Асинхронная торцовая электрическая машина Советский патент 1991 года по МПК H02K17/06 

tor. 1

Изобретение относится к электрическим асинхронным машинам с короткозам- кнутой обмоткой ротора и может быть использовано при разработке асинхронных двигателей торцового исполнения,

Целью изобретения является снижение металлоемкости и повышение эксплуатационной надежности.

На фиг. 1 изображена асинхронная торцовая электрическая машина; на фиг. 2 - ротор горцовой машины с дополнительным гладким кольцом переменной толщины; на фиг. 3 - ротор с дополнительным кольцом переменной толщины, снабженным ребрами переменной высотьц на фиг. 4 - вид с торца; на фиг. 5 - сечение А-А на фиг. 3; на фиг. 6 - сечение Б-Б на фиг. 3.

Машина содержит дисковые магнито- проводы статора 1 и ротора 2. В пазах 3 магнитопровода статора расположена плоская обмотка 4 возбуждения. В пазах 5 магнитопровода расположены стержни 6 короткозамкнутой обмотки ротора, соединенные с внутренним 7 и наружным 8 корот- козамыкающими кольцами. Обмотка ротора также содержит дополнительное короткоза- мыкающее кольцо 9 с переменной толщиной, возрастающей к наружному диаметру. Дополнительное кольцо прилегает к дисковой поверхности ярма магнитопровода ротора 2 и соединено механически и электрически с кольцами 7 и 8. На поверхности дополнительного кольца 9 равномерно расположены ребра 10,направленные от внутреннего кольца 7 к наружному кольцу 8 и выполненные по числу стержней 6 за одно целое с дополнительным кольцом 9. Ребра 10 выполнены с переменной высотой, возрастающей от внутреннего 7 к наружному 8 короткозамыкающим кольцам. При скосе стержней на угол а ребра выполняют со скосом на тот же угол. В случае использования на роторе центробежного вентилятора ребра 10 на торцовой поверхности переходят в лопатки 11 вентилятора, которые примыкают к наружному кольцу 8. Для вентиляционного обдува внутренних частей машины воздухом в корпусе 12 выполнены вентиляционные окна 13.

Такая обмотка может быть выполнена из алюминия литьем под давлением как стержней, так и всех колец с ребрами и вентиляционными лопатками. При этом дополнительное кольцо, помимо своего назначения, может быть использовано в качестве ступицы для крепления к валу ротора.

При работе асинхронной машины ток. протекающий по стержням обмотки, в лобовых частях разветвляется, частично замыкаясь по основным кольцам и частично - по

дополнительному кольцу. Обмотка такой конструкции совмещает обмотки тороидального и барабанного типов, то есть ее можно предствить в виде системы параллельно соединенных витков, одни из которых охватывают, а другие не охватывают ярмо. Для данной обмотки в ряде случаев требуется меньше проводникового материала, чем для эквивалентной в электромаг0 нитном отношении обмотки без дополнительного кольца. Это объясняется тем, что участки дополнительного кольца, соответствующие зубцовым делениям ротора, образуют систему радиально направлен5 ных в плоскости кольца проводников, которые охватывают ярмо и шунтируют основные кольца. При этом длина таких витков при определенных условиях меньше средней длины витков традиционной коротко0 замкнутой обмотки.

Помимо снижения металлоемкости обмотки конструкция торцового ротора с дополнительным кольцом в виде диска существенно улучшает условия охлаждения

5 ротора, поскольку это кольцо, прилегая к нерабочей торцовой поверхности ярма и являясь частью обмотки ротора, где выделяются электрические потери, увеличивает поверхность теплоотвода и снижает темпе0 ратуру обмотки. Для более равномерного распределения потерь от прохождения токов и снижения температуры нагрева во внутренних частях торцовой машины дополнительное кольцо выполнено с переменной

5 толщиной, увеличиваясь к внутреннему диаметру так, чтобы площади коаксиальных сечений кольца были примерно равны. С целью улучшения условий охлаждения с поверхности дополнительного кольца оно

0 снабжено ребрами по числу пазов ротора, выполненными за одно целое с дополнительным кольцом. При выполнении ребер с переменной высотой, возрастающей к наружному диаметру, существенно повышает5 ся эффективность теплоотдачи с поверхности ротора, ребра служат одновременно токонесущей частью дополнительного кольца и вращающимся радиатором, улучшая конвективный теплообмен с окру0 жающим воздухом. В случае выполнения в роторе скошенных пазов и стержней на тот же угол скошены ребра, каждое из которых расположено в одной плоскости с соответствующим стержнем, образуя элементар5 ный виток, охватывающий ярмо.

Формула изобретения

1. Асинхронная торцовая электрическая

машина, содержащая дисковые магнитопроводы статора с обмоткой возбуждения и

ротора с короткозамкнутой обмоткой, включающей стержни и короткозамыкающие кольца, отличающаяся тем, что, с целью снижения металлоемкости и повышения эксплуатационной надежности, ротор снабжен дополнительным короткозамыка- ющим кольцом, соединенным с наружным и внутренним короткозамыкающими кольцами и прилегающим к ярму магнитопро- вода.

2. Машина по п. 1,отличающаяся тем, что дополнительное короткозамыкаю- щее кольцо имеет переменную толщину, возрастающую от наружного к внутреннему короткозамыкающим кольца.

0

3.Машина по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ а- : я с я тем, что на поверхности дополнительного кольца по числу стержней обмотки ротора равномерно расположены ребра, направленные от внутреннего кольца к наружному и выполненные за одно целое с дополнительным кольцом.

4.Машина по п. 3, отличающаяся тем, что ребра выполнены со скосом, соответствующим скосу стержней.

5.Машина по п. 3, отличающаяся тем, что ребра выполнены с переменной высотой, возрастающей от внутреннего к наружному короткозамыкающим кольцам.

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - снижение металлоемкости и повышение эксплуатационной надежности. Асинхронная торцовая электрическая машина содержит ротор с обмоткой и с короткозамыкающими кольцами Благодаря тому, что с наружным 8 и внутренним 7 короткозамыкающими кольцами соединено дополнительное коротко- замыкающее кольцо 9, обеспечивается достижение поставленной цели. 4 з.п. ф-лы, 6 ил

0 8

5,6

(Риг. 2

10

5.6