Массивный ротор короткозамкнутого электродвигателя Советский патент 1984 года по МПК H02K5/12 

Изобретение относится к области энергомашиностроения и преимущественно может применяться в герметичных электронасосах. Известен массивный короткозамкнутый ротор асинхронного электродвигателя, содержащий массивньй сердечник с пазами, в которые уложе на короткозамкнутая обмотка ij . Недостатком такого ротора является невозможность его применения в герметичных электронасосах, предназначенных для перекачки агрессивных и радиоактивных сред, из-за отсутствия защиты короткозамкнутой обмотки ротора от коррозии, что при водит к загрязнениюркружающей ротор среды продуктами коррозии. Этот недостаток устранен в рото.ре.электродвигателя, содержащем магнйтопровод с пазами, в которых расположены стержни, замкнутые по торцам короткозамыкающими кольцами и защитную оболочку и фланцы 2. Недостатком этого ротора является наличие больших добавочных нагрузочных потерь от высших гармонических магнитодвижущей силы обмотки ст.чтора ( -v 2-6% от подводимой к двигателю мощности), вьщеляющихся в основном в стержнях ко от козамкнутой обмотки, и снижение в резуль тате этого КПД электродвигателя. Кроме того, технологический зазор на укладку стержней ротора в па зы может достигать 10% от ширины стержня. В этом случае в период эксплуатации в. ряде случаев возникает нродавливание оболочки в зазоры.меж ду стержнями и стенками пазов. В частн ги, это происходит в тех слу чаях, когда под оболочкой остаются пустоты, заполненные воздухом при атмосферном давлении, и проникновение к ним окружающей ротор жидкости при высоком давлении (более 200 кг/с/см) затруднено. При продавливанин. оболочки на ней образуют ся трещинй, которые в дальнейшем п-риводят к отслаиванию оболочки от ротора и к задеванию за оболочку статора. Целью изобретения является исклю чение этих недостатков. Эта цель достигается тем, что в предложенном массивном роторе коро козамкнутого электродвигателя, содержащем магнйтопровод с пазами, в которых расположены стержни, замкнутые по торцам короткозамыкакмцими кольцами, защитную оболочку и фланцы, между наружной поверхностью стержней короткозамкнутой обмотки ротора и внутренней поверхностью оболочки расположены каналы, соединенные между собой кольцевыми проточками, выполненными в сердечнике, а оболочка выполнена с отверстием, соединяющим каналы с окружающей ротор средой. На чертеже изображен ротор, продольный разрез. Ротор содержит массивньй сердечник 1 с пазами, стержни 2, замкнутые по торцам короткозамыкающими кольцами 3, оболочку 4 и защитные фланцы 5. Между наружной поверхностью стержней 2 и внутренней поверхностью оболочки 4 { асположены каналы 6. Каналы 6 соединены методу собой кольцевыми проточками 7, а с окружающей средой отверстием 8. Ротор работает следующим образом. При работе встроенного асинхронного двигателя герметичного.электронасоса под нагрузкой высшие гармонические МДС обмотки статора индуктиPJTOT в зубцах сердечника 1 и стержнях 2 массивного короткозамкнутого ротора токи высоких частот, являющихся источником добавочных потерь.. При этом в стержнях 2 короткозамкну той обмотки ротора вьвделяются примерно 80% всех добавочных потерь в двигателе. Магнитньй поток высших гармонических, сцепляющийся со стержнем 2 обмотки ротора, состоит из двух частей: потока, замыкающегося через воздушньй зазор непосредственно над стержнем, которьй частично заходит в паз. и потока, замыкающегося через воздушный зазор над другими зубцовыми делениями, проходящего по периферии зубцов и частично пересекающего паз. Часть этих потоков проходят через Iканал 6, образованньй наружной поверхностью стержней и внутренней поверхностью оболочки. При этом потокосцепление стержней уменьшится на величину &if, а потери составят (WAt)) от потерь в стержнйх, занимающих весь паз. Экспериментальные и расчетные исследования йоказывают, что оптимальная высота каналов 6 равна 1,.5-2,5 мм. При этой высоте каналов добавочныепотери в стержнях снижаются на 35-60% соответственно. Рабочие и пусковые характеристики двигателя практически не изменяются вследствие незначител ного изменения параметров короткого замыкания двигателя Снижение добавочных потерь ротора на 35-60% приводит к снижению на 30-50% общих добавочных потерь элек тродвигателя. Так как добавочные по тери в электро1цвигателе с массивным короткозамкнутым ротором состав ляют 2-6% от подводимой к двигателю мощности, то образование каналов 6 приводит к повышению КПД двигателя на 1-2%. Наличие отверстия 8 и кольцевых проточек 7 обеспечивает в период заполнения роторной полости электродвигателя жидкостью заполнение каналов 6 этой жидкостью, В этом случае при создании давления жидкости в зазоре между статором и ротором давление над .оболочкой и под ней одинаково, продавливание оболочки 4. в каналы 6 не происходит .Площадь отверстия 8 рассчитывается на изменения за время 3t дав ления снаружи оболочки на величину J9 Р по формуле .± 1 - коэффициент, зависящий от наличия механических при месей в жидкости, циркулирующей в зазоре между статором и ротором (К 1-3); объем жидкости в каналах и кольцевых проточках ротоплотность жидкости; изменение давления снаружи оболочки за время 3t , модуль упругости жидкости;1 - коэффициент истечения (1«0,5). В связи с тем, что в оболочке выполняется только одно отверстие незначительного диаметра (порядок 1-2 мм) циркуляция жидкости во (.внутренних полостях ротора, а следовательно, вымывания продуктов коррозии и загрязнения окружакндей ротор среды не будет. Предлагаемая конструкция массивного короткозамкнутого ротора может быть применена в герметичных электронасосах. Технико-экономическая эффективность от внедрения предлагаемого изобретения заключается в снижении добавочных нагрузочных потерь в двигателе на 30-50%, повышении КПД встроенного электродвигателя на 12,5% и повьппении надежности его работы.

МАССИВНЫЙ РОТОР КОРОТКОЗАМКНУТОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащий сердечник с пазами, в которых расположены стержни, замкнутые по торцам короткозамыкающнми кольцами, и защитную оболочку и фланща, отличающийся тем,- что, с целью повьшения КПД и надежности, между наружной поверхностью стерж.ней и внутренней поверхностью оболочки расположены каналы, соединенные между собой кольцевьми проточками, вьшопненными в сердечнике, a оболочка выполнена с отверстием, соединя1шп им каналы с окружающей средой. i о ел 0д 06 4;ib 4i