Ротор асинхронного электродвигателя Советский патент 1985 года по МПК H02K1/22 H02K17/16 

ОСчХ

N

JiUiUl.4ltijJJU J f/7

.

(|ИИ.

1||||Ц|И...м..||||||

Фиг. 111 Изобретение-относится к электромашиностроению, а именно к короткозамкнутым роторам асинхронных электр двигателей. По основному авт.св. № 832652 известен ротор асинхронного электродвигателя, содержащий шихтованный сердечник с короткозамкнутой обмоткой, на концевьпс частях которого установлены ферромагнитные гильзы, которые выступают за торцы сердечника на расстояние, равное 0,3-0,4 его длины QJ . Недостатком известного ротора является вьщеление в ферромагнитных гильзах большого количества тепла, особенно при работе в режима частых пусков. Тонкостенная цилиндрическая гильза быстро нагревается до 200°С, значительно больше шихтованного сер дечника, и вследствие больших вылетов деформируется (появляется эллипс ность и ротор может задевать за статор, что быстро, выводит электродвигатель из строя) . Цель изобретения - снижение нагрева и повьшиение надёжности. Поставленная цель достигается тем что в роторе асинхронного электродвигателя, содержащем шихтованньй. сердечник с . короткозамкнутой обмот-. кой, на концевых частях которого уст новлены ферромагнитные гильзы, которые выступают за торцы сердечника ,на расстояние,равное 0,3-0,4 его дли1, каждая гильза на выступающем за торцы сё рдечнике конце имеет кольцевой выступ, охватывающий торец короткозамыкающего кольца и имеющий поперечно сечение, на превьшгающее поперечное сечение короткозамыкающегЬ кольца. . На фиг. 1 изображен предлагаемый ротор для электродвигателя с внутренним ротором, продольный разрез; на фиг, 2 - то же, с внешним ротором; на фиг. 3 - сравнительные кривые нагрева ротора/кривая А относится к предла-г гаемому.ротору;кривая 6-к известно - i му) . Ротор асинхронного электродвигателя содержит шихтованный сердечник 1 с короткозамкнутой обмоткой 2. На сердечник 1 напрессованы гильзы 3, имеющие кольцевой выступ 4,который закрепч лен на короткозамыкающем кольце.Диаметр кольцевого выступа гильзы Dg равен диаметру кольца Dц (фиг. 1 и 2). Гильза с кольцевым выступом 4 имеет поперечное сечение, не превьш1ающее поперечное сечение короткозамьжающего ; кольца. При таком сечении выступа гильзы суммарное поперечное сечение короткозамыкающего кольца и кольцевого выступа не превьш1ает сечения кольца до установки гильзы, т.е. не уменьшается сопротивление цепи ротора в режиме малых скольжений. Толщина самой ферромагнитной гильзы составляет примерно половину высоты паза ротора, т.е. 610 мм, если материал гильзы сталь типа Ст.З. В момент пуска двигателя частота тока в короткозамкнутой обмотке 2 и ферромагнитных гильзах 3 с выступами 4 равна частоте сети. Вследствие эффекта вытеснения тока в момент пуска и по мере разгона активное сопротивление ротора увеличивается, а наличие выступов у гильзы, экранирующих кольцо, увеличивает эффект вытеснения тока и уменьшает добавочные потери на поверхности гильзы. Увеличение активного сопротивления ротора при пуске и в зоне разгона приводит к снижению пускового тока при одновременном увеличении пускового момента. Благодаря этому максимальный момент сказывается равным пусковому при частоте вращения, равной нулю, и механическая характеристика двигателя получается без провалов, а пусковые токи снижаются до минимальных значений. Появляется возможность регулирования частоты вращения двигателя с гильзами на роторе в широких пределах изменения скольжения и ча стоты вращения без бросков тока. По мере раскрутки ротора частота тока в нем падает, эффект вытеснения тока в гиль-, зах ослабевает и активное сопро.тивление ротора в номинальном режиме определяется полной площадью поперечного сечения гильз с кольцевыми выступами, стержней и кольца. Уменьшение поверхности, обращенной к воздушному зазору, приводит к уменьшению дополнительных потерь в гильзе с кольцевым выступом и уменьшению нагрева. Еще меньший нагрев получается, если устанавливать гильзы только с одной стороны ротора, например для асинхронКого двигателя нагрев ротора с предлагаемой гильзой в форме втулки составляет 65 С,в то время как установившееся значение нагрева ротором с выступающими гильзами на

0,3-0,4 длины сердечника составляет 52°С.

Применение предлагаемого ротора, например, для электродвигателей до 100 кВт, встраиваемых в вентиляторы охлаждающих дизеля тепловозов (мотор-вентиляторов), позволяет уменьпшть нагрев ротора благодаря кольцевому выступу на гильзе и повысить надежность работы ротора и двигателей в целом за счет уменьшения пйтерь в гильзе, увеличения поверхности теплоотдачи и увеличения жесткости конструкции .

Применение предлагаемых электродвигателей для тепловозов, питаемых от тиристорных регуляторов напряжения :приводит к уменьшению расхода топлива и повышению надежности.

Наличие кольцевого выступа позволяет увеличть поверхность теплоотдачи гильзы. Отвод значительной части тепла через выступы гильзы осу:ществляется с торца ротора, где про|ходит основной поток охлаждающего воздуха и условия охлаждения значительно лучше, чем для пазовой части гильзы и стержней, что уменьшает перегревы обмоток электродвигателя, а значит, повышает срок службы изоляции и электродвигателя в целом.

Сокращение поверхности, обращен(ной к воздушному зазору, уменьшает дополнительные потери от вихревых токов, т.е. приводит к уменьшению нагрева ротора. Охватыва ие по периметру поперечного сечения короткозамыкающего кольца ферромагнитной втулкой усиливается поле рассеяния колец, происходит вытеснение тока к поверхности, обращенной к воздушному зазору увеличивается активное сопротивление кольца и ротора в момент пуска. Пусковой ток электродвигателя с предлагаемой конструкцией гильзы снюкается при увеличении пускового момента,т.е. улучшаются пусковые характеристики электродвигателя (уменьшается время пуска и разгона приводимых двигателем механизмов). Следовательно, уменьшится нагрев электродвигателя в режиме частых пусков и возрастает надежность работы электродвигателя в эксплуатации.

Кроме того, наличие кольцевого выступа у ферромагнитной гильзы, закрепленного на торце кольца, создает ребро жесткости и препятствует деформации гильзы при нагреве. Надежность такой конструкции ротора повышается при имеющихся в эксплуатации повышенных перегревах и вибрациях.

РОТОР АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ по авт.св. № 832652, о тли чающийся тем, что, с целью снижения нагрева и повышения надежности, каждая гильза на выступающем за торцы сердечника конце имеет кольцевой выступ, охватывающий торец короткозамыкающего кольца и имеющий поперечное сечение, не превышающее поперечное сечение короткозамыкающего кольца.

i20