Ротор асинхронного двигателя Советский патент 1946 года по МПК H02K17/16 

Предметом данного ивобретения является рогор асинхрОнного двигателя, отличающийся от известных особьш выполнением -ето коротког.:Аиутси обмотки типа беличьей к.аетки. Такое выиолнение ротора предназначается, главным образом, для массивнЫХ роторны-х зон электропряводов типа «дугового статора по авторскому свидетельству N° 42629 того же изобретателя, но может быть также применено для }5ормальных 1к01ратковам1кнутых роторов асинхронпьгх двигателей.

Уже известны асихронные двигатели 1C ipOTOpOMi, имеющим Обмотку, проводник которой о каждом пазу составляется из чередующихся между собою по 0(К|руж1ности1 медных и железных полос, причем ширима медных полос мала по сравнеяию с ш:И|риной железных, и эти полосы имеют торцевые пазЫ| для закладывания в них коротковамьжающих койец.

Обмотка иредлагаемого ротора выполняется аналогичным об|разом, но В отличие от известных роторов, с (Целью уменьшения магнитного рассеяния обмотки и улучшения коэфициента мощности дви.гателя вьшолненяя обмотки

с iBecbMia малым пазовым роторным делением, в ipOTOpHbux пазах предлагаемого ротора, выполненных достаточно широкими, расположено ае менее пяти полос в порядке «медь - сталь - медь (но не «сталь - медь - сталь) так, чтобы отсутствовал зазор между стальными полосами и телом ротора и стальные 1полосы выполняли роль цромежуточных зубцов.

В случае вьшолнения такого ротора с обмюткой, имеющей на торцах пазы для закладывания в лих короткозамыкающих колец, тело ротора на торцах снабжается пазами, расположеиными соответственно пазам проводников (Обмотки, для закладывания коротко-замыкающих колец таким образом, чтобы они оказачяись утопленными в ферромагнитном М1атериале ротора.

Изложенное поясняется чертежом, на фиг. 1 и 2 которого показана часть обода (ротора в двух проекциях (вид с торца и продольный разрез), на фиг. 3-стержень обмотки ротора. На чертеже обознач1ено: А - медные стержни (полосьи), В - стальные стержни (пол.осы) из Марок стали от СТ-О до СТ-5,

С - короткозамыкающие кольца,

Д - обод раторной эощы.

В каждом пазу, выполняемом достаточйО Широким, укладывается пакет из медньих и стальных сгержме и так, что сии чередуются между собой по окружности (фиг. 1). Медные стержни достаточно узки.

Как у медных, так и у стальных ч;тёржней выполняются торцевые назьг Е, ноказаеньге на фиг. 3. ШирИНа -а Их «а /несколько миллиметров больше ширины в короткозамьжающих колец. Аналогичные, но предпочтительно более узкие ггор цевью пазы выполняются в ободе ротора или |вьшолняюш,его его функции органа рабочей машины (фиг. 1). Ширина с торцевых пазов ротора выполняется с расчетом на тугую или окользяшую посадку в них короткозамыкающего кольца, обеспечи:ваюш,ую электричеокий контакт) между телом обода Д и короткоза1М1Ыкаюш,им кольцам. Таким об.разом размер с близок к размеру в.

Кольца С укладываются в пазах етержней и обода и сопрягаются с ними так, как это показано на фиг. 2.

Электрический контакт между короткозамыкаюшим кольцом С, с «Д1НОЙ Стороны, и медными и сталь«ыми стержнямя, с другой стороны, достигается сваркой эт1их элементов, причем воздушные промежутки между стержнями и кольцами запдавляются сварочной присадкюй F, пожаза1нной на фиГ. 2 оплошной ретушью.

Обязательным является плотное .прилегание сталыных стержней к дну пазов ротора, как это показано ;на фиг. 1.

Выполненной таким образОМ обмоткой тила беличьей клетки достигаются следуюш,ие ее особеинр«ти в эксплоатации и исполнении.

1. Резко снижается дйояжооцеиленное и пазовое рассеяние обмотки благодаря большому числу ротарных стержней на полюс-фазу, что улучшает коэфициент мощности электропривода.

Зто улучшение вьсступает тем более резко, ч&м тихоходнее электропривод, что вытекает из выражения для статорного тока:

/, /7 К7ум7рЯ+2/н.{/2-Ь ff Г .

Увеличение cos (р электропривода и снижение его тока li мы имеем нри указанной обмотке за счет резкого снижения значения величины sin т. е. синуса угла сдвига между током и э. д. с. скольжения роторного стержня, а величина эта у тихоходных машин значительно больше, чам у быстроходных машин -при прочих равных условиях.

2.Получающееся при новой беличьей клетке весьма малое пазовое роторное деление при узких медных стержнях резко снижает коэфициент Картера. Это способствует снижению намагничивающего тока и дальнейщему улучшению coscp.;

3.Резко выраженный в стальных стержнях окииэффект при пуске электроп1ривода, вытекающий из формулы для коэфи1циента Fielda

/ Zeu Леи р f (J ,

приводит роторную обмотку к йовыщенному сопротивлению при пуске, обусловленному только мед- ной клеткой, в то время как при скольжениях, т. е. при рабочих режимах, стальные стержни резко снижают свое активное сопротивление и, включаясь параллельно в цепь медном клетки, ре)зко 1снижают общее роторное активное сопротивление.

Таким образом отношение пускового активного сопротивленИЯ к рабочему активному сопротивлению у предлагаемой короткозамкнутой обмопки реэко повышается со всеми вытекающими отсюда существенными преимуществами.

4.Это отношение еще далее увеличивается углубление1М коро гкозамыкагющих колец в лазы фер.ромагнитного тела ма10си1вного роторного обода, так как при пуоке достигается скиаэффект не только в стержнях, НО и в кольцах.

5.МеханНчеюкая прочность поедлагаемйй беличьей клетки; весьма

высока, поскольку стержни удерживаются не только на CBaipace к кольцам, а самими кольцами и массивным ободом, в который эти кольца в свою очередь вставлены.

6. Выполнение описываемой беличьей кленки значительно облегчается, во-первых, резким снижением количества прорезаемых роторных пазов и, во-вторых, ущирением этих назов, прорезка которых значительно проще и может быть вьшолнена быстрее, прорезка узких пазов.

При чугунных роторных облд-ах предлагаемая беличья клетка дает добавочное весьма существенное преимущество, заключающееся в снижении .ампервифков, необходимых для намагничивания роторной зубцовой зоны. Это снижение весьма велико, поскольку .чугунные роторные зубцы как бы заменяются зубцами из стали, магнитная проницаемость которой, ори обьгч1ных для роторных зубцов индукциях порядка 8000... 140000, в десятки раз выще магнитной П|ронИ(цае)МОсти чугуна.

Резкое - в десятки раз - снижение роторных зубцовых амперВИТ1КОВ намагничивания дает существенное снижение намагничивающего тока и соответствующее повышению cosf элвктpoпjpиiвoдa.

Таким образом применение новой беличьей клетки дает воэможность использования чугунных ободов в качестве роторных зон без существенного ущерба для показателей электропривода.

Предмет изоб ретения

1.Ротор асинхронного двигателя с короткозамк-нутой обмоткой типа беличьей клетки, помещенной в пазах ротора и выполненной одноСЛОЙ1НОЙ из проводни1ков, составленных из чередующихся по окружности медных и стальных полос, из которых медные имеют значительно меньшую толщину, чем стальные, отличающийся тем, что, с целью уменьшения ;магнитного рассеяния обмотки и улучшения коэфициента мощности двигателя нутем выполнения обмотки с весьма мальим пазовым роторным делением, в роторных пазах, выполненных достаточно щирокими, расположено не менее пяти полос в порядке «медь - сталь - медь (но не «сталь - медь - сталь) так, чтобы отсутствовал зазор между стальныл и полосами и телом ротора и стальные полосы выполняли роль промежуточных зубцов.

2.Фор1ма выполнения ротора по п. 1 с обмоткой, имеющей на торцах пазы для закладывания в них короткозамьжающих колец, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что тело ротора на торцах имеет оазы, расположенные соответственно пазам проводников обмотки для закладывания короткозамыкающих колец таким образом, чтобы они оказались утопленными в ферром-агнитном материале ротора

.В

Фиг. 3