АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ Советский патент 1968 года по МПК H02K17/20 

Известны асинхронные электродвигатели, содержащие по крайней мере один ферромагнитный ротор, снабженный отдельными короткозамкнутыми витками, и статоры, несущие обмотки различных фаз.

Цель настоящего изобретения - улучшение динамических характеристик двигателя и повышение его энергетических показателей.

Для этого ротор двигателя выполнен тонкостенным с активными поверхностями на противоположных сторонах, каждая из которых взаимодействует с соответствующим статором, а короткозамкнутые витки ротора расположены по образующим его поверхностей в радиальных плоскостях.

При этом ротор может быть выполнен в виде полого цилиндра или диска.

Для обеспечения лучших условий охлаждения статоры могут быть выполнены в виде концентрически расположенных полюсных систем с общими спинками на торцовой части, на которых размещены обмотки фаз, имеющие форму сосредоточенных катушек.

Короткозамкнутые витки ротора могут быть размещены в пазах, образованных на поверхностях ротора.

На фиг. 1 и 2 представлены конструктивные схемы предлагаемого электродвигателя соответственно с цилиндрическим полым и дисковым роторами; на фиг. 3 - многороторная конструкция с несколькими цилиндрическими роторами; на фиг. 4 - многороторная конструкция с обмотками фаз, выполненными в виде сосредоточенных катушек, расположенных на торцовой части машины.

Двигатель содержит полый ферромагнитный цилиндр 1, на котором в радиальных плоскостях расположены короткозамкнутые витки 2 из материала с малым удельным омическим сопротивлением. Двигатель имеет два статора 3 и 4 с явно выраженными полюсами, на которых расположены обмотки разных фаз.

Статоры расположены на противоположных сторонах полого ротора. Магнитный поток Ф₁ одного статора проходит от полюса к полюсу по ферромагнитному слою, преодолевая только два воздушных зазора, и пересекает короткозамкнутые витки, наводя в них токи, причем этот поток взаимодействует лишь с наружными сторонами витков.

Ток, наведенный потоком Ф₁, протекает по стороне витка, лежащей на противоположной внутренней поверхности, которая взаимодействует с потоком Ф₂ второй фазы, сдвинутым во времени и в пространстве относительного первого потока.

Таким образом, короткозамкнутые витки обеспечивают перевод тока, наведенного одной фазой в зоне действия ее потока, на противоположную поверхность ротора в зону взаимодействия с потоком другой фазы, и наоборот.

Выполнение активной части ротора с отдельными короткозамкнутыми витками обеспечивает наиболее целесообразное потокосцепление между током, наведенным одной фазой, с потоком другой фазы. При таком выполнении ротора значительно снижается демпфирующее действие ротора на поток возбуждения, так как между витками проводящий слой отсутствует. Аналогично работает двигатель с двумя роторами 5 и 6 (фиг. 2), которые взаимодействуют с соответствующими им статорами 7, 8 и 9, 10 торцовой конструкции.

Выполнение двигателя с двумя или несколькими дисками, а также несколькими роторами в виде коаксиально расположенных цилиндров (фиг. 3) позволяет улучшить использование габаритов машины.

Для улучшения условий охлаждения путем вынесения обмоток фаз из области интенсивного нагрева в зону активных поверхностей роторов целесообразно (фиг. 4) статоры фаз двигателя выполнять в виде разветвленных магнитопроводов 11 и 12, образующих несколько систем полюсов 13-14, 15-16, 17-18, концентрически расположенных относительно соответствующих им роторов 19, 20 и 21. Обмотки фаз выполнены в виде сосредоточенных катушек 22 и 23, охватывающих общие спинки указанных полюсных систем на торцовой части.

1. Асинхронный электродвигатель, содержащий по крайней мере один ферромагнитный ротор, снабженный отдельными короткозамкнутыми витками, и статоры, несущие обмотки различных фаз, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик и повышения энергетических показателей, указанный ротор выполнен тонкостенным с активными поверхностями на противоположных сторонах, каждая из которых взаимодействует с соответствующим статором, а короткозамкнутые витки ротора расположены по образующим его поверхностей в радиальных плоскостях.

2. Электродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что указанный ротор выполнен в виде полого цилиндра.

3. Электродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что указанный ротор выполнен в виде диска.

4. Электродвигатель по пп. 1, 2, 3, отличающийся тем, что он выполнен с несколькими роторами на общем валу и с соответствующим количеством статоров.

5. Электродвигатель по пп. 1, 2 и 4, отличающийся тем, что статоры выполнены в виде разветвленных магнитопроводов с несколькими концентрично расположенными полюсными системами, связанными общими спинками на торцовой стороне, а обмотки фаз, выполненные в виде сосредоточенных катушек, размещены на упомянутых спинках.

6. Электродвигатель по пп. 1-5, отличающийся тем, что короткозамкнутые витки ротора размещены в пазах, образованных на его поверхностях.