Ротор асинхронного электродвигателя Советский патент 1991 года по МПК H02K17/16 

ника 1, стальной проводник 6, представляющий собой трубку грушевидной формы, охватывающую медный проводник 5, расположенный в верхней части паза 4 также узкой стороной к внешней поверхности сердечника 1, проводник 7 из алюминия или его сплава, занимающий всю остальную часть паза,

Стальной проводник 6 может быть выполнен навитым из ленты, проводник 7 - путем литья. В каждой из частей 2, 3 половина пазов 4 через один, например, нечетные, обращены широкой стороной к внешней поверхности сердечника 1, вторая половина пазов 4 через один, например, четные, обращены узкой стороной к внешней поверхности сердечника 1, Часть 3 повернута относительно части 2 на одно зубцовое деление таким образом, что нечетные пазы 4- части 3 совмещены с четными пазами 4 части 2, и наоборот, четные пазы 4 части 3 совмещены с нечетными пазами 4 части 2. Заодно с проводниками 7 отлиты ко- роткозамыкающие кольца 8.

Таким образом, каждый стержень состоит из двух участков 9 и 10, Участок 9 обращен широкой стороной к внешней поверхности сердечника 1э чт показано позицией 11 сечения стержня, участок 10 обращен узкой стороной к внешней поверхности сердечника 1, что показано позицией 12. Форма и сечение медного 5 и стального 6 проводников на участках 9 и 10 неизменны, меняется только конфигурация алюминиевого проводника 7.

Толщину стенки трубки стального проводника 6 принимают не менее 1 мм так как глубина проникновения тока частотой 50 Гц для большинства сортов стали менее 1 мм. При этом в пусковом режиме ток проходит лишь по малой части поперечного сечения проводника 6, что способствует повышению пускового сопротивления обмотки ротора и, соответственно, пускового момента.

Высоту медного проводника 5 принимают не менее глубины проникновения тока в алюминиевом проводнике 7 при пуске. Этим обеспечивается максимальное пусковое сопротивление алюминиевого проводника 7 на участке 10 Поскольку глубина проникновения переменного тока в медь меньше, чем в

алюминий, то сопротивление медного проводника 5 в пусковом режиме также возрастает.

Сечение медного проводника 5 определяют из соотношения

0

5

0

5

0

5

0

5

где S

;м sc РМ/ РЧ-АИ

5„ /1Л

рлцро.

сечение медного 5 и стального 6 проводников соответственно; удельное сопротивление медного 5 и алюминиевого 7 проводников соответственно.

При этом сопротивление медного проводника 5 не больше чем сопротивление проводника из алюминия, занимающего тот же объем, что и медный проводник 5 со стальным 6. В результате сопротивление обмотки ротора в номинальном режиме не большеt а КПД не меньше, чем у серийного двигателя.

Устройство работает следующим образом.

При номинальной частоте вращения ротора эффект вытеснения тока в проводниках 5-7 пренебрежимо мал и сопротивление обмотки ротора равно номинальному. Характеристики двигателя в этом режиме практически не хуже t чем серийного двигателя.

При пуске вследствие действия эффекта вытеснения тока сопротивление медного проводника 5 возрастает в 1,5 раза и более, а стального 6 - в несколько раз. Сопротивление алюминиевого проводника 7 на участке 10 возрастает многократно, так как он почти полностью расположен ниже глубины проникновения тока в алюминий. Таким образом пусковое сопротивление обмотки ротора значительно больше, чем если бы она состояла только из алюминия. Это приводит к повышению пускового момента на 5...15% и снижению пускового тока до 10%,

Выполнение пазов 4 поочередно обращенными широкой и узкой сторонами к внешней поверхности сердечника 1 позволяет увеличить ширину зубцов ротора в наиболее узком их месте и несколько повысить коэффициент мощности, в особенности при пуске.

Применение предлагаемого ротора в асинхронных электродвигателях позволяет по сравнению с прототипом снизить: пусковой ток до 10%, время

разгона - на 4... 12%, повысить: пусковой момент на 5...15%, КПД - на З.,.10%, коэффициент мощности на 0,5... 1%, а также несколько улучшить параметры двигателя в номинальном режиме.

Формула изобретения

1. Ротор асинхронного электродвигателя с короткозамкнутой обмоткой, содержащий разделенный на две части в осевом направлении шихтованный сердечник с грушевидными пазами и стержнями в них, короткозамыкаю- щие кольца, половина смежных пазов обращена широкой, а другая половина узкой стороной к внешней поверхности сердечника, отличающийся тем, что, с целью улучшения пусковых характеристик, одна часть сердечника размещена со смещением относительно другой части на одно зубцовое деление, пазы выполнены одинаковой формы и размеров, каждый стержень выполнен из трех проводников, медного, грушевидной формы, стального в виде трубки грушевидной формы, охватывающего медный и расположенного в верхней части паза узкой стороной к внешней поверхности сердечника, и алюминие

5

вого или из сплава алюминия,размещенного в остальной части паза, причем длина медного и стального проводников равна или больше суммы длин алюминиевого проводника и удвоенной ширины короткозамыкающего кольца.

2. Ротор по п.1, отличающийся тем, что толщина стенки , трубчатого стального проводника составляет не менее глубины проникновения тока в стальной проводник, а сечение медного проводника определено соотношением

SM Sc/ M/ pq-pM)

5

0

где S

м

S, Рм,ра

сечение медного и стальг ного проводников соот- ветственно

удельное сопротивление медного и алюминиевого проводников соответственно.

3. Ротор по п. 1, отличающийся тем, что высота медного проводника не менее глубины проникновения тока в алюминиевом проводе при пуске двигателя.

4„ Ротор по п.1, отличающийся тем, что стальной проводник выполнен витым из ленты.

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в асинхронных электродвигателях с ко- роткозамкнутым ротором для тяжелых и средних условий пуска или работы в повторно-кратковременном и перемещающемся режимах. Цель изобретения - улучшение пусковых характеристик. Пазы сердечника (С) ротора имеют грушевидную форму и обращены: четные - узкой стороной к внешней поверхности (ВП) С, нечетные - широкой Изобретение относится к электротехнике, в частности к асинхронным электродвигателям с короткозамкну- той обмоткой ротора. Целью изобретения является улучшение пусковых характеристик. На фиг.1 показан сердечник ротора, поперечное сечение; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1. стороной. С разделен в осевом направлении на две части, одна из которых повернута относительно другой на одно зубцовое деление. Т.о. каждый стержень короткозамкнутой обмотки (СО) состоит из двух участков, на одном из которых обращен широкой, на другом - узкой стороной к ВП С. СО состоит из трех проводников - медного, грушевидной формы, стального, охватывающего медный, также грушевидной формы, и размещенного в верхней части паза узкой стороной к ВП С, и алюминиевого, занимающего всю остальную часть паза. В номинальном режиме параметры двигателя практически не отличаются от серийных. При пуске вследствие эффекта вытеснения ток проходит по части СО, обращенной к ВП С. Сопротивление узких частей СО весьма значительно вследствие охвата медного проводника стальным, что усиливает действие эффекта вытеснения. Это приводит к повышению пускового момента на 5...15%, понижению пускового тока до 10%. 3 з.п. ф-лы, 3 ил. Сердечник ротора 1 состоит из двух частей 2 и 3, набранных из листов электротехнической стали. В каждой из частей 2, 3 имеются пазы 4 грушевидной формы, в каждом из которых размещены три проводника, образующие стержень короткозамкнутой обмотки: медный проводник 5 грушевидной формы, обращенный узкой стороной к внешней поверхности сердечi (Л оэ СП Јь X) GO ел

Фиг.1

Фиг.2. 5-5

8

Фиг.З