Индукционная электрическая машина Советский патент 1984 года по МПК H02K17/42 

Изобретение относится к электриче ким машинам с полым ротором. По основному авт, св. № 832662 известна индукционная электрическая машина с. полым ротором, выполненным многослойным из полосы фольги l , Недостатком известной машины явля ются невысокие пусковые свойства изза ограниченной возможности изменять активное сопротивление роторм. Цель изобретения - улучшение пусковых характеристик, Поставленная цель достигается тем что в индукционной электрической машине, содержащей статор с системой возбуждения и полый токопроводящий P тор, выполненный многослойным из полосы фольги в каЗкдом слое ротора вы полнены отверстия, равномерно распределенные по длине и окружности. Число отверстий увеличивается в направлении от внутреннего слоя к внешнему, а число слоев N равно цело му числу, опреде-ляемому из выражения 1 I р rjivl где Дд толщина ленты из фольги, м о удельное сопротивление материала фольги, Ом.м; JU - магнитная проницаемость материала фольги, Ом-с/м; f - частота напряжения питающей сети, Гц, На фиг, 1 изображена цилиндрическая часть ротора, сворачиваемая из фольги на оправке; на фиг. 2 - ротор электрическ-ой машины, продольный разрез. Ротор выполнен многослойным из ле ты 1 из металлической фольги, намотауной плашмя в несколько слоев на д линдрическую оправку 2, внешний диаметр которой соответствует внутренве диаметру цилиндрической части 3 pOTO Количество слоев ленты 1 зависит от необходимой толщины стенки ротора и определяется толщиной металлической фольги. Между слоями металлической фольги помещен слой связывающего вещ ства 4. При этом посредством прижимных устройств (не показаны) устранен зазор и воздушные раковины между сло ми и обеспечено плотное прилегание отдельных слоев ленты 1 друг к другу В ленте 1 выполнень отверстия 5 таким образом, что при намотке ее на оправку 2 их количество увеличивается от внутреннего слоя к наружному, причем наружным слоем считается тот, который наиболее близко расположен к статору. Изготовленную таким способом ммог слойную цилиндрическую часть 3 механически соединяют по торцам с концевой ступицей б, например спрессовывают пластмассой, С целью устранения вытекания избытка синтетического Клея на поверхность, цилиндрической части 3 и предотвращения приклеивания внутренней поверхности ротора к ; оправке 2 верхний и нижний слой фольги выполнен без сквозных отверстий. Одновременно это улучшает аэродинамические свойства цилиндра ротора. Металлическая фольга 1 может быть изготовлена из немагнитного, ферромагнитного, гистерезисного и т.п. материала. Принцип действия предложенного ротора аналогичен принципу действия известных полых роторов с распределенными параметрами и основан на том, что вращающее поле статора наводит вихревые -токи в цилиндрической части ротора. Взаимодействие результирую- . щего поля с то.ками ротора обуславливает создание вращающего момента. Для улучшения пусковых свойств предлагаемого ротора общее количество слоев металлической ленты необходимо выполнить в соответствии с выражением (1) . При пуске в ход, когда частота TOfка в роторе велика и равна частоте сети, глубина проникновения h электромагнитного поля в материал ленты 1 равна Тогда при выполнении цилиндра 3 ротора с числом слоев N, удовлетворяющим предложенному соотношению (с толщиной NЬJ 2h) , ток протекает только по его наружным слоям, т.е. в поверхностном слое с толщиной h. Поскольку в наружных слоях выполнен ряд отверстий 5, то активное сопротивлебольше активного ние этих слоев R сопротивления слоев без отверстий RP за. счет уменьшения общего сечения токопровода из-за наличия в нем отверстий 5: рп р.сп Аоп где RQ - активное, сопротивление поверхностного слоя ротора толщиной h с четом отверстий 5, выполненных в наружных слоях цилиндра 3, т.е. активное сопротивление ротора при пуске; R j,j| - активное сопротивление поверхностного слоя ротора толщиной при выполнении слоев цилиндра 3 сплошными без отверстий 5; Rftpfi - дополнительное сопротивление, обусловленное наличием в наружных слоях цилиндра 3 ротора отверстий 5 а Таким образом, выполнение в наружных слоях цилиндра 3 ротора отверстий 5 аналогично введению в ротор дополнительного активного сопротивления при пуске приводит к уменьшению пускового тока и увеличению начального пускового момента

м

п

По мере разгона и уменьшения частоты вихревых токов ротора эффект вытеснения ослабевает, и ток проникает в нижние слои ленты 1, количество отверстий 5 в которых значи тельно меньше, чем в верхних слоях, и которые, следовательно, обладацот меньшим активным сопротивлением. образом, предлагаемый ротор по достигаемому эффекту аналогичен двуклеточному электродвигателю, у которого с1ктивное сопротивление верхней клетки увеличено по сравнению с активным сопротивлением нижней клетки только уменьшением ее сечения, и позволяет улучшить пусковые свойства: увеличить пусковой вращающий момент и уменьшить пусковой ток. Этот эффект целесообразно использовать при выполнении ротора из материала с большим значением И , например из ферромагнитного материаша.

Выполнение ротора из металлической ленты со сквозными отверстиями.

намотанной слоями, позволяет изготавливать его с любым отношением длины цилиндрической части к ее диаметру и с любой толщиной стенки и позволяет существенно повысить механическую прочность и жесткость ротора. Наличие в ленте отверстий, позволяет одновременно повысить качество изготовления цилиндра ротора и обеспечить стабильность его толщины по

0 всей длине. Это объясняется тем, что связывающее вещество из пространства между слоями частично ввдавливается в отперфорированные отверстия, за счет чего обеспечивается равномерность толщины слоя связывающего

5 .вещества.

Через отверстия избыток связывающего вещества передается на следующий слой ленты, чем обеспечивается

0 надежное склеивание отдельных слоев ленты, что ведет к повышению механи ческой прочности ротора. За счет то-го, что крайние наружный и внутренНИИ слои выполнены без отверстий,

5 ротор не требует механической обработки и обладает хорошими аэродинамическими характеристиками.

1. ИНДУКЦИОННАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА по авт. св. W 832662, о т л и чающаяся тем, что, с целью улучшения пусковых характеристик, в каждом слое ротора выполнены отверстия, равномерно распределенные по длине и окружносЛ-и. 2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что Число отверстий увеличивается в направлении от внутреннего слоя к внешнему, а число слоев N равно целому числу, определяемому из выражения , 2 ГТ ,Щ где U. толщина ленты из фольги, м; Р f удельное сопротивление материала фольги, ОМ.м; магнитная проницаемость материала фольги, Ом-с/м; f частота напряжения питающей 2 & сети, Гц.