Асинхронный электродвигатель Советский патент 1981 года по МПК H02K17/02 H02K1/06 

(54) АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

.

Изобретение относится к электромавданостроению, а более конкретно к устройству трехфазных ансинхронных электродвигателей с короткозамкнутым или фазным ротором, имеющих повьипенное значение пускового момента.

Известны, трехфазные асинхронные электродвигатели, содержащие ротор и статор fc пазами, выполненными со скосом (1.

Недостатком известного являетсяэ невысокое значение пускового момента.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является асинхрон-ный двигатель с магнитопрово.аами .ротора и статора с пазами, выполненными с относительным частичным скосом

Недостатком известного являются пониженные значения энергетических показателей.

Цель изобретения - повышение энергетических показателей асинхронных электродвигателей.

Эта цель достигается тем, что относительный скос пазов магнитопроводов ротора и статора выполнены величиной Ьс(0г002-0,014) , на участке 0,1-0,25 длины магнитопроводов, где D - диаметр расточки статора, р - число пар полюсов.

На фиг.1 приведен вариант частичного скоса пазов в соответствии с изобретением; на фиг.2 - зависимость отношения квадрата индукции результирующего потока в зазоре машины с пазами со скосом к квадрату индукции в машине с прямыми пазами от скоса пазов, в режиме пуска; на фиг.З - зависимость отношения ква.цратов индукции в машине со скошенными и нескошенными пазами от длины скоса; на фиг.4 - зависимость величины скоса пазов от

длины магнитопровода, на котором пазы выполнены со скосом.

Решается комплексная задача - требуется не только повысить значение пускового момента, но и при зтом уровень и КПД не должен излюнйться. Выход за границы верхних пределов диапазонов изменения Ъ (особенно

при малых значениях (.) и I (особенно при малых значениях Ьс) ведет в зоне номинального скольжения к быстрому уменьшению результирующего потока в зазоре по сравнению с машиной

основного исполнения и, как следствие, ;к.значительному Уменьшению КПД маши ны.. . Обоснуем предел для величины скоса пазов Ьс; 0,0021tD|P. Будем искать ту зону г инимальных значений , для которой еще теоретически возможно повысить пусковой момент без ухудшения энергетических характеристик в зоне номинального скольжения. В известной конструкции двигателя исполь зуется то обстоятельство, что в асин )фонном двигателе с обычным скосом пазов результирующий поток в момент пуска значительно больше, чем у двигателя без скоса пазов. Это позволя..ет использовать часть этого избыт.ка потока в двигателе предлагаемой конструкции для повышения пускового момента. Следовательно, определяя минимальное рациональное значение Ь необходимо найти те значения Ь., для которых увеличением потока в зазоре двигателя со скосом пазов можно уже пренебречь. При этом следует учесть, что момент асинхронного двигателя пр порционален квадрату индукции резуль тирующего потока в зазоре. На фиг. 2. представлена зависимость квадрата ин дукции результирующего потока в зазо ре машины со скосом пазов (по отноше нию к квадрату индукции машины без скоса пазов) в функции от tof. для зон скольжения (т.е. для режима пуска) для различных машин, обладающих в режиме пуска наименьшим углом сдви га намагничивающих сил статора и ротора в и, следовательно, наиболее чувствительные к изменению пространственного положения векторов МДС Fj, обмотки ротора. Исследован весь диапазон мощностей двухполюсных двигателей серий А2, АО2. Из данных фиг,2 следует/ что для значений Ь.0,0021Ш|Рвлиянием скоса пазов на величину потока в зазоре двигателя в зоне S«l можно пренебречь, В основ ном это связано с той причиной, что к асинхронным двигателям с повышенным значением пускового момента относят только те, у которых пусковой момент в 1,2-1,64 раза больше пускового момента двигателя основного исполнения. Для того, чтобы получить у двигателя пусковой момент больший хотя бы в 1,2 раза, чем у основного, необходимо в зазоре иметь в 1,2-1,4 большую индукцию в режиме пуска чем у основного. При этом переход от обычного скоса пазов к частичному пр ведет -к некоторому-снижению потока в зазоре. По этим причинам величина ,002 выбрана в качестве нижнег предела, при котором усилением поток можно пренебречь. Для того,чтобы мак симально использовать в зоне пуска прирост потока, необходимо частичный скос осуществлять на верхнем пределе значений сучастка магнитопровода гсо скосом. Определим то минимальное значение tc.npH котором величина квадрата индукции результирующе1 о потока в зазоре не сможет уже обеспечивать уровень, необходимый для машины с повышенным пусковым моментом, ,Цля определения минимального значения If- , проведем анализ для максимально большого значения Ь., при котором в зоне номинального скольжения еще не происходит ухудшения энергетических характеристик машины. Для этого задаваясь значениями при неизменном значении t 0, 071tD|P, будем находить эквивсшентное значение Ь. машины с обычным скосом пазов, после чего будем определять с учетом -насыщения стали индукцию результирующего потока в зазоре. Результаты анализа представлены на фиг.З. Сопоставляя данные и выводы, сделанные по фиг.2,можно заключить, что значение ,052t :, следует считатьпредельным, прикотором еще можно теоретически получить эффект усиления пускового момента. Однако здесь необходимо учесть, что для этогр на такой малой длине необходимо осуществить максимальное значение Ьр, что не может не привести в зоне номинальной нагрузки к потере КПД, вследствие существенного уменьшения поперечного сечения стержня обмотки ротора, на скошенном участке и, следовательно, росту его электрического сопротивления из-за осуществления большого скоса на малой длине. Поэтому в данном случае целесообразно для рационального предела t выбрать то его значение, при котором разрабатываемой двигатель наверняка не может быть отнесен к двигателям с повЕЛшенным пусковым моментом. В качестве такого рационального предела (; по данным фиг.З должно быть выбрано значение ,l t. На основе проведенного теоретического и экспериментального анализа получена зависимость, устанавливающая рациональную взаимосвязь значений Ь(. и 1с, необходимых для получения электродвигателя с повышенными значениями энергетических показателей (см,фиг.4), Из данных фиг.4 следует, что для пределов диапазонов изменения Гс УИествует перекрестная зависимость, т.е. максимальным значением Ь. соответствуют минимальные значения и наоборот. Формула изобретения Асинхронный электродвигатель, содержащий магнитопроводы статора и ротора с пазами для обмоток, выполненными с частичным относительным скосом, отличающийся тем, что, с целью повышения энергетических показателей, скос пазов величиной bt (0,p02-0,014)1CD|P, выполнен

на участке 0,1-0,25 длины магнитопроводов, где D - диаметр расточки статора, р - число пар полюсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .

1,Сергеев П.С, и др. Проектирование электрических машин. М., Энергия ,,. 1969, с.422-423.

is± fS

0,001Q,OQfi

(г

Vf

.iwj

V/