Ротор асинхронного электродвигателя Советский патент 1992 года по МПК H02K17/16 

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к асинхронным ко- роткозамкнутым двигателям, и может быть использовано в трехфазных двигателях большой и средней мощности при повышенных требованиях к их энергетическим показателям и надежности.

Известны короткозамкнутые роторы асинхронных двигателей, включающие основные и дополнительные пакеты магнито- провода ротора, обмотку с короткозамыкающими кольцами.

Недостатком этих устройств являются несколько повышенные электрические потери в обмотке ротора, что привадит к повышению нагрева ротора и двигателя в целом,

а также ухудшает его энергетические характеристики, прежде всего КПД.

Прототипом является короткозамкнутый ротор асинхронного двигателя, состоящий из вала, основных пакетов магнитопроводасярмом и зубцами, пакетов уменьшенного диаметра, состоящих только из ярма и короткозамкнутой клетки, в которой, наряду с основными короткозамыкающими кольцами, расположенными по краям магнитолровода ротора, имеются дополнительные короткозамыкающие кольца, расположенные в пределах длины магнитопровода концентрично пакетам.

Недостатком указанного ротора является то, что наличие дополнительных коротко- замыкающих колец уменьшает длину

VI

00

ел о о

зубцов 4 ротора и активную длину двигателя в целом, увеличивает магнитную индукцию в его воздушном зазоре и магнитопроводе ротора, следовательно, уменьшает коэффициент мощности и КПД двигателя, что при- водит к росту нагрева обмоток и потерь электроэнергии в них.

Целью изобретения является повышение энергетических характеристик и снижение Йагрева двигателя.

Это достигается тем, что в короткозам- кнутбм роторе асинхронного двигателя, со- стоящем из вала, магнитопровода, включающего в себя основные пакеты, и литой короткозамкнутой клетки, состоящей из стержней, основных короткозамкнутых колец, расположенных по краям магнитопровода, и дополнительных короткозамыка- ющих колец, расположенных в пределах длины магнитопровода, введены дополни- тельные пакеты ротора с пазами, выполнен- ными несимметрично относительно радиальных осей симметрии пэзов основных пакетов, а каждое дополнительное ко- роткозамыкающее кольцо ротора образовано путем частичного перекрытия пазов, двух дополнительных пакетов, находящихся рядом, один из которых повернут на 180° относительно другого.

Кроме того, пазы дополнительных паке- тов ротора имеют выступ, в месте расположения которого ширина паза превышает половину зубцового деления, а пазы основных пакетов выполнены несимметрично относительно их радиальных осей, в качестве дополнительных пакетов использованы основные пакеты, повернутые на 180° и прилегающая часть основного пакета. Помимо того;число пазов дополнительных пакетов по меньшей мере вдвое меньше числа пазов основных пакетов, а ширина паза дополнительных пакетов больше суммарной ширины паза и зубца основного пакета и меньше суммарной ширины двух пазов и зубца основного пакета.

На фиг, 1-3 показан предлагаемый ротор, состоящий из вала 1, основных пакетов 2 с ярмом 3 И зубцами 4, неповернутых дополнительных пакетов 5 и повернутых на 180° дополнительных пакетов 5, располо- женных рядом с неповернутыми. Как видно из сечения а-а фиг. 3, при заливке ротора электропроводным материалом, наряду с основными короткозамыкающими кольцами б, образованы дополнительные коротко- замыкающие кольца 7, представляющие собой совокупность электрически соединенных друг с другом участков стержня 8 в неповернутых и повернутых на 180° дополнительных пакетах 5.

На фиг, 4-12 показаны варианты пазов в основных 2 и дополнительных 5 пакетах и образование дополнительных короткоза- мыкающих колец 7.

На фиг. 3 показаны пазы 9 (например, двухклеточные) основных пакетов 2, на фиг. 5 - пазы 10 дополнительных пакетов 5 (например, овальные, наклоненные относительно радиальных осей симметрии пазов 9 основных пакетов), на фиг. 6 - наложение основного пакета 2 (сплошные линии) на неповернутый дополнительный пакет 5 (штриховые линии) и на повернутый на 180 ° дополнительный пакет 5 (штрихпунктир- ные линии). На фиг. 5 крест - накрест заштрихованы места пересечения пазов 10 (и, следовательно, стержней 8 к.з. клетки) непо- вернуюго дополнительного пакета 5 с пазами 10 повернутого на 180° дополнительного пакета 5 и пазов 10 обоих пакетов 5 с пазами верхней клетки основного пакета 2; слева вверх направо заштрихованы места пересечения пазов 9 нижней клетки основного пакета 2 с пазами 10 неповернутого дополнительного пакета 5; слева вниз направо места пересечения пазов 9 нижней клетки основного пакета 2 с пазами повернутого на 180° дополнительного пакета 5. Как следует из фиг. 6, совокупность неповернутых и повернутых на 180° дополнительных пакетов 5 обеспечивает после заливки пазов магнитопровода ротора электропроводным материалом, электрическое соединение стержней 8 обмотки ротора, размещенных в пазах 9 основного пакета 2. Таким образом, совокупность участков стержней 8, расположенных в дополнительных пакетах 5, играет роль дополнительного ко- роткозамыкающего кольца 7 для стержней 8, расположенных в пазах 9 основного пакета 2.

На фиг. 6-8 показаны варианты пазов дополнительных пакетов 5: овальные 11, смещенные относительно радиальных осей симметрии пазов 9 основного пакета 2, двухклеточные 12 с выступом, овальные 13 с выступом; на фиг. 9-11 наложение соответствующего неповернутого дополнительного пакета 5 (сплошные линии) на повернутый на 180° дополнительный пакет 5 (штриховые линии); зоны перекрытия на фиг. 9-11 заштрихованы. Как видно на фиг. 7 и 10, достоинством овальных пазов 11, смещенных относительно пазов 9 основного пакета 2 является перекрытие практически по всей высоте паза 11. т.е. достаточное сечение дополнительного короткозамыкаю- щего кольца 7, а недостатком этих пазов 11 является уменьшение ширины зубца 14 дополнительных пакетов 5 по сравнению с

зубцами 4 основных пакетов 2 также практически по всей высоте зубца 14. Пазы с выступами приводят к уменьшению ширины зубца 14 лишь на части его высоты, но при этом уменьшается и сечение дополнитель- ного короткозамыкающего кольца 7.

На фиг. 12 показано наложение на основной пакет 2 и друг на друга дополнительных пакетов 5 с пазами, перекрывающими по два паза 9 основного пакета 2. Здесь слева вверх направо заштрихованы пазы 15 неповернутого дополнительного пакета 5 (перекрывающие пазы 16 и 17,18 и 19 и т.д. основного пакета), слева вниз направо - пазы 20 повернутого на 180° дополнитель- ного пакета 5, перекрывающие пазы 17и 1-8, 19 и 21 и т.д. основного пакета 2, а крест - накрест - места перекрытия пазов 15 и 20 обоих пакетов 5 друг с другом и с пазами 9 основного пакета 2.

Наличие в роторе дополнительных ко- роткозамыкающих колец 7 снижает активное сопротивление обмотки ротора вследствие уменьшения длины путей токов, возникающих в стержнях 8 при работе дви- гателя. Снижение сопротивления приводит к уменьшению электрических потерь в обмотке ротора и понижению температуры перегрева двигателя при работе в длительном режиме.

При этом, в отличие от прототипа, дополнительные пакеты 5 имеют зубцы 14, что увеличивает, по сравнению с прототипом, активную длину ротора и двигателя в целом, снижает магнитную индукцию в магнито- проводе и воздушном зазоре, следовательно, повышает энергетические характеристики (КПД и коэффициент мощности) двигателя, снижает потери электроэнергии на 0,5-1 % и нагрев его обмоток на 3-7°С. Формула изобретения

1.Ротор асинхронного электродвигателя, содержащий магнитопровод, включающий основные пакеты с пазами и короткозамкнутую обмотку, состоящую из стержней, основных короткозамыкающих колец, расположенных по торцам магнито- провода, и дополнительных короткозамыкающих колец, расположенных в пределах длины магнитопровода, отличающийся тем. что, с целью повышения энергетических характеристик и снижения нагрева электродвигателя, введены дополнительные пакеты с пазами, расположенными несимметрично относительно пазов основных пакетов, причем расположенные рядом два дополнительных пакета повернуты друг относительно друга на 180°.

2.Ротор поп. 1,отличающийся тем, что пазы дополнительных пакетов ротора имеют выступ, в месте расположения которого ширина паза превышает половину зубцового деления.

3.Ротор поп. 1,отличающийся тем, что число пазов дополнительных пакетов по меньшей мере вдвое меньше числа пазов основных пакетов, а ширина паза дополнительных пакетов больше суммарной ширины паза и зубца основного пакета и меньше суммарной ширины двух пазов и зубца основного пакета.

Использование: электромашиностроение, асинхронный короткозамкнутый двигатель. Сущность изобретения: ротор асинхронного электродвигателя содержит магнитопровод и короткозамкнутую обмотку. Магнитопровод имеет основные и допол- нительные пакеты с пазами. Пазы дополнительных пакетов расположены несимметрично относительно пазов основных пакетов. Дополнительные пакеты ротора расположены рядом и повернуты на 180° друг относительно друга. Короткозамкнутая обмотка состоит из стержней, основных и дополнительных короткозамыкающих колец. Возможно выполнение формы пазов дополнительных пакетов с выступом и минимальным числом пазов вдвое меньше чис- ла пазов основных пакетов. 2 з.п. ф-лы, 12 ил. (/

А/

Фиг. 1

Фиг 7

1785065

й-а

Фиг.6

Фиг.Я

Я