Асинхронный мотор-вентилятор Советский патент 1991 года по МПК H02K7/14 

Изобретение относится к области электромашиностроения,

Цель изобретения - улучшение регулировочных характеристик и повышение надежности при регулировании частоты вращения изменением подводимого к статору напряжения.

На фиг.1 изображен мотор-вентилятор, общий вид; на фиг.2-3 - местные виды.

Асинхронный мотор-вентилятор состоит из статора 1 с обмоткой и магнитопроводом, жестко соединенного с торцовым щитом 2 при помощи втулки 3, несущей опорные подшипники 4 вала 5, соединенного с массивным ферромагнитным корпусом ротора б, к которому жестко прикреплены лопасти осевого вентилятора 7, Внутрь массивного ферромагнитного корпуса ротора 6 запрессован шихтованный магнитопровод 8 ротора с короткозамкнутой обмоткой. Неферромагнитные стержни 9 из материала с повышенной электропроводностью, например меди, на одном торце магнитопроводэ 8 соединены с короткозамыкающим кольцом 10 из одинакового со стержнями материала, а на другом торце - с массивным т ферромагнитным корпусом ротора 6, служащим вторым короткозамыкающим кольцом. Соединение стержней 9 с массивным ферромагнитным корпусом ротора 6 выполнено через короткозамыкающие сегменты 11, изготовленные из ферромагнитного материала и имеющие Т-образную форму (см. фиг.2, 3). Каждый короткозамыкающий сегVI о о о ю со

мент 11 соединен с двумя стержнями 9 и охватывает каждый из них с трех сторон. В сегментах 11 на наружной поверхности, т.е. обращенной от магнитопровода 8 ротора, между местами присоединения стержней 9 выполнен паз 12, например, типа ласточкина хвоста, ориентированный в радиальном направлении.

Асинхронный мотор-вентилятор работает следующим образом.

При подаче трехфазного напряжения на обмотку статора возникает вращающееся магнитное поле, которое наводит ЭДС и токи в стержнях 9, замыкающиеся с одной стороны магнитопровода 8 рогора через ко- роткозамыкающее кольцо 10, а с другой - через короткозамыкающие сегменты 11 и массивный ферромагнитный корпус ротора 6. В результате взаимодействия токов ротора с магнитным потоком, создаваемым обмоткой статора, возникает вращающий момент и мотор-вентилятор приводится во вращение.

В момент пуска частота тока в роторе равна частоте питающего напряжения (для моторов-вентиляторов тепловозов fH 100 Гц). Благодаря поверхностному эффекту в коротко- замыкающих сегментах 11 и корпусе ротора 6, являющемся короткозамыкающим кольцом обмотки ротора, происходит вытеснение тока к их поверхности, что эквивалентно увеличению активного сопротивления обмотки ротора. Увеличение активного сопротивления обмотки ротора приводит к уменьшению пускового тока и увеличению пускового момента.

При питании мотора-вентилятора от источника с регулируемым напряжением с уменьшением последнего происходит увеличение скольжения, т.е. частота тока в роторе растет. При этом, чем больше скольжение, тем в большей степени проявляется поверхностный эффект в короткоза- мыкающих сегментах 11 и массивном ферромагнитном корпусе ротора 6, тем большее значение принимает полное сопротивление обмотки ротора. Последнее обстоятельство обуславливает хорошие регулировочные свойства, снижается жесткость механической характеристики, т.е. устойчивую работу мотора-вентилятора в диапазоне изменения скольжения от SHOM до S 1 при регулировании его частоты вращения изменением напряжения.

Объединение стержней 9 попарно ко- роткозамыкающими сегментами 11, имеющими Т-образную форму и охватывающими стержни 9, позволяет снизить сопротивление обмотки ротора при номинальном скольжении и повысить КПД. Неполный охват сегментами 11 стержней 9 способствует

снижению их индуктивного сопротивления.

При повышении скольжения вследствие

действия эффекта вытеснения тока к поверхности короткозамыкающих сегментов 11 их активное сопротивление быстро возрастает по двум причинам. Во-первых, действие эффекта вытеснения увеличивается ферромагнитными свойствами материала

0 сегмента 11, во-вторых, при вытеснении тока к поверхности сегментов 11 длина пути тока значительно (до 2-3 раза) возрастает вследствие наличия на поверхности сегмента 11 паза 12. Это существенно снижает

5 жесткость механической характеристики мотора-вентилятора, т.е. улучшает его регулировочные характеристики.

Выполнение обмотки ротора из двух частей, одна из которых (стержни 9 и кольцо

0 10) расположена внутри машины, а другая (сегменты 11 и корпус ротора 6) - на внешней поверхности, причем электрическое сопротивление второй быстро возрастает с ростом скольжения, позволило получить

5 благоприятное перераспределение потерь скольжения в обмотке ротора. Основная их часть выделяется в массивном ферромагнитном корпусе ротора 6 и интенсивно отводится воздушным потоком, создаваемым

0 мотором-вентилятором. Тепловой поток, идущий от ротора к статору 1 снижается, обмотка статора не перегревается. Благодаря этому повышается надежность работы мотора-вентилятора в широком диапазоне

5 изменения скольжения.

Применение изобретения улучшает регулировочные характеристики и повышает надежность асинхронного мотора-вентилятора при регулировании его частотьГвраще0 ния путем изменения напряжения. Формула изобретения Асинхронный мотор-вентилятор, содержащий статор, торцовый щит и внешний ротор с лопастями осевого вентилятора,

5 жестко прикрепленными к массивному фер- .- ромагнитному корпусу ротора, внутри которого запрессован шихтованный магнитопровод ротора с короткозамкнутой обмоткой в виде стержней из материала с

0 высокой электропроводностью, соединенных на одном торце магнитопровода с короткозамыкающим кольцом из одинакового со стержнями материала, отличающий- с я тем, что, с целью улучшения регулиро5 вочных характеристик и повышения надежности при регулировании частоты вращения изменением подводимого к статору напряжения, стержни короткозамкнутой обмотки ротора на другом торце магнитопровода попарно соединены с короткозамыкающими

сегментами Т-образной формы, выполненными из ферромагнитного материала, на наружной поверхности которых между местами прикрепления стержней выполнен радиальный паз, сегменты охватывают

стержни в местах их- прикрепления с трех сторон и соединены с массивным ферромагнитным корпусом ротора, служащим вторым короткозамыкающим кольцом.

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к асинхронным мотор-вентиляторам. Цель изобретения - улучшение регулировочных характеристик и повышение надежности при регулировании частоты вращения изменением подводимого к статору напряжения. Асинхронный мотор-вентилятор содержит статор 1 с обмоткой и магнитопроводом и внешний ко- роткозамкнутый ротор с лопастями вентилятора 7, прикрепленными к массивному ферромагнитному корпусу 6, Короткозамк- нутая обмотка ротора состоит из электропроводящих стержней 9, с одной стороны замкнутых кольцом 10, а с другой скрепленных с Т-образными сегментами 11 из ферромагнитного материала, соединенными с ферромагнитным корпусом 6. 3 ил. сл

г з

А-А подерну/по 8 б о

Фиг.2

и MJL