Ротор асинхронного двигателя с обмоткой и виде беличьего колеса Советский патент 1929 года по МПК H02K17/16 

Известны конструкции асинхронных двигателей, в которых ротор в виде беличьего колеса имеет глубокие и узкие пазы. Вследствие резко выраженного „скин-эффекта в таком двигателе ваттное сопротивление роторной обмотки при пуске в ход, когда частота тока в роторе велика, имеет большую величину, чем во вращающемся с нормальной скоростью двигателе. Однако, такие двигатели обладают тем недостатком, что их коэффициент мощности при нормальной работе получается небольшим, благодаря увеличенному потоку рассеяния обмотки ротора, обусловленному глубокими и узкими пазами.

Предлагаемое изобретение касается ротора асинхронного двигателя с обмоткою в виде беличьего колеса и имеет целью устранить вышеупомянутый недостаток.

На чертеже фиг. 1 изображает разрез части ротора с проводниками, имеющими в нижней части поперечные прорезы; фиг. 2-проводник

круглого сечения с прорезами в нижней части; фиг. 3 - разрез его по В - С 1ФИГ. 2); фиг. 4 - проводник круглого сечения с прорезами в нижней части, чередующимися с прорезам sj в боковых частях; фиг. 5 - разрез его по D-Е (фиг. 4); фиг. 6- разрез его по В-С (фиг. 4); фиг. 7- разрез его по G -//(фиг. 4); фиг. 8 - часть проводника овального сечения с прорезами в нижней части; фиг. 9- разрез его по L М (фиг. 8); фиг. 10 - часть проводника овального сечения с прорезами в нижней части, чередующимися с прорезами, расположенными в верхней части; фиг. 11- разрез его по L -Л/(фиг. 10); фиг. 12- часть проводника обмотки круглого сечения с кольцевыми выточками; фиг. 13-разрез его uoL-Л/(фиг. 12); фиг. 14 - поперечный разрез проводника обмотки в случае овального сечения с кольцевыми выточками; фиг. 15-часть проводника круглого сечения с винтовыми выточками; фиг. 16-разрез его по N-Р(фиг. 15); фиг. 17-поперечный разрез составного проводника с центральной железной жилой и медной оболочкой с винтовыми выточками; Фиг. 18- проводник, в прорезах коего расположены железные пластинки; фиг. 19- часть роторной обмотки с торцевыми кольцами с радиальными прорезами с наружной стороны колец; фиг. 20 - часть роторной обмотки с торцевыми кольцами с чередующимися радиальными прорезами с наружной и внутренней стороны колец; фиг. 21- разрез части торцевого кольца обмотки с концентрическими прорезами, расположенными с наружной стороны кольца; фиг. 22- вид его с торца; фиг. 23 - разрез части торцевого кольца обмотки с концентрическими прорезами, расположенными с наружной и внутренней стороны кольца; фиг. 24-разрез части торцевого кольца обмотки с концентрическими и радиальными прорезами; фиг. его с торца.

На фиг. 1 чертежа означают: S- статор асинхронного двигателя, R- ротор, А-медный проводник обмотки ротора с прорезами а а-а, К-К- торцевые медные кольца беличьей обмотки.

При пуске в ход, когда частота тока в роторе велика, ток / течет в проводник А, примерно так, как показано на фиг. 2 стрелками. Из фиг. 2 мы видим, что, благодаря прорезам а а-а, ток почти не заходит в нижние волокна проводника вследствие большей величины индуктивного сопротивления нижних путей тока, изогнутых из-за наличия прорезов « а-а. При нормальной работе двигателя, когда частота тока в роторе не велика, индуктивное сопротивление нижних волокон проводника А понижается, вследствие чего ток распределяется по всему сечению проводника (фиг. 1). Отсюда видно, что проводник гребенчатого вида, согласно фиг. 1 и 2, будет иметь при пуске в ход большую величину ваттного сопротивления, чем при нормальной работе, и, следовательно, двигатель будет развивать высокий пусковой момент при небольшом пусковом токе.

На фиг. 4 изображен проводник с прорезами а а в нижней части и с прорезами -Ь-Ь в боковых частях; на фиг. 5, 6, 7-его сечения плоскостями D Ё, , G Н.

На фиг. 8 изображен такой же гребенчатый проводник, как и на фиг. 2, но только овального сечения. На фиг. 10 изображен проводник с прорезами а а, расположенными в нижней части и прорезами а,- -flj, расположенными в верхней части проводника.

На фиг. 12 и 13 изображен проводник круглого сечения с кольцевыми выточками Ь bl такой проводник может иметь также и овальное сечение, как показано в разрезе на фиг. 14.

Можно выбрать в медном проводнике ротора также винтовую выточку, как показано на фиг. 15 и 16, а также выполнить его- при этом составным (например, с центральной железной жилой и медной оболочкой с винтовой выточкой), как показано на фиг. 17. В таком проводнике ток, текущий по внешне Я медной оболочке, будет иметь винтообразное направление, вследствие чего появится магнитный поток, направленный вдоль оси проводника, т.-е. по его центральной железной жиле. Этот поток будет индуктировать в центральном железном стержне токи Фуко, замыкающиеся lio траекториям, имеющим форму окружности. Таким образом, составной проводник, изображенный на фиг. 17, будет представлять собой своего рода трансформатор, у которого первичной обмоткой является внешняя медная оболочка малого омического сопротивления и вторичной-центральный железный провод большого омического сопротивления.

На фиг. 18 изображен гребенчатый проводник, отличающийся от фиг. 8 тем, что в его прорезах расположены железные пластинки для увеличения кажущегося сопротивления нижних волокон.

Вместо прорезов, располагаемых в рабочих проводниках беличьей обмотки, прорезы могут быть расположены также и в торцевых кольцах, как показано на фиг. 19-25. На этих фигурах означают: А А-А-рабочие проводники беличьей обмотки; К-торцевые кольца; а и a j-концентрические и Oj и ui-радиальные прорезы в торцевом кольце.

Благодаря наличию радиальных прорезов Од-а,, ток в торцевом кольце протекает, примерно так, как показано на фиг. 19 стрелками. ,

При пуске в ход, когда частота токов в торцевом кольце К велика, ток замыкается по кратчайшим путям, почти не проходя по правой части сечения кольца К. При нормальной работе, когда частота токов в роторе не велика, ток распределяется по всему сечению кольца Ккак показано пунктирными стрелками на фиг. 19.

На фиг. 20 показано торцевое кольцо с радиальными прорезами, расположенными с наружной () и внутренней (04-а-,) стороны кольца. Прорезы в торцевом кольце могут быть также расположены в виде концентрических кругов а,- а,-а,, как показано на фиг. 21 и 22. Благодаря такой конструкции, ток, протекающий к нижним волокнам кольца К, течет по извилистой траектории, как показано схематически на фиг. 21 пунктирной стрелкой, и при пуске в ход, когда частота тока в роторе велика, он будет проходить, главным образом, через верхнее сечение кольца /С, благодаря чему ваттное сопротивление ротора возрастет и пусковой ток понизится.

На фиг. 23 изображено другое видоизменение конструкции, при котором концентрические прорезы выполнены не только с наружной стороны (GJ) торцевого кольца, но также, и с внутренней стороны (ai), благодаря чему ток, протекающий к нижним волокнам торцевого кольца, принужден протекать по извилистой траектории, как показано пунктиром на этой фигуре.

Если скомбинировать между собой конструкции колец с концентрическими выемками (фиг. 21 и 22) и с радиальными выемками (фиг. 19), то получится новая конструкция, изображенная на фиг. 24 и 25. Как то видно из последних фигур, такое торцевое кольцо имеет с наружной стороны радиальные и концентрические G,-о, прорезы.

Предмет патента.

1.Ротор асинхронного двигателя с обмоткою в виде беличьего колеса, характеризующийся тем, что, с целью увеличения кажущегося сопротивления при пуске, провода ротора имеют в нижней части поперечные прорезы а (фиг. 1 и 2).

2.Видоизменение охарактеризованного в п. 1 ротора, отличающееся тем, что прорезы а в нижней части проводника чередуются с прорезами в боковых частях проводника или же с прорезами в верхней части проводника (фиг. 4 и 10).

3.Видоизменение охарактеризованного в п. 1 ротора, отличающееся тем, что проводники его обмотки имеют кольцевые выточки (фиг. 12).

4.Видоизменение охарактеризованного в п. 1 ротора, отличающееся тем, что проводники его обмотки имеют винтовые выточки (фиг. 15).

5.Видоизменение охарак1еризсванного в п. 1 ротора, отличающееся тем, что прорезы сделаны не в проводниках, а в торцевых кольцах, при чем или только с наружной стороны колец, или же с наружной и внутренней их стороны (фиг. 19, 20).

6.Видоизменение охарактеризованного в п. 5 ротора, отличающееся тем, что в торцевых кольцах его обмотки сделаны концентрические прорезы Oj (фиг. 21, 22 и 23).

7.Видоизменение охарактеризованного в п. 5 poiopa, отличающееся тем, то в торцевых кольцах его обмотки сделаны и концентрические и радиальные прорезы (фиг. 24 и 25)игШ«/- Фиг 11 ffg

ГФиг.1§.Фиг14

И 1

вL1

ф 1§Фиг16Фиг.17

Фиг.25.

Фиг.24. к

ФипЕП.

Фиг.19.

О.2

fV

кСЩ