РОТОР АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2024 года по МПК H02K1/32 H02K17/16 H02K44/12 H02K9/16 

Устройство относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам, и может быть использовано в области асинхронных электрических машин.

Известен ротор асинхронного двигателя, представляющий собой размещенный на оси вращения шихтованный магнитопровод, имеющий форму цилиндра, в пазы которого уложена многофазная обмотка, выполненная из цветного металла, как правило, из меди (А.В. Иванов-Смоленский. «Электрические машины». М.: Энергия, 1980, 928 с.).

Недостатком такого ротора является то, что для изготовления его обмотки требуется значительное количество дорогостоящего цветного металла (как правило, меди).

Известен ротор асинхронного двигателя, представляющий собой размещенный на оси вращения шихтованный магнитопровод, имеющий форму цилиндра, в пазы которого уложена короткозамкнутая обмотка типа «беличья клетка», выполненная из цветного металла, как правило, из алюминия (А.В. Иванов-Смоленский. «Электрические машины». М.: Энергия, 1980, 928 с.).

Недостатком такого ротора является то, что для изготовления его обмотки требуется значительное количество дорогостоящего цветного металла (как правило, алюминия).

Наиболее близким к предлагаемому устройству является взятый за прототип ротор с короткозамкнутой обмоткой типа «беличья клетка», стержни которой, расположенные в пазах магнитопровода ротора, и короткозамыкающие кольца на обоих концах ротора выполнены полыми из материала, обладающего электроизоляционными свойствами, и заполнены жидким или газообразным электропроводящим веществом, при этом концы стержней выполнены открытыми и герметично присоединены к отверстиям, выполненным в короткозамыкающих кольцах, так что внутренние полости стержней роторной обмотки и короткозамыкающих колец образуют единое внутреннее пространство, заполненное жидким или газообразным электропроводящим веществом (А.В. Бражников, В.И. Пантелеев, Н.Н. Довженко, А.Н. Пахомов, С.А. Встовский. «Короткозамкнутый ротор асинхронного двигателя». Патент РФ № RU 222551 U1, опубликовано 09.01.2024. Бюл. № 1).

Недостатком такого электродвигателя является сложность изготовления полой многостержневой обмотки ротора и обусловленная ею высокая себестоимость изготовления электродвигателя в целом.

Задачей предлагаемого устройства является снижение себестоимости, повышение надежности и технологичности изготовления короткозамкнутого ротора асинхронного двигателя.

Достигается это тем, что в пазах магнитопровода ротора асинхронного электродвигателя, имеющего форму цилиндра, размещены открытые с обоих концов полые трубки, выполненные из материала, обладающего электроизоляционными свойствами, и ротор помещен в герметично закрытую капсулу так, что у обоих торцов магнитопровода ротора между магнитопроводом и стенками герметично закрытой капсулы имеются зазоры, заполненные вместе с внутренним пространством полых трубок жидким или газообразным электропроводящим веществом.

В качестве жидкого электропроводящего вещества, которым заполняются зазоры между магнитопроводом и стенками герметично закрытой капсулы и пространство внутри полых трубок, могут использоваться, например, электролиты.

В качестве газообразного электропроводящего вещества, которым заполняются зазоры между магнитопроводом и стенками герметично закрытой капсулы и пространство внутри полых трубок, могут использоваться, например, разреженные газы, обладающие электропроводностью (N. Tesla, “Apparatus for Transmission of Electrical Energy”, Patent USA No 649,621 dated 15.05.1900; N. Tesla, “Art of Transmitting Electrical Energy through the Natural Medium”, Patent USA No 787,412 dated 18.04.1905; L. Anderson, “Nikola Tesla on His Work with Alternating Currents and Their Application to Wireless Telegraphy, Telephony, and Transmission of Power”, Twenty First Century Books, Breckenridge, CO, USA, 2002, 241 p.; Б.Н. Ржонсницкий, «Никола Тесла. Первая отечественная биография», М.: Яуза, Эксмо, 2009. 256 с.), в том числе и разреженный воздух.

Пазы магнитопровода ротора электродвигателя располагаются параллельно оси вращения ротора двигателя.

Все конструктивные элементы ротора и герметично закрытая капсула выполняются из материалов, не вступающих в химические связи с жидким или газообразным электропроводящим веществом, заполняющим герметично закрытую капсулу.

Изложенная сущность поясняется графически.

На Фиг. 1 представлено предлагаемое устройство в разрезе, где 1 – полые трубки, 2 – магнитопровод ротора, 3 – ось ротора, 4 – уплотнитель, 5 – жидкое или газообразное электропроводящее вещество, находящееся внутри полых трубок 1, 6 – массив жидкого или газообразного электропроводящего вещества, 7 – герметично закрытая капсула.

На Фиг. 2 представлен магнитопровод ротора, размещенный на оси ротора.

На Фиг. 3 представлен ротор в сборе.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При подключении статорной обмотки асинхронного электродвигателя к источнику переменного напряжения в воздушном зазоре двигателя возникает вращающееся магнитное поле. В момент пуска и в дальнейшем, при работе двигателя с относительным скольжением ротора больше нуля, силовые линии магнитного поля пересекают полые трубки 1, расположенные в пазах магнитопроода 2 ротора параллельно оси 3 ротора, проходящей через уплотнители 4, и заполненные жидким или газообразным электропроводящим веществом 5. В жидком или газообразном электропроводящем веществе 5, заполняющем полые трубки 1, размещенные в пазах магнитопровода 2, возникает электродвижущая сила, порождающая электрические токи, которые замыкаются в массивах 6 жидкого или газообразного электропроводящего вещества, находящихся в зазорах между магнитопроводом 2 и стенками герметично закрытой капсулы 7. При этом массивы 6 жидкого или газообразного электропроводящего вещества выполняют функцию торцевых короткозамыкающих колец. В результате взаимодействия токов статора и ротора с магнитным полем двигателя возникает электромагнитный вращающий момент, приводящий ротор двигателя в движение. Уплотнители 4 обеспечивают герметичность в местах стыковки капсулы 7 с осью 3 ротора.

В том случае, если асинхронный электродвигатель предназначен для работы в электропроводящей среде (например, он находится в разреженном воздухе верхних слоев атмосферы или в морской, речной и другой водной среде, кроме дистиллированной воды), то ротор может использоваться без помещения его в герметично закрытую капсулу 7.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства заключается в снижении себестоимости и повышении надежности и технологичности изготовления ротора асинхронного электродвигателя и двигателя в целом вследствие простоты конструкции ротора и уменьшения количества дорогостоящих цветных металлов (алюминия или меди), необходимых для изготовления этого ротора. Последнее приведет к снижению потребностей в цветных металлах всей мировой промышленности в целом, что в свою очередь приведет к уменьшению объемов производства этих металлов и, как следствие, к улучшению экологической ситуации в мире.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам, и может быть использовано в области асинхронных электрических машин. Технический результат заключается в повышении надежности и технологичности изготовления короткозамкнутого ротора асинхронного двигателя. Ротор асинхронного электродвигателя представляет собой размещенный на оси вращения шихтованный магнитопровод, имеющий форму цилиндра. В пазах магнитопровода ротора асинхронного электродвигателя размещены открытые с обоих концов полые трубки, выполненные из материала, обладающего электроизоляционными свойствами. Ротор помещен в герметично закрытую капсулу так, что у обоих торцов магнитопровода ротора между магнитопроводом и стенками герметично закрытой капсулы имеются зазоры, заполненные вместе с внутренним пространством полых трубок жидким или газообразным электропроводящим веществом. 3 ил.

Ротор асинхронного электродвигателя, представляющий собой размещенный на оси вращения шихтованный магнитопровод, имеющий форму цилиндра, отличающийся тем, что в пазах магнитопровода ротора асинхронного электродвигателя размещены открытые с обоих концов полые трубки, выполненные из материала, обладающего электроизоляционными свойствами, и ротор помещен в герметично закрытую капсулу так, что у обоих торцов магнитопровода ротора между магнитопроводом и стенками герметично закрытой капсулы имеются зазоры, заполненные вместе с внутренним пространством полых трубок жидким или газообразным электропроводящим веществом.