Полюс синхронного двигателя Советский патент 1989 года по МПК H02K3/51 

А-А

(/

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - повышение надежности. Полюс содержит полюсный наконечник, к которому прикреплен высокоэлектропроводящий короткозамыкающий сегмент 2 с помощью болта 3 с шайбой 4. Отверстие в полюсном наконечнике имеет резьбу на глубине L₁ и рассверлено на глубину L пОд ВНЕшНий диАМЕТР бОлТА 3 C НЕбОльшиМ зАзОРОМ 5. Приведены математические выражения для расчета величины L. Изобретение позволяет обеспечить хороший электрический контакт между массивным наконечником и короткозамыкающим сегментом при пуске двигателя. 2 ил.

/7 J

4ь 1

Јъ 1

СО СО

Фие.2

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к конструкции полюсов синхронных явнополюсных двигателей.

Целью изобретения является повышение надежности.

На фиг.1 показана часть полюса; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Предлагаемое устройство состоит из полюсного наконечника 1, к кото рому крепится высокоэлектропроводящий (из меди) короткозамыкающий сег- мент 2 толщиной lj с помощью болта 3. Под головкой болта поставлена сталь- ная шайба 4 толщиной 1., Отверстие в полюсном башмаке имеет резьбу на глубину 11 и рассверлено на глубину 1 под внешний диаметр болта 3 с небольшим зазором 5. Сегмент 2 прижимается к массивному полюсному наконеч- нику по поверхности 6, По поверхности 7 прижимается стальная шайба к сегменту 2.

Устройство работает следующим образом.

При асинхронном пуске двигателя в массивных полюсных наконечниках наводятся ЭДС и соответственно токи, которые стекаются к короткозамыкающему сегменту через поверхность б.. Сегменты всех полюсов соединены последовательно и образуют-единую ко- роткозамкнутую систему. За счет про- текания больших токов по высокоэлектропроводящему сегменту он нагревается и его толщина 1 г получает приращение Д1 за счет температурного изменения объема. Материал корот- козамыкающего сегмента - медь не об- ладает упругими деформациями, что при отсутствии компенсирующих „ устройств приведет к сминанию сегмента по контактной поверхности 7 , под шайбой 4. При повторном пуске имеет место некоторое ослабление контакта короткозамыкающего сегмента с полюсным наконечником по поверхности 6, которая прогрессирует при последующих пусках и приводит к уве- личению контактного сопротивления. Увеличение контактного сопротивления приводит к подгарам, оплавлениям короткозамыкающих сегментов и выходу из строя машины в целом. Применение термомеханического компенсатора путем рассверливания отверстия под болт 3 на глубину 1 диаметром, равным диаметру болта, позволяет существен0

0

5

но улучшить работу болтового соединения, так как в этом случае увеличение толщины 1-2 короткозамыкающего сегмента 2 на величину за счет температурного изменения объема бу-1

дет скомпенсировано упругими деформациями стального болта по длине 1 + Хд + 13 (объемным расширением самого болта можно пренебречь). Глубину 1, на которую необходимо про1 вести рассверливание резьбового отверстия, приближенно можно определить по формулам

Fc - 6c Sc7

где Fc - сила действующая на поверхность смятия 7; Sc - поверхность смятия 7, которая определяется как пло- щадь кольца (шайбы); 6С - напряжения смятия материала короткозамыкающего сегмента.

Растягивающее усилие Fp, действующее на стальной болт, определяется ,по закону Гука

d. Ј Б; d

lL. S

Г7Г li

ЈE -3

0

5

0

где 6

E S

Ј

ДР2

1+Ц+17

агг

-напряжения, возникающие в болте при растяжении;

-модуль упругости;

-сечение болта;

-относительное удлинение болта;,

-увеличение толщины короткоэ амыкающего сегмента, определяемого коэффициентом теплового расширения материала и температурой нагрева.

Из условия отсутствия появления смятия поверхности 7 имеем F c Fp тогда легко получить выражение для длины 1, на которую необходимо рассверлить резьбовое отверстие в полюсном наконечнике

U

х Sc

S

6С

Л1г-аа+ 13

При нагреве короткозамыкающего сегмента до температур 150-200°С можно принять глубину рассверливания резьбового отверстия 1 в полюсном башмаке равной толщине сегмента 11;т.е. 1 ъ1г.

При определении растягивающего усилия Fp необходимо учесть силу предварительного прижатия короткоеа- мыкающего сегмента к поверхности полюсного наконечника, которая устанавливается применением ключа с индикатором крутящего момента.

Предлагаемый двигатель позволяет получить надежное крепление коротко замыкающего сегмента к массивному полюсному наконечнику, обеспечивающее хороший электрический контакт между массивным полюсным наконечником и короткоэамыкающим сегментом в процессе пуска двигателя, что позволяет повысить надежность его работы в целом. Формула изобретения

Полюс синхронного двигателя, содержащий сердечник с массивным по0

5

0

люсным наконечником и короткозамы- кающие сегменты из высокопроводящего материала, закрепленные с помощью стальных болтов с шайбами ввернутых в отверстия, выполненные по торцам полюсных наконечников, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, отверстия со стороны торца наконечника имеют диаметр, не меньший диаметра болтов на глубине 1, определяемой из соотношения

1 лгг - (1а+ 13),

где Е - модуль упругости болта;

Ss - поперечное сечение болта;

S - поверхность снятия коротко- замыкающего сегмента;

414 приращение толщины сегмента при нагреве;

14 - толщина сегмента;

13 - толщина шайбы;

6С - напряжение смятия сегмента.

Фиг.1