АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 2001 года по МПК H02K17/32 H02K7/10 H02K7/14 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве двигателей систем, требующих экстренного торможения, например, лифтов.

Наиболее близким к изобретению по своей сущности и достигаемому результату является 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 сквозное отверстие подшипниковые задний и передний щиты, соединяющие ротор со станиной, установленный на валу вентилятор с кожухом, блок зажимов в виде панели для подсоединения двигателя к трехфазной сети (см., например, Сергеев П. С. и др., Проектирование электрических машин, М.: Энергия, 1969, с. 175-194).

Задачей настоящего изобретения является обеспечение надежности работы при необходимости экстренного торможения систем, для которых двигатель предназначен, и повышение срока службы.

Поставленная задача решается за счет того, что 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 коротко-замкнутую клетку и выполнена из алюминия методом литья под давлением, имеющие сквозное отверстие подшипниковые задний и передний щиты, соединяющие ротор со станиной, установленный на валу вентилятор с кожухом, блок зажимов в виде панели для подсоединения двигателя к трехфазной сети, согласно изобретению снабжен тормозным устройством, расположенным между задним подшипниковым шитом и вентилятором, причем тормозное устройство состоит из кольцевого электромагнита с сердечником и катушкой, закрепленного винтами на образованной на заднем щите опорной площадке и подпружиненного кольцевого якоря, установленного на электромагните с возможностью смыкания с ним в рабочем состоянии при одновременной подаче напряжения на обмотки двигателя и электромагнита и размыкания с ним с одновременным смыканием с вентилятором при отключении напряжения, а вентилятор выполнен массой, составляющей не менее 5% массы ротора двигателя, а вентилятор подпружинен, снабжен упорной шайбой и установлен на валу посредством шпонки с возможностью осевого перемещения и выставления величины зазора между якорем и сердечником электромагнита, равной 0,2 - 2,05 мм, посредством шпильки, ввернутой в торец вала, навернутой на шпильку гайки, взаимодействующей с упорной шайбой вентилятора, и тарированных на указанную величину зазора щупов.

При этом катушки могут быть выполнены из эмалированного круглого провода, а станина - из алюминия или чугуна.

Станина может быть снабжена расположенными продольными охлаждающими ребрами по ее наружной поверхности, а также опорными лапами для крепления на фундаменте.

Опорные лапы могут быть выполнены за одно целое со станиной или съемными.

Коробка выводов может быть выполнена за одно целое со станиной.

Блок зажимов может быть выполнен в виде колодки из пластмассы с залитыми контактными винтами, к которым подсоединены выводные проводники от обмотки статора.

Коробка выводов может быть снабжена защитной крышкой с резиновой прокладкой.

Сердечник ротора может быть выполнен из листов электротехнической стали, штампуемых из высечки листов статора и залитых алюминием.

Подшипники заднего и переднего щитов могут быть выполнены одного типоразмера.

Вентилятор может быть выполнен из чугуна.

Опорная площадка заднего щита может быть выполнена с углублениями и тремя резьбовыми отверстиями для крепления тормозного устройства.

Кожух вентилятора может быть выполнен штампованным из стали толщиной 0,8-1,0 мм и имеет на торце сквозные отверстия.

Приведенная совокупность существенных признаков обеспечивает получение технического результата, выражающегося в обеспечении надежной и долговечной работы в условиях необходимости экстренных торможений и многократных включений и выключений двигателя.

Сущность изобретения поясняется чертежами,
где на фиг. 1 изображен двигатель, продольный разрез;
на фиг. 2 - то же, вид с торца;
на фиг. 3 - вид по стрелке А на фиг 1;
на фиг. 4 - вид по стрелке Б на фиг 2;
на фиг. 5 - вал, вид сбоку с частичным продольным разрезом;
на фиг. 6 - разрез по С-С на фиг 5;
на фиг. 7 - разрез по Д-Д на фиг 5;
на фиг. 8 - разрез по Е-Е на фиг 5;
на фиг. 9 - разрез по И-И на фиг 5;
на фиг. 10 - ротор, вид сбоку;
на фиг. 11 - щит подшипниковый, вид с торца;
на фиг. 12 - разрез по К-К фиг. 11;
на фиг. 13 - последовательность сборки тормозного устройства;
на фиг. 14 - катушка, вид спереди;
на фиг. 15 - лист ротора, вид спереди;
на фиг. 16 - лист статора, вид спереди;
на фиг. 17 - сердечник ротора, вид спереди с частичным разрезом;
на фиг. 18 - сердечник статора, вид спереди с частичным разрезом;
на фиг. 19 - подшипниковый щит, поперечный разрез.

Асинхронный двигатель включает запрессованный в станину 1 статор 2, содержащий обмотку 3 из отдельных катушек 4, изолированных друг от друга и от сердечника 5 статора 2, сердечник 5, состоящий 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 12 и выполнена из алюминия методом литья под давлением, имеющие сквозные отверстия 13 подшипниковые задний 14 и передний 15 щиты, соединенные со станиной 1, установленный на валу 7 вентилятор 16 с кожухом 17, блок зажимов 18 в виде панели для подсоединения двигателя к трехфазной сети. Двигатель снабжен тормозным устройством 19, расположенным между задним подшипниковым щитом 14 и вентилятором 16. Тормозное устройство 19 состоит из кольцевого электромагнита 20 с сердечником 21 и катушкой 22, закрепленного винтами 23 на образованной на заднем щите 14 опорной площадке 24 и подпружиненного относительно него кольцевого якоря 25, установленного с возможностью смыкания с ним в рабочем состоянии при одновременной подаче напряжения на обмотку 3 двигателя и катушку 22 электромагнита 20 и размыкания с ним с одновременным смыканием с вентилятором 16 при отключении напряжения. Вентилятор 16 выполнен массой, составляющей не менее 5% массы ротора 8 двигателя, при этом вентилятор подпружинен пружиной 26 относительно заднего подшипникового щита 14 или подшипника 27, снабжен упорной шайбой 28 на торце вала 7 и установлен на валу 7 посредством шпонки 29 с возможностью осевого перемещения и выставления величины зазора между кольцевым якорем 25 и сердечником 21 кольцевого электромагнита 20, равной 0,2-2,05 мм, посредством шпильки 30, ввернутой в торец 31 вала 7, навернутой на шпильку 30 гайки 32, взаимодействующей с упорной шайбой 28 вентилятора 16.

При этом катушки 4 выполнены из эмалированного круглого провода, а станина 1 - из алюминия или чугуна.

Станина 1 снабжена расположенными продольными охлаждающими ребрами 33 по ее наружной поверхности, а также опорными лапами 34 для крепления на фундаменте (на чертежах не показано).

Опорные лапы 34 выполнены за одно целое со станиной или съемными.

Коробка выводов 35 выполнена за одно целое со станиной 1.

Блок зажимов 18 размещен в коробке выводов 35 и выполнен в виде колодки 36 из пластмассы с залитыми контактными винтами 37, к которым подсоединены выводные проводники от обмотки 3 статора 2.

Коробка выводов 35 снабжена защитной крышкой 38 с резиновой прокладкой 39.

Сердечник ротора 8 выполнен из листов электротехнической стали, штампуемых из высечки листов статора 2 и залитых алюминием.

Подшипники заднего 14 и переднего 15 щитов выполнены одного типоразмера.

Вентилятор 16 выполнен из чугуна.

Опорная площадка заднего щита 14 выполнена углубленной с тремя резьбовыми отверстиями 40 для крепления тормозного устройства 19.

Кожух 17 вентилятора 16 выполнен штампованным из стали толщиной 0,8-1,0 мм и имеет на торце сквозные отверстия 41.

При изготовлении электродвигателя сердечник ротора набирают из листов, штампуемых из высечки листов статора на центрирующую оправку со скосом пазов (на чертежах не показано), прессуют и закрепляют на оправке, после чего сердечник заливают алюминием. Залитый сердечник ротора снимают с оправки, насаживают на вал методом горячей или холодной посадки, затем обрабатывают совместно с шейками вала под подшипники. За счет выполнения подшипников одинаковыми обеспечивается унификация подшипниковых щитов.

В шпоночный паз на валу со стороны, обратной приводному концу, вставляют шпонку вентилятора. За счет выполнения вентилятора из чугуна он имеет большую массу и прочность для выполнения роли тормоза, т.е. вентилятор выполняет двойную функцию: торможения и отвода тепла.

Двигатель работает следующим образом.

В нерабочем состоянии электродвигателя якорь 25 плотно прилегает к вентилятору 16, что обеспечивается с помощью гайки 31, упорной шайбы 28 и шпильки 30. Регулировка воздушного зазора между якорем 25 (тормозом вентилятора) и электромагнитом 20, который в рабочем состоянии должен быть 0,2 мм, осуществляется путем подкручивания гайки 32, находящейся на конце вала 7, шпилькой 30 и трех пружин, расположенных по окружности между электромагнитом 20 и якорем 25.

При подключении электродвигателя к сети, через выводной проводник, который подходит от блока зажимов к катушке 22 электромагнита 20, подается напряжение. За счет этого в катушке 22 создается магнитное поле. Из-за взаимодействия магнитного поля с наведенными в якоре 25 токами якорь 25 притягивается к электромагниту 20, сжимая пружины, и освобождает вентилятор 16, позволяя ему вместе с валом 7 свободно вращаться, т.е. двигатель автоматически растормаживается.

При отключении электродвигателя от сети магнитное поле исчезает, и якорь 25 выталкивается усилием пружин к вентилятору 16 и таким образом блокируется вал 7 двигателя, который связан с вентилятором 16 с помощью шпонки 29.

Использование: в качестве двигателей систем, требующих экстренного торможения, например, лифтов. Асинхронный двигатель включает запрессованный в станину статор, содержащий обмотку, закрепленный на стальном валу ротор, имеющие сквозное отверстие подшипниковые задний и передний щиты, соединенные со станиной, установленный на валу вентилятор с кожухом. Двигатель снабжен тормозным устройством, расположенным между задним подшипниковым щитом и вентилятором и состоящим из кольцевого электромагнита с сердечником и катушкой, закрепленного винтами на образованной на заднем щите опорной площадке, и подпружиненного относительно кольцевого электромагнита кольцевого якоря, установленного с возможностью смыкания с ним в рабочем состоянии при одновременной подаче напряжения на обмотку двигателя, и катушку электромагнита и размыкания с ним с одновременным смыканием с вентилятором при отключении напряжения. Вентилятор выполнен, массой, составляющей не менее 5% массы ротора двигателя, подпружинен относительно подшипникового щита, снабжен на торце вала упорной шайбой и установлен на валу посредством шпонки с возможностью осевого перемещения и выставления зазора между кольцевым якорем и сердечником кольцевого электромагнита, равного 0,2 - 2,05 мм. В торец вала ввернута шпилька, на шпильку навернута гайка, взаимодействующая с упорной шайбой вентилятора. Технический результат состоит в обеспечении надежной и долговечной работы в условиях необходимости экстренных торможений и многократных включений и выключений двигателя. 11 з.п.ф-лы, 19 ил.

1. Асинхронный двигатель, включающий запрессованный в станину статор, содержащий обмотку из отдельных катушек, изолированных друг от друга и от статора, размещенных на сердечнике, состоящем 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 сквозное отверстие подшипниковые задний и передний щиты, соединенные со станиной, установленный на валу вентилятор с кожухом, коробка выводов под блок зажимов для подсоединения двигателя к трехфазной сети, отличающийся тем, что двигатель снабжен тормозным устройством, расположенным между задним подшипниковым щитом и вентилятором, причем тормозное устройство состоит из кольцевого электромагнита с сердечником и катушкой, закрепленного винтами на образованной на заднем щите опорной площадке и подпружиненного относительно кольцевого электромагнита кольцевого якоря, установленного с возможностью смыкания с ним в рабочем состоянии при одновременной подаче напряжения на обмотку двигателя и катушку электромагнита и размыкания с ним с одновременным смыканием с вентилятором при отключении напряжения, а вентилятор выполнен массой, составляющей не менее 5% массы ротора двигателя, при этом вентилятор подпружинен относительно подшипника или подшипникового щита, снабжен на торце вала упорной шайбой и установлен на валу посредством шпонки с возможностью осевого перемещения и выставления величины зазора между кольцевым якорем и сердечником кольцевого электромагнита, равной 0,2 - 2,05 мм посредством шпильки, ввернутой в торец вала, навернутой на шпильку гайки, взаимодействующей с упорной шайбой вентилятора, и тарированных на указанную величину зазора щупов. 2. Асинхронный двигатель по п.1, отличающийся тем, что катушки выполнены из эмалированного круглого провода, а станина - из алюминия или чугуна. 3. Асинхронный двигатель по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что станина снабжена расположенными продольными охлаждающими ребрами по ее наружной поверхности, а также опорными лапами для крепления на фундаменте. 4. Асинхронный двигатель по п.3, отличающийся тем, что опорные лапы выполнены за одно целое со станиной или съемными. 5. Асинхронный двигатель по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что коробка выводов выполнена за одно целое со станиной. 6. Асинхронный двигатель по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что блок зажимов выполнен в виде колодки из пластмассы с залитыми контактными винтами, к которым подсоединены выводные проводники от обмотки статора. 7. Асинхронный двигатель по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что коробка выводов снабжена защитной крышкой с резиновой прокладкой. 8. Асинхронный двигатель по любому из пп.1 - 7, отличающийся тем, что сердечник ротора выполнен из листов электротехнической стали, штампуемых из высечки листов статора и залитых алюминием. 9. Асинхронный двигатель по любому из пп.1 - 8, отличающийся тем, что подшипники заднего и переднего щитов выполнены одного типоразмера. 10. Асинхронный двигатель по любому из пп.1 - 9, отличающийся тем, что вентилятор выполнен из чугуна. 11. Асинхронный двигатель по любому из пп.1 - 10, отличающийся тем, что опорная площадка заднего щита выполнена с углублениями и тремя резьбовыми отверстиями для крепления тормозного устройства. 12. Асинхронный двигатель по любому из пп.1 - 11, отличающийся тем, что кожух вентилятора выполнен штампованным из стали толщиной 0,8 - 1,0 мм и имеет на торце сквозные отверстия.