет подшипник, установленный в его отверстии, закрепленный на валу вентилятор с кожухом, блок зажимов в виде панели для подсоединения двигателя к трехфазной сети (см., например, а.с. СССР N 847451, H 02 K 17/32, 1981 г.).

Задачей настоящего изобретения является снижение металлоемкости при одновременном обеспечении упрощения конструкции и надежности его работы.

Поставленная задача решается за счет того, что в асинхронном двигателе, включающем запрессованный в станину статор, содержащий обмотку из отдельных катушек, изолированных друг от друга и от статора, сердечник, состоящий из листов электротехнической стали, изолированных друг от друга электроизоляционным покрытием, закрепленный на стальном валу ротор, также состоящий из штампованных листов из электротехнической стали с пазами для обмотки, которая представляет собой короткозамкнутую клетку и выполнена из алюминия методом литья под давлением, имеющие сквозные отверстия щиты, соединенные со станиной, задний из которых имеет подшипник, установленный в его отверстии, закрепленный на валу вентилятор с кожухом, блок зажимов в виде панели для подсоединения двигателя к трехфазной сети, согласно изобретению свободный конец вала выполнен с центральной полостью переменного сечения под вал помпы, ступенчато возрастающего к удаленному от торца вала концу полости, который выполнен глухим с конической поверхностью, причем длина полости от торца вала до ее конического участка составляет 0,16-0,20 полной длины вала, диаметр зауженной части полости составляет 0,55-0,65 диаметра вала, а диаметр уширенной части полости составляет 0,6-0,67 диаметра вала, причем вал в зоне расположения полости выполнен с внутренним продольным глухим шпоночным пазом длиной от торца вала, составляющей 0,49-0,71 длины полости от торца вала до начала ее конического участка, и глубиной, составляющей 0,2-0,24 толщины стенки вала в зоне зауженной части полости, при этом в стенке вала соосно продольному пазу выполнено сообщающееся с пазом сквозное отверстие диаметром, не менее чем в 1,2 раза превышающим ширину продольного шпоночного паза, при этом диаметр сквозного отверстия в переднем щите, не имеющем подшипника и расположенном в зоне свободного конца вала, превышает не менее чем в 2 раза диаметр сквозного отверстия в другом щите, а на наружной поверхности щита, расположенного в зоне свободного конца вала, выполнена кольцевая посадочная площадка с отверстиями для крепления фланца помпы.

При этом полый конец вала может быть снабжен съемной заглушкой на период транспортировки.

Станина может быть выполнена из алюминиевого сплава или чугуна с опорными лапами и образованной за одно целое с ней коробкой выводов под блок зажимов.

Станина может быть снабжена расположенными по ее наружной поверхности охлаждающими ребрами.

Листы электротехнической стали сердечника статора и ротора могут быть выполнены толщиной 0,5 мм.

Вентилятор может быть выполнен из пластмассы, а кожух его - из тонколистовой стали.

Блок зажимов может быть выполнен в виде пластмассовой панели с клеммными болтами для подсоединения обмотки двигателя к трехфазной сети переменного тока.

Асинхронный двигатель может быть снабжен крышкой для защиты коробки выводов, а токоведущие части блока зажимов размещены под крышкой.

Обмотка катушек статора может быть выполнена из витков медного эмалированного обмоточного провода, пропитанных пропиточным лаком.

Ротор может быть напрессован на вал с натягом и обработан по наружной поверхности с образованием минимального воздушного зазора между ротором и статором.

Щиты могут быть выполнены из чугуна или алюминия. Передний щит может быть сопряжен со станиной с образованием кольцевого замка, причем кольцевая посадочная площадка под фланец помпы концентрична кольцевому замку.

Технический результат, обеспечиваемый приведенной совокупностью существенных признаков, состоит в упрощении конструкции за счет исключения переднего подшипника, снижении металлоемкости за счет обеспечения возможности укорочения длины вала, полый конец которого не выступает за наружные габариты двигателя, выполняя функции муфты для соединения с валом помпы.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен двигатель, продольный разрез;
на фиг. 2 - то же, вид с торца;
на фиг. 3 - катушка статора, вид спереди;
на фиг. 4 - лист статора;
на фиг. 5 - ротор, продольный разрез;
на фиг. 6 - вал, вид сбоку с частичным продольным разрезом;
на фиг. 7 - щит подшипниковый передний, продольный разрез;
на фиг. 8 - щит подшипниковый задний, продольный разрез;
на фиг. 9 - блок зажимов, вид в плане.

Асинхронный двигатель включает запрессованный в станину 1 статор 2, содержащий обмотку 3 из отдельных катушек 4, изолированных друг от друга и от статора 2 и размещенных на сердечнике 5, состоящем из листов 6 электротехнической стали, изолированных друг от друга электроизоляционным покрытием (на чертежах не показано), закрепленный на стальном валу 7 ротор 8, также состоящий из штампованных листов 9 из электротехнической стали с пазами 10 для обмотки 11, которая представляет собой короткозамкнутую клетку и выполнена из алюминия методом литья под давлением, имеющие сквозные отверстия 12, 13 задний и передний щиты соответственно 14, 15, соединенные со станиной 1, задний 14 из которых имеет подшипник 16, установленный в его отверстии 12, закрепленный на валу 7 со стороны этого щита вентилятор 17 с кожухом 18. Блок зажимов 19 в виде панели 20 для подсоединения обмотки 3 статора двигателя к трехфазной сети размещен на станине. Свободный конец 21 вала 7 выполнен с центральной полостью 22 переменного сечения под вал помпы, ступенчато возрастающего к удаленному от торца 23 вала 7 концу 24 полости 22, который выполнен глухим с конической поверхностью 25. Длина полости 22 от торца 23 вала 7 до ее конического участка 26 составляет 0,16-0,20 полной длины вала 7. Диаметр зауженной части 27 полости 22 составляет 0,55-0,65 диаметра вала 7. Диаметр уширенной части 28 полости 22 составляет 0,6-0,67 диаметра вала 7. Вал 7 в зоне расположения полости 22 выполнен с внутренним продольным глухим шпоночным пазом 29 длиной от торца 23 вала 7, составляющей 0,49-0,71 длины полости 22 от торца 23 вала 7 до начала ее конического участка 26, и глубиной, составляющей 0,2-0,24 толщины стенки 30 вала 7 в зоне зауженной части 27 полости 22. В стенке 30 вала 9 соосно продольному пазу 29 выполнено сообщающееся с пазом 29 сквозное отверстие 31 диаметром, не менее чем в 1,2 раза превышающим ширину паза 29, что обеспечивает выход стружки и инструмента при изготовлении внутреннего шпоночного паза. Диаметр сквозного отверстия 13 в переднем щите 15, не имеющем подшипника и расположенном в зоне свободного конца 21 вала 7, превышает не менее чем в 2 раза диаметр сквозного отверстия 12 в заднем щите 14, а на наружной поверхности щита 15, расположенного в зоне свободного конца 21 вала 7, выполнена кольцевая посадочная площадка 33 с отверстиями 34 для крепления фланца помпы (на чертежах не показано).

Полый конец 21 вала 7 снабжен съемной заглушкой 34 на период транспортировки.

Станина 1 выполнена из алюминиевого сплава или чугуна с опорными лапами 35 и образованной за одно целое с ней коробкой выводов 36 под блок зажимов 19.

Станина 1 снабжена расположенными по ее наружной поверхности охлаждающими ребрами 37.

Листы 6 и 9 электротехнической стали сердечника 5 статора 2 и ротора 8 выполнены толщиной 0,5 мм.

Вентилятор 17 выполнен из пластмассы, а кожух 18 его - из тонколистовой стали.

Блок зажимов 19 выполнен в виде пластмассовой панели 38 с клеммными болтами 39 для подсоединения обмотки двигателя к трехфазной сети переменного тока.

Асинхронный двигатель снабжен крышкой 39 для защиты коробки выводов 36, причем под крышкой 39 размещены токоведущие части блока зажимов 19.

Обмотка 3 катушек 4 статора 2 выполнена из витков медного эмалированного обмоточного провода, пропитанных пропиточным лаком.

Ротор 8 напрессован на вал 7 с натягом и обработан по наружной поверхности с образованием минимального воздушного зазора между ротором 8 и статором 2.

Щиты 14, 15 выполнены из чугуна или алюминия. Передний щит 14 сопряжен со станиной 1 с образованием кольцевого замка, причем кольцевая посадочная площадка 32 под фланец помпы концентрична кольцевому замку.

Описанная внутренняя полость вала является рабочей поверхностью рабочего конца полого вала помпы.

В собранном электродвигателе в это отверстие вала входит рабочий конец вала помпы. Соединение вала двигателя с валом помпы осуществляется с помощью призматической шпонки. Сама помпа крепится снаружи двигателя к переднему подшипниковому щиту. Своим фланцем помпа фиксируется в центральном отверстии подшипникового щита и крепится к щиту болтами, для которых предусмотрены отверстия на окружности щита.

Таким образом, передний рабочий конец вала двигателя вращается не в подшипнике, а вместе с рабочим концом вала помпы на подшипнике помпы.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве асинхронных двигателей для комплектации электроприводов бытового и промышленного назначения, в частности электроприводов помп. Асинхронный двигатель включает запрессованный в станину статор, содержащий обмотку из отдельных катушек, сердечник, закрепленный на стальном валу ротор с пазами для обмотки, передний и задний, закрепленный на валу вентилятор с кожухом, коробку выводов под блок зажимов в виде панели для подсоединения обмотки двигателя к трехфазной сети. Новым согласно изобретению является то, что свободный конец вала выполнен с центральной полостью переменного сечения под вал помпы, ступенчато возрастающего к удаленному от торца вала концу полости, который выполнен глухим с конической поверхностью, причем длина центральной полости от торца вала до начала ее участка с конической поверхностью составляет 0,16 - 0,20 полной длины вала, диаметр зауженной части центральной полости составляет 0,55 - 0,65 диаметра вала, а диаметр уширенной части центральной полости составляет 0,6 - 0,67 диаметра вала. Вал в зоне выполнения упомянутой полости выполнен с внутренним глухим продольным шпоночным пазом от торца вала длиной, составляющей 0,49 - 0,71 длины полости от торца вала до начала ее конического участка, и глубиной, составляющей 0,2 - 0,24 толщины стенки вала в зоне зауженной части полости. При этом в стенке вала перпендикулярно глухому продольному шпоночному пазу выполнено сообщающееся с ним сквозное отверстие диаметром, не менее чем в 1,2 раза превышающим ширину глухого продольного шпоночного паза. Диаметр сквозного отверстия в переднем щите, не имеющем подшипника и расположенном в зоне свободного конца вала, превышает не менее чем в 2 раза диаметр D_з.щ сквозного отверстия в другом щите, а на наружной поверхности щита, расположенного в зоне свободного конца вала, выполнена кольцевая посадочная площадка с отверстиями для крепления фланца помпы. Технический результат, обеспечиваемый изобретением, состоит в упрощении конструкции за счет исключения переднего подшипника, снижении металлоемкости за счет обеспечения возможности укорочения длины вала, полый конец которого не выступает за наружные габариты двигателя, выполняя функции муфты для соединения с валом помпы. 11 з.п.ф-лы, 9 ил.

1. Асинхронный двигатель, включающий запрессованный в станину статор, содержащий обмотку из отдельных катушек, изолированных друг от друга и от статора, сердечник, состоящий из листов электротехнической стали, изолированных друг от друга электроизоляционным покрытием, закрепленный на стальном валу ротор, также состоящий из штампованных листов из электротехнической стали с пазами для обмотки, которая представляет собой короткозамкнутую клетку и выполнена из алюминия методом литья под давлением, имеющие сквозные отверстия передний и задний щиты, соединенные со станиной, задний из которых имеет подшипник, установленный в его отверстии, закрепленный на валу вентилятор с кожухом, коробку выводов под блок зажимов в виде панели для подсоединения обмотки двигателя к трехфазной сети, отличающийся тем, что свободный конец вала выполнен с центральной полостью переменного сечения под вал помпы, ступенчато возрастающего к удаленному от торца вала концу центральной полости, который выполнен глухим с конической поверхностью, причем длина центральной полости от торца вала до начала ее участка с конической поверхностью составляет 0,16 - 0,20 полной длины вала, диаметр зауженной части центральной полости составляет 0,55 - 0,65 диаметра вала, а диаметр уширенной части центральной полости составляет 0,6 - 0,67 диаметра вала, причем вал в зоне расположения центральной полости выполнен с внутренним глухим продольным шпоночным пазом от торца вала длиной, составляющей 0,49 - 0,71 длины центральной полости от торца вала до начала ее участка с конической поверхностью и глубиной, составляющей 0,2 - 0,24 толщины стенки вала в зоне зауженной части центральной полости, при этом в стенке вала перпендикулярно глухому продольному шпоночному пазу выполнено сообщающееся с ним сквозное отверстие диаметром, не менее чем в 1,2 раза превышающим ширину глухого продольного шпоночного паза, при этом диаметр сквозного отверстия в переднем щите, не имеющем подшипника и расположенном в зоне свободного конца вала, превышает не менее чем в 2 раза диаметр сквозного отверстия в заднем щите, а на наружной поверхности переднего щита выполнена кольцевая посадочная площадка с отверстиями для крепления фланца помпы. 2. Асинхронный двигатель по п.1, отличающийся тем, что свободный конец вала с центральной полостью переменного сечения под вал помпы снабжен съемной заглушкой на период транспортировки. 3. Асинхронный двигатель по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что станина выполнена из алюминиевого сплава или чугуна с опорными лапами и образованной за одно целое с ней коробкой выводов под блок зажимов. 4. Асинхронный двигатель по п.3, отличающийся тем, что станина снабжена расположенными по ее наружной поверхности охлаждающими ребрами. 5. Асинхронный двигатель по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что листы электротехнической стали сердечника статора и ротора выполнены толщиной 0,5 мм. 6. Асинхронный двигатель по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что вентилятор выполнен из пластмассы, а кожух его - из тонколистовой стали. 7. Асинхронный двигатель по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что блок зажимов выполнен в виде пластмассовой панели с клеммными болтами для подсоединения обмотки двигателя к трехфазной сети переменного тока. 8. Асинхронный двигатель по любому из пп.1 - 7, отличающийся тем, что он снабжен крышкой для защиты коробки выводов, а токоведущие части блока зажимов размещены под крышкой. 9. Асинхронный двигатель по любому из пп.1 - 8, отличающийся тем, что обмотка катушек статора выполнена из витков медного эмалированного обмоточного провода, пропитанных пропиточным лаком. 10. Асинхронный двигатель по любому из пп.1 - 8, отличающийся тем, что ротор напрессован на вал с натягом и обработан по наружной поверхности с образованием минимального воздушного зазора между ротором и статором. 11. Асинхронный двигатель по любому из пп.1 - 10, отличающийся тем, что передний и задний щиты выполнены из чугуна. 12. Асинхронный двигатель по любому из пп.1 - 11, отличающийся тем, что передний щит сопряжен со станиной с образованием кольцевого замка, причем кольцевая посадочная площадка с отверстиями для крепления фланца помпы концентрична кольцевому замку.