КОРОТКОЗАМКНУТЫЙ РОТОР С ОПОРНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ Российский патент 2023 года по МПК H02K17/16 H02K15/00 H02K7/14 

Описание патента на изобретение RU2802343C1

Данное изобретение касается короткозамкнутого ротора с постоянными магнитами и без постоянных магнитов, асинхронной машины с таким короткозамкнутым ротором и других применений.

Короткозамкнутые роторы асинхронных машин имеют пакет сердечника с находящимися в нем электрическими проводниками и короткозамыкающими кольцами на торцевых сторонах пакета сердечника. Короткозамыкающие кольца этих короткозамкнутых роторов асинхронных машин по электромагнитным причинам изготовлены из материалов/металлических сплавов с высокой электрической проводимостью. Эти материалы в силу своей механической прочности ограничивают скорости вращения ротора и возникающие в результате центробежные силы, действующие на короткозамыкающее кольцо.

Задаваемые посредством материала (алюминий, медь, медные сплавы) предельные значения скорости вращения в зависимости от высоты оси лежат примерно у 5000 об/мин. Иначе говоря, эти предельные значения скорости вращения определяются скоростью линейного электродвигателя и связанным с ней напряжением от центробежной силы.

Короткозамыкающие кольца изготовлены из однородного материала с низким удельным электрическим сопротивлением.

Для повышения жесткости короткозамыкающего кольца в некоторых интерпретациях предусматривается стопорное кольцо на выточенном уступе внешнего диаметра короткозамыкающего кольца.

Из-за диаметра воздушного зазора, соответственно, диаметра отверстия статора габариты, в частности, внешний диаметр этих стопорных колец ограничены также и из соображений монтажа.

Поэтому в основу изобретения положена задача, предложить короткозамкнутый ротор асинхронной машины, который пригоден также для сравнительно больших высот оси и высоких скоростей вращения свыше 8000 об/мин. Указанный короткозамкнутый ротор при этом должен быть рассчитан также на соответственно высокие скорости линейного электродвигателя.

Поставленная задача решается посредством короткозамкнутого ротора асинхронной машины с магнитопроводящим телом, в частности, с пакетом сердечника, который имеет проходящие, по существу, аксиально пазы с проводниками, которые на торцевых сторонах магнитопроводящего тела соединены электропроводящим образом с помощью короткозамыкающих колец, причем короткозамыкающие кольца имеют внешнюю сторону, внутреннюю сторону, переднюю сторону и заднюю сторону, причем по меньшей мере радиально внутри короткозамыкающих колец, т.е. на внутренней стороне находится опорный элемент из высокопрочного материала, который с замыканием по материалу соединен с короткозамыкающим кольцом по меньшей мере на отдельных участках.

Указанный опорный элемент служит прежде всего для восприятия центробежных сил без захода в воздушный зазор асинхронной машины. Это удается за счет того, что указанный опорный элемент с замыканием по материалу соединен с короткозамыкающим кольцом по меньшей мере на заданных участках на внутренней стороне короткозамыкающего кольца.

Указанный опорный элемент выполнен из механически высокопрочного материала, который вследствие его сравнительно плохой электропроводности не используется для проведения тока и не пригоден для этого, но прежде всего предназначен для восприятия центробежных сил короткозамыкающего кольца во время работы асинхронной машины.

При этом под соединением с замыканием по материалу понимается сварка, например, электроннолучевая сварка или горячее изостатическое прессование (HIP), или пайка. При этом указанное короткозамыкающее кольцо и указанный опорный элемент неразъемно удерживаются вместе атомарными или молекулярными силами.

Указанное лежащее обычно радиально дальше снаружи электропроводящее кольцо из меди, сравнительно высокопрочного медного сплава или иного материала с хорошей электропроводностью для проведения тока, образует короткозамыкающее кольцо.

По меньшей мере на радиально внутренней стороне короткозамыкающего кольца находится указанный опорный элемент, который по меньшей мере на отдельных участках - если смотреть аксиально и/или в окружном направлении - с замыканием по материалу соединен с внутренней стороной короткозамыкающего кольца.

Указанный опорный элемент в своей основной форме геометрически выполнен как кольцо, соответственно, диск с отверстием, причем его внешняя сторона с замыканием по материалу соединена с внутренней стороной короткозамыкающего кольца.

Указанный опорный элемент в плане его основной формы может быть выполнен треугольным, четырехугольным, пятиугольным и т.д. В соответствующих угловых точках в таком случае предусмотрены соединения с замыканием по материалу.

С каждой торцевой стороны магнитопроводящего тела в одном особом варианте выполнения, таким образом, согласно изобретению, предусмотрены два соединенных друг с другом, в частности, с замыканием по материалу концентрических кольца из разных материалов. Радиально внутри электропроводящего короткозамыкающего кольца находится, таким образом, кольцо из стали, в частности, из немагнитного или из иного материала высокой механической прочности для снятия периферийных нагрузок на внешнем кольце, т.е. на короткозамыкающем кольце.

Радиально внутри электропроводящего короткозамыкающего кольца альтернативно может быть также предусмотрено кольцо из магнитного материала высокой механической прочности для снятия периферийных нагрузок на внешнем кольце, т.е. на короткозамыкающем кольце.

Решающим является то, что внешнее кольцо, т.е. короткозамыкающее кольцо, по существу, проводит ток и воспринимает центробежные силы, соответственно, может воспринимать лишь в незначительной степени, тогда как указанный опорный элемент, т.е., например, внутреннее кольцо предусмотрено исключительно для стабилизации и восприятия центробежных сил, в частности, в диапазоне высоких скоростей вращения при высоких скоростях линейного электродвигателя.

Внутреннее кольцо, которое может называться также опорным кольцом, обычно имеет аксиальную толщину, которая соответствует аксиальной толщине короткозамыкающего кольца, в частности, на внутренней стороне. Однако, указанное опорное кольцо также может быть выполнено бόльшим или меньшим в его аксиальной протяженности. Среди прочего это зависит от воспринимаемого напряжения от центробежных сил при работе асинхронной машины. Указанное опорное кольцо может быть выполнено также в форме тарельчатого кольца, в котором в радиальном направлении находятся пучности колебаний или впадины колебаний.

Для обеспечения дальнейшего увеличения действия опоры указанный опорный элемент на передней стороне короткозамыкающего кольца и/или на задней стороне этого короткозамыкающего кольца имеет дополнительные дискообразные элементы и/или радиальные выступы (подкосы и/или кулачковые звезды), которые тоже по меньшей мере на отдельных участках соединены с короткозамыкающим кольцом с замыканием по материалу. Указанный опорный элемент, тем самым, может быть выполнен цельным или же модульным, причем отдельные модули тоже соединены друг с другом с замыканием по материалу.

Указанные дискообразные элементы и/или радиальные выступы могут проходить до воздушного зазора асинхронной машины, чтобы обеспечить дополнительную центробежную разгрузку короткозамыкающего кольца.

Эти радиальные выступы, предпочтительно на задней стороне короткозамыкающего кольца также могут быть выполнены как кулачковая звезда или в виде подкосов, чтобы, тем самым, проходить между проводниками, выступающими из пакета сердечника.

В частности, зубцы (лучи) кулачковой звезды, соответственно, подкосы могут также работать как радиальный вентилятор и тем самым улучшать охлаждение короткозамкнутого ротора. При этом возможно радиальное прохождение зубцов, соответственно, подкосов, но также прохождение этих зубцов и, соответственно, подкосов под углом к этому направлению, чтобы улучшить указанный радиальный вентиляционный эффект.

Возможно также выполнение с опорным элементом и расположенной с одной стороны или с двух сторон кулачковой звездой, т.е. на передней и/или задней стороне короткозамыкающего кольца. Зубцы этой кулачковой звезды могут быть выполнены короткими или длинными в радиальном направлении. Преимуществом выполнения их короткими может являться более простое изготовление. Возможна также комбинация коротких и длинных зубцов на одной стороне короткозамыкающего кольца.

Возможно также выполнение с опорным элементом и с расположенными с одной стороны или с двух сторон подкосами, т.е. на передней и/или задней стороне короткозамыкающего кольца. Подкосы кулачковой звезды могут выполняться короткими или длинными в радиальном направлении. Возможна также комбинация из коротких и длинных подкосов на одной стороне короткозамыкающего кольца.

Для того, чтобы избежать возможной неуравновешенности короткозамкнутого ротора, указанное гибридное кольцо, т.е. комбинация из короткозамыкающего кольца и опорного элемента может также центрироваться на валу. При этом предпочтительно, чтобы на радиально внутренней части опорного элемента были предусмотрены аксиальные отверстия, соответственно, проходы для обеспечения прохождения воздуха в области между опорным элементом и пакетом сердечника.

Указанный опорный элемент при этом может быть выполнен в форме колеса со спицами, поскольку внутреннее кольцо замыкается вокруг вала, а на внешнее кольцо, соединенное спицами с внутренним кольцом, опирается короткозамыкающее кольцо.

Указанный короткозамкнутый ротор дополнительно к своей клетке из проводников и короткозамыкающих колец может иметь также еще и постоянные магниты в магнитопроводящем теле или на нем, в частности, пакете сердечника, чтобы можно было использовать также в линейном стартовом двигателе.

За счет возможного благодаря изобретению повышения скорости вращения ротора, может достигаться повышение мощности двигателя или генератора асинхронной машины.

Согласно изобретению, здесь имеет место высокая интеграция короткозамкнутого ротора, который имеет средства для механической стабилизации, охлаждения и проведения электрического тока с низкими потерями.

В частности, может также сохраняться шихтованная конструкция ротора. Благодаря этому возникают сравнительно низкие потери в роторе, и обеспечивается более высокий КПД по сравнению с массивным выполнением магнитопроводящего тела.

Благодаря этим мерам увеличение мощности асинхронной машины устанавливается путем повышения максимальной скорости вращения. Это достигается при сохранении других компонентов активной цепи, таких как статор, или пассивных компонентов, таких как подшипники асинхронной машины.

Данное изобретение, а также предпочтительные варианты выполнения изобретения разъясняются ниже более подробно на представленных принципиальных примерах выполнения. На прилагаемых чертежах показано следующее.

Фиг. 1 частичный продольный разрез короткозамкнутого ротора с опорным кольцом,

Фиг. 2 трехмерное изображение короткозамкнутого ротора с опорными кольцами по Фиг. 1,

Фиг. 3 частичный продольный разрез короткозамкнутого ротора с опорным кольцом и диском,

Фиг. 4 трехмерное изображение короткозамкнутого ротора с опорным кольцом и диском по Фиг. 3,

Фиг. 5 частичный продольный разрез короткозамкнутого ротора с подкосами,

Фиг. 6 частичное поперечное сечение короткозамкнутого ротора по Фиг. 5,

Фиг. 7 частичный продольный разрез короткозамкнутого ротора с кулачковой звездой,

Фиг. 8 частичное поперечное сечение короткозамкнутого ротора по Фиг. 7,

Фиг. 9 вырыв вида сверху короткозамкнутого ротора с кулачковой звездой или подкосом,

Фиг. 10 частичный продольный разрез короткозамкнутого ротора в том числе с диском и подкосом,

Фиг. 11 частичный продольный разрез короткозамкнутого ротора в том числе с подкосом,

Фиг. 12 продольный разрез асинхронной машины.

На Фиг. 1 показан в частичном продольном разрезе короткозамкнутый ротор 6 асинхронной машины 7, причем в магнитопроводящем теле, массивном или выполненном в виде пакета 3 сердечника, в проходящих, по существу, аксиально пазах 8 расположены электрические проводники 1, в частности, стержни обмотки, которые на торцевых сторонах пакета 3 сердечника электрически контактируют соответственно с короткозамыкающим кольцом 2. Пакет 3 сердечника без возможности проворачивания соединен с валом 4 и установлен с возможностью вращения вокруг оси 5. Радиально внутри короткозамыкающего кольца 2 находится механически высокопрочное опорное кольцо 9, немагнитное или магнитное, которое по меньшей мере на отдельных участках своей внешней окружной поверхности соединено с внутренней стороной 19 короткозамыкающего кольца 2 с замыканием по материалу.

Это соединение с замыканием по материалу может быть получено в принципе и при других вариантах выполнения с использованием метода ГИП, сварки, метода холодного распыления или других технологий.

На Фиг. 2 в изометрии показан тот вариант выполнения, при котором короткозамыкающее кольцо 2 находится на аксиальном расстоянии от пакета 3 сердечника, и тем самым обеспечивается охлаждение, в частности, свободных участков стержня обмотки, которые выступают из пакета 3 сердечника и короткозамыкающего кольца 2. При этом под свободными участками 17 стержня обмотки понимаются те аксиальные участки стержня обмотки, которые выступают из торцевой стороны 10 пакета 3 сердечника и не находятся в короткозамыкающем кольце 2.

Указанное опорное кольцо 9 в этом выполнении находится на расстоянии 30 от вала 4, чтобы в том числе эти свободные участки стержня обмотки получали поток холодного воздуха.

На Фиг. 3 в следующем варианте выполнения радиально внутри короткозамыкающего кольца 2 показано опорное кольцо 9 и, далее, на передней стороне 20 короткозамыкающего кольца 2 радиальное расширения плеча, в частности, диска 12 в направлении не представленного более подробно воздушного зазора 16, который стабилизирует и поддерживает указанное короткозамыкающее кольцо 2 от напряжения из-за центробежных сил, также с его передней стороны 20. Этот диск 12 тоже с замыканием по материалу соединен с короткозамыкающим кольцом 2 и/или с опорным кольцом 9 по меньшей мере на отдельных участках.

Как диск 12, так и опорное кольцо 9 с замыканием по материалу соединены друг с другом или выполнены как единое целое. Внешний радиус диска 12 не больше или лишь немного больше, чем внешний радиус короткозамыкающего кольца 2.

В любом случае оно не должно выступать в воздушный зазор 16.

На Фиг. 4 это выполнение показано в изометрии более подробно.

Опорное кольцо 9 и диск 12 тоже могут быть выполнены как единое целое, соответственно, из одного материала, в отличие от штриховки этих частей на Фиг. 3 и Фиг. 4. В соответствии с этим в таком случае следовало бы предусмотреть по меньшей мере на отдельных участках соединение с замыканием по материалу между внутренней стороной 19 и передней стороной 20 короткозамыкающего кольца 2 и с ним, как единым цельным элементом. Указанное опорное кольцо 9 тем самым имело бы проходящий радиально уступ, соответственно, проходящее радиально плечо.

На Фиг. 5 в следующем варианте выполнения показано два кольца, во-первых, указанное короткозамыкающее кольцо 2 и расположенное радиально дальше внутри опорное кольцо 9 из высокопрочного материала. Далее, на задней стороне 21 короткозамыкающего кольца 2, т.е. в промежуточном пространстве между короткозамыкающим кольцом 2 и торцевой стороной 10 пакета 3 сердечника находятся подкосы 13, причем отдельные подкосы 13 проходят в направлении воздушного зазора 16, а тем самым и дополнительно поддерживают короткозамыкающее кольцо 2, прежде всего в диапазоне высоких скоростей вращения против напряжения от центробежных сил. Эти подкосы 13 также соединены с короткозамыкающим кольцом 2 и/или с опорным кольцом 9 по меньшей мере на отдельных участках с замыканием по материалу.

На Фиг. 6 этот вариант выполнения показан в частичном поперечном сечении, причем отдельные подкосы 13 проходят между стержнями 1 обмотки и максимально доходят до воздушного зазора 16.

Опорное кольцо 9 и подкосы 13, в отличие от штриховки этих частей на Фиг. 5 и Фиг. 6, могут также быть выполнены из одного цельного элемента, соответственно, из одного материала. Сообразно с этим тогда следовало бы предусмотреть соединение по меньшей мере на отдельных участках с замыканием по материалу между внутренней стороной 19 и задней стороной 21 короткозамыкающего кольца 2 и с ним как единым цельным элементом. Указанное опорное кольцо 9 имело бы, тем самым, радиально проходящие подкосы 13.

На Фиг. 7 в следующем варианте выполнения показано три кольца, во-первых, короткозамыкающее кольцо 2, расположенное радиально дальше внутри опорное кольцо 9 из высокопрочного материала и кольцо, которое образует кулачковую звезду 31. Эта кулачковая звезда 31 при этом имеет кольцо с проходящими радиально зубцами. Далее, на задней стороне 21 короткозамыкающего кольца 2, т.е. в промежуточном пространстве между короткозамыкающим кольцом 2 и торцевой стороной 10 пакета 3 сердечника проходят зубцы кулачковой звезды 31. Причем эти отдельные зубцы проходят в направлении воздушного зазора 16, а тем самым и поддерживает указанное короткозамыкающее кольцо 2 прежде всего в диапазоне высоких скоростей вращения дополнительно от напряжения из-за центробежных сил. Эта кулачковая звезда 31 тоже по меньшей мере на отдельных участках соединена с короткозамыкающим кольцом 2 и/или с опорным кольцом 9 с замыканием по материалу.

На Фиг. 8 это выполнение показано в частичном поперечном сечении, причем указанные отдельные зубцы проходят между стержнями 1 обмотки и доходят максимально до воздушного зазора 16.

Указанное опорное кольцо 9, а также кулачковая звезда 31 находятся на расстоянии 30 от вала 4, чтобы в том числе свободные участки стержней 17 обмотки получали поток холодного воздуха.

На Фиг. 9 на частичном виде показан вырыв короткозамкнутого ротора 6, причем указанное короткозамыкающее кольцо 2 поддерживается кулачковой звездой 31 или подкосами 13, причем указанные зубцы, соответственно, подкосы 13 проходят соответственно между стержнями 1 обмотки. В этом выполнении указанные зубцы, соответственно, подкосы 13 не касаются стержней обмотки и могут, тем самым, с помощью потока холодного воздуха способствовать охлаждению, в частности, участков 17 стержня обмотки.

Указанные зубцы кулачковой звезды 31 или отдельные подкосы 13 могут занимать указанное промежуточное пространство между двумя соседними стержнями обмотки, задней стороной короткозамыкающего кольца 2 и торцевой стороной 10 пакета 3 сердечника в аксиальном и/или окружном направлении в задаваемом объеме.

На Фиг. 10 показан еще один вариант выполнения, при котором указанное короткозамыкающее кольцо 2 через высокопрочное опорное кольцо 9 опирается на внутреннюю сторону 19, и аксиально на обе стороны через кулачковую звезду 31 (задняя сторона 21) и через диск 12 (передняя сторона 20). Для того, чтобы все-таки получать достаточное охлаждение в промежуточном пространстве между торцевой стороной 10 пакета 3 сердечника и задней стороной 21 короткозамыкающего кольца 2, в этом выполнении в области вала 4 предусмотрен проход 14 в опорном кольце 9, так что холодный воздух может проходить аксиально. Указанное опорное кольцо 9 выполнено, таким образом, в этом случае, например, подобно колесу со спицами.

Для того, чтобы избежать возможных неуравновешенностей короткозамкнутого ротора 6, указанное гибридное кольцо, т.е. комбинация из короткозамыкающего кольца 2 и опорных элементов 9, 31, 13 также может центрироваться на валу 4. Тем самым, однако, следует в таком случае предусмотреть проходы 14 в гибридном кольце, чтобы получить достаточное охлаждение в промежуточном пространстве между торцевой стороной 10 пакета 3 сердечника и задней стороной 21 короткозамыкающего кольца 2.

Создание проходов 14 может быть благоприятно связано с балансировкой короткозамкнутого ротора 6.

Указанное короткозамыкающее кольцо 2 наряду с опорным кольцом 9 также может быть снабжено двумя кулачковыми звездами 31 на передней стороне 20 и на задней стороне 21.

Согласно Фиг. 11 указанное опорное кольцо 9 снабжено проходами 14. Там тоже можно представить себе, что на передней стороне 20 и на задней стороне 21 короткозамыкающего кольца 2 дополнительно предусматриваются радиально более короткие подкосы 13.

Указанное опорное кольцо 9 на передней стороне 20 и задней стороне 21 короткозамыкающего кольца 2 дополнительно может также иметь две кулачковые звезды 31 с радиально более короткими зубцами. Указанное опорное кольцо 9, тем самым, является аксиально толще, чем короткозамыкающее кольцо 2.

Указанное опорное кольцо 9, кулачковая звезда 31 и подкосы 13 выполнены как просто кольцевой диск, как кольцевой диск с прямоугольными в поперечном сечении зубцами и с прямоугольными в поперечном сечении подкосами, при необходимости с разной радиальной длиной, например, см. Фиг. 11.

Однако чтобы получить оптимизированную в отношении прочности, инерционности, или аэродинамики форму рассмотренных выше элементов, они выполнены, например, скругленными, вогнутыми, спицеобразными или с разными поперечными сечениями на своей протяженности.

Дополнительно указанное опорное кольцо 9 и/или указанная кулачковая звезда 31, и/или подкосы 13 могут быть выполнены либо как единое целое и соединены с короткозамыкающим кольцом 2 с замыканием по материалу, либо как отдельные элементы и соединены друг с другом и с короткозамыкающим кольцом 2 с замыканием по материалу.

На Фиг. 12 показана принципиальная конструкция асинхронной машины 7, в которой все эти примеры выполнения могут быть реализованы без проблем, так как эти примеры выполнения касаются лишь короткозамкнутого ротора 6, а другие компоненты, такие как статор, корпус, подшипник и т.д. изменять не требуется. Это ведет к повышению мощности всей асинхронной машины 7, так что при использовании в компрессорах, вентиляторах и приводной зоне может достигаться значительное повышение мощности за счет более высоких скоростей вращения.

В принципе идея данного изобретения может также использоваться и в короткозамкнутых роторах 6, короткозамыкающее кольцо 2 которых, т.е. задняя сторона 21 короткозамыкающего кольца 2 прилегает непосредственно к торцевой стороне 10 пакета 3 сердечника (Фиг. 12). При этом можно предусмотреть опорное кольцо 9 на внутренней стороне 19 и при необходимости дополнительно диск 12 или кулачковую звезду 31, или подкосы 13 на передней стороне короткозамыкающего кольца 2.

Диск 12, кулачковая звезда 31 или подкосы 13 на внешней стороне 18 короткозамыкающего кольца 2 могут также иметь аксиальное перекрытие, которое может воспринимать дополнительные центробежные силы короткозамыкающего кольца 2.

В принципе во всех вариантах выполнения короткозамкнутый ротор 6 наряду с короткозамыкающим кольцом 2 и проводниками 1 может также иметь постоянные магниты, чтобы так его можно было использовать в качестве линейного стартового двигателя на постоянных магнитах. При этом двигатель подключается непосредственно к сети и асинхронно с помощью клетки разгоняется до синхронной скорости, т.е. с помощью короткозамыкающих колец 2 и короткозамкнутых проводников 1.

Похожие патенты RU2802343C1

название год авторы номер документа
ДВИГАТЕЛЬНО-ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ АГРЕГАТ 2012
  • Забора Игорь Георгиевич
  • Вильданов Камиль Якубович
  • Берёзкина Наталья Владимировна
  • Сибирёва Екатерина Львовна
  • Трутко Дмитрий Иванович
RU2487454C1
Ротор асинхронного электродвигателя 2016
  • Макаров Лев Николаевич
  • Денисов Валерий Николаевич
  • Курилин Сергей Павлович
  • Власенков Андрей Александрович
RU2617445C1
РОТОР (ЯКОРЬ) ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ (ВАРИАНТЫ) 2011
  • Новосельцев Михаил Сарпионович
  • Замира Юрий Васильевич
  • Аргунов Юрий Васильевич
RU2485658C2
КОРОТКОЗАМКНУТЫЙ РОТОР ДЛЯ АСИНХРОННОЙ МАШИНЫ 1996
  • Петер Хельфер
RU2168832C2
АСИНХРОННЫЙ ТРЕХФАЗНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ 2018
  • Миханошин Виктор Викторович
RU2759161C2
РОТОР СИНХРОННОЙ РЕАКТИВНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ 2016
  • Бюттнер Клаус
  • Серни Марко
  • Вармут Маттиас
RU2659814C1
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ДЛЯ ГЕРМЕТИЧНЫХ ОБЪЕКТОВ 2000
  • Забора И.Г.
  • Вильданов К.Я.
  • Учуваткин Г.Н.
  • Казанский С.Б.
  • Ставинский А.А.
RU2173926C1
Ротор асинхронной электрическойМАшиНы 1979
  • Черменский Герман Александрович
SU843116A1
АСИНХРОННЫЙ ТОРЦЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ 1998
  • Хатунов Ю.М.
  • Мамедов А.Ф.
  • Вильданов Камиль Якубович И Забора Игорь Михайлович
RU2125759C1
СИНХРОННЫЙ МИКРОДВИГАТЕЛЬ С ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ УНИПОЛЯРНЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ 2012
  • Середа Владимир Петрович
  • Середа Наталья Владимировна
  • Кадирова Джамиля Кадировна
RU2516286C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 802 343 C1

Реферат патента 2023 года КОРОТКОЗАМКНУТЫЙ РОТОР С ОПОРНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат заключается в повышении мощности работы асинхронной машины и уменьшении потерь. Короткозамкнутый ротор (6) асинхронной машины (7) с магнитопроводящим телом, в частности, пакетом (3) сердечника, который на торцевых сторонах (10) магнитопроводящего тела соединены с помощью короткозамыкающих колец (2). Короткозамыкающее кольцо (2) находится на аксиальном расстоянии от пакета (3) сердечника. Внутри короткозамыкающих колец (2) находится опорный элемент из высокопрочного материала, который соединен с короткозамыкающим кольцом (2) по меньшей мере на отдельных участках с замыканием по материалу. Опорный элемент (9) на передней стороне (20) и/или на задней стороне (21) короткозамыкающего кольца (2) имеет радиальное расширение в направлении воздушного зазора (16) и по меньшей мере частично закрывает короткозамыкающее кольцо (2) на передней стороне (20) и/или на задней стороне (21). Между соответствующими торцевыми сторонами (10) магнитопроводящего тела и соответствующей стороной короткозамыкающего кольца (2) радиальные расширения опорного элемента (9) выполнены в форме дисков, зубцов, или подкосов. В области вала (4) предусмотрен проход (14) в опорном элементе, выполненном как опорное кольцо (9), так что аксиально может проходить холодный воздух для обеспечения охлаждения свободных участков стержней (17) обмотки. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 12 ил.

Формула изобретения RU 2 802 343 C1

1. Короткозамкнутый ротор (6) асинхронной машины (7) с магнитопроводящим телом, в частности, пакетом (3) сердечника, который имеет, по существу, аксиально проходящие пазы (8) с проводниками (1), которые на торцевых сторонах (10) магнитопроводящего тела электропроводящим образом соединены с помощью короткозамыкающих колец (2), причем короткозамыкающие кольца (2) имеют внешнюю сторону (18), внутреннюю сторону (19), переднюю сторону (20) и заднюю сторону (21), причем короткозамыкающее кольцо (2) находится на аксиальном расстоянии от пакета (3) сердечника, причем по меньшей мере радиально внутри короткозамыкающих колец (2), то есть на внутренней стороне (19), находится опорный элемент из высокопрочного материала, который соединен с короткозамыкающим кольцом (2) по меньшей мере на отдельных участках с замыканием по материалу, причем опорный элемент (9) на передней стороне (20) и/или на задней стороне (21) короткозамыкающего кольца (2) имеет радиальное расширение в направлении воздушного зазора (16) и по меньшей мере частично закрывает короткозамыкающее кольцо (2) на передней стороне (20) и/или на задней стороне (21), причем там радиальные расширения и короткозамыкающее кольцо (2) соединены по меньшей мере на отдельных участках с замыканием по материалу, причем по меньшей мере между соответствующими торцевыми сторонами (10) магнитопроводящего тела и соответствующей задней стороной (20) короткозамыкающего кольца (2) радиальные расширения опорного элемента (9) выполнены в форме дисков, зубцов, или подкосов, причем в области вала (4) предусмотрен проход (14) в опорном элементе, выполненном как опорное кольцо (9), так что аксиально может проходить холодный воздух для обеспечения охлаждения свободных участков стержней (17) обмотки.

2. Короткозамкнутый ротор (6) по п. 1, отличающийся тем, что короткозамыкающее кольцо (2) и опорное кольцо (9), которое выполнено, в частности, тарельчатым, центрированы на валу (4).

3. Короткозамкнутый ротор (6) по п. 1 или 2, отличающийся тем, что опорный элемент (9) выполнен в форме колеса со спицами или в качестве диска с отверстием.

4. Короткозамкнутый ротор (6) по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что радиальные расширения (13) опорного элемента (9), выполненные в форме дисков, зубцов, или подкосов, проходят наклонно.

5. Короткозамкнутый ротор (6) по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что опорный элемент (9) выполнен цельным или же модульным.

6. Асинхронная машина (7) с короткозамкнутым ротором (6) по любому из предыдущих пунктов, причем при работе асинхронной машины (7) обеспечивается достижение скорости вращения более 5000 об/мин, в частности, более 8000 об/мин.

7. Асинхронная машина (7) с короткозамкнутым ротором (6) по п. 6, отличающаяся тем, что короткозамкнутый ротор (6) дополнительно имеет постоянные магниты в магнитно проводящем теле или на нем, для использования в качестве линейного стартового двигателя.

8. Применение асинхронной машины (7) по п. 6 или 7, в том числе в компрессорах, вентиляторах и приводах транспортных средств.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2023 года RU2802343C1

DE 102013202403 A1, 28.08.2014
Машина для уборки плодов сладкого перца и баклажанов 1987
  • Стефаненко Сергей Александрович
  • Абликов Виктор Александрович
  • Адонин Владимир Владимирович
  • Сивашинский Иосиф Ильич
  • Бакулев Леонид Серапионович
  • Елагин Юрий Михайлович
SU1521348A1
US 5495133 A, 27.02.1996
WO 2015188958 A1, 17.12.2015
КОРОТКОЗАМКНУТЫЙ РОТОР С БЕЛИЧЬЕЙ КЛЕТКОЙ АСИНХРОННОЙ МАШИНЫ 2006
  • Верхувен Даниель
RU2386201C2
0
SU81010A1

RU 2 802 343 C1

Авторы

Бауэр, Кристиан

Брандль, Конрад

Клепциг, Маркус

Шляйхер, Клаус

Даты

2023-08-25Публикация

2020-11-04Подача