Разомкнутая неизолированная беличья клетка ротора асинхронного двигателя Советский патент 1949 года по МПК H02K17/16 

Известна возможность увеличения пусковых Mo vieirroB 11 пускпБыл кжов путем нанесения разрезов на торн()ые кольца белнчьей клеткИ короткозамки того ютора. Чнс,ло разрезов каждого кольца выбирается равным числу пар нолюсов двигателя и разрезы на противоположных кольн.а.х к.четкн ротора сдвигаются ii;i одно полюсное деление.

Описываемая беличь$ клетка даст возможность дальнейшего увеличения коэффиннента уффективиости пуска, заключакнцуюся в том, что число разрезов делается кратным числу нолюсов -или утроенному числу пар нолюсов двигателя. При этом ранрез.ы иыио: ият1зся- только на одном из торцовы.х колец.

На фиг. 1-3 представлены развернутые схемы бе.личьих клеток иотрем вариаита.м, выиoлнe иым согласно данио.му н)едложенпю.

Исследование характера распределения токов в лгногофазнон несимметричной цепи, какую представляет собой бел1 чья клетка с разрезанными ко;1Ьца.ми, приводит к ряду п)акт1-;чески важных выводов.

Одним из них является оценка нес1 ммстрнн вторичных цепей нри обычном методе вь.бора числа и распо/юження )азрезов на торцовых кольцах.

Действительно, и)едставляя враидаюн ннся магнитный поток машины в виде пульсируюп-1их потоков, сдвинутых 150 времени и иространстве на 90°, можно установ1Г1ь, что. но отно;нен 11о к одной из расположенных на роторе осей коо15дннат описанные разрез ; колеи никакого влияния на характер распреде.тення токов в к;1етке не окажут. Прннциииальио иные связи должны иметь .место при учете реакции вторнчных цепей на ноток, пульсируюнии- по перпендикулярной осн, где основные контуры оказываются разомкнутыми в результате нанесения разрезов. Разрезанная по указанному методу клетка реагпр ет такп.м образом иа вращаю1ДИЙСЯ магнитный поток появлением прямой и шнзереной С1;стем .м. д. с. Последнее в значительной .мере ухудшает рабочее свойство двнгател.я, снабженного разрезанной беличьей клеткой.

№ 81228

Избежать появления инверсной м. д, с. с одновременным улучшением добротности пуска можно, нанесением увеличенного количества разрезов, располож.е-н-пых симметрично но отпон1епню к двум взаимно перпендикулярным (в электрических градусах) осям ротора..

Тогда число резрезов каждого кольца оказывается равным чнслу подносов MaHiHHbi, а взаимный сдвиг разрезов противоположных колец-- соответствующим ноловипе полюсного деления.

Послед| ее может 6fjiTb, естественно, реа-тнзовано при четном числе стержней беличьей клетки, ирнходящемся на один полюс. При друго.м числе стержней разбивка, 11рнближаюи1аяся к формулироваииому условию, дает, конечно, не полное уничтожениеинверсной м. д. с., а относнтельно резкое ее сиижен 1е.

При числе стержней на пару по.чюсов, кратном трем, ликвидация инверсной составляющей в первой гармонике вторичных м.д.с. возможна также нрн размыкании обоих торцовых колец в числе мест /( равном; где /7--ЧИС.ЛО полюсов машппы.

Последпее приводит к налнчию результирующей трехфазной системы, вместо описанной ранее двухфазной, образующейся при симметричцом расположении разомкнутых мест на ко.льцах но отцошен.ию к двум взаимиоиерпендикулярным (электрическим) осям на роторе.

При четиом чиеле пар полюсов количество размыканий иа обоих торцовых кольцах может одина1ковым и соответствующим:

;. ,. К 3/J /(, /.- .

Шаг но числу стержней клетки между всеми равномерно расиоложеннымн местами размыкаиий одного кольца равен:

.. 2N

У1- -

Шаг 2 между разомкнутыми участками иа каждом из торцовых колец, расно.южеиных с противоположных сторон беличьей клетки, должен быть, естеетвенпо, равен половине УК

V

зр

Схема но фиг. 1 иллюстрирует этот метод распределения разомкнутых мест ца торцовых ко.чьцах для четь рехпо;иосного двигателя е клеткой из 42 стержней.

При печетно.м чис.че нар полюеов общее количество размыканий не может быть снмметрично распределено на обоих торцовых кольцах, так -как оно, будучи равным /(Зр, также нечетно. В этом случае ликвидация 1-:нветсной составляющей в нервой гармонической вторично - м. д. с. может быть достигнута при расно.тожеиии ;1вух третей от общего разомкнутых мест на одном нз торцовых колец, а одной трети на другом кольце:

К k- 2

/(.--3-,/(..

При этом Hiar ио стержням между разомкнутыми местами на кольце с числом размыканий /(i равен , а на другом попеременно 2 и 2(2. Схема но фиг. 2 дает пример такого расиределеиия разомкнутых мест на юрцоиых кольцах для щестииолюсцого двигателя с клеткой и:{ 36 стержней.

Кроме указанного обстоятельства, изучеиие контуров многофазной системы, образуемой беличьей клеткой е ра: резанными кольцами,показыК 3/7,

вает на отсутствие принципиальной необходимости наносить разрезы на обонх торцоЁых Ko.4j5ii.ax ротора: суммарное чнс;го разрезов на одном из колеи эквнвалеитно их распределению с двух CTOJIOH клетки. Пример подобного распределения разрезов для н;естнпо;11()сной Л апп1ны с )отором ;з 36 стержне иллюстрирует схема по флг. 3.

В ряде KoiiCTjiyKjnBHbix оформлепш серийных асннхроииых двигате.лей такое расиределеиие разрезов .может еунгествеино облегчить технологию пореза колен с но.мошью TOiiKoii фрезы нли ножевого полотна.

Многократные оныты над асннхроиныАп; дннгателя.ми, обладаюшнлги клетками, залитыми алюминием, н.оказали. что разрезы торцовых колец не к раз.мьпчанию еоогвететв;у10Н1нх контуров вто)иниой пени. Меета раз|)езгл5 нпнтнруюк- cra.ibio зубнов н ярма рото)5й. Такнм образом, к месте |)азрезов оказьп аются Бк.поченнымп иекото)1ые сопротивления, меняюише свой характер з- заинсимости от скорости вращения двигателя.

Рйси)едес1еиие токов в стержнях оказ151вается но их магнитному эффекту в значительной мере экрлл алент.ным таково. нри «системе противовключеиия для асинхронных двнгателеГг с контактными кольнами. В этой системе, как известно, нредусмат()1палось секнионирование фазоHoii обмоткн ротора ( ее переключение специальным иентробежным устройствол:.

Разрезы торпоиых колеи короткозамкпуто -о ротора в той же мере, KriK и указаниая систе.ма, сиособны реьчать задачу лучшеиия пусковых свойств двигателя.

Отнои1ение развинаелюго при пуеке .момента к току оказалось воз.можным на основании опрлтов над зядом мапшн }величнть более 4ejM вдвое. Уве;1 чеп11Ы1 1 пусковой лгомент п|)актнческн сохраняет свою величину нрн увелнченпн екоростн в нродессе разгона в относптельно шпроком диапазоне числа оборотов.

Опыты, од::;ко. ноказали, что олисапное у,1уч1ненне гпсковых свойств ведет к естественио.м} -худп епию рабоч);х характерпстнк двигателя, поскольку HjyHTHpOBaHiie разрезов клетки ие ирнвод гг в конне разгона к их полному короткому залгыканню иликвидации своеобразной системы «нротивовк.тючеьий э. д. с. стержней.

Описанные рез льтаты пoзвoляJoт считать целесообразны.м применение )азрезных к.четок для асиихрониых двигателей в приводе механизмов, требую1них новгдшеппых пусковых мо.меитов и обладаюнднх краткояременным рабочи.м иернодом. Нанесение разрезов на торцовые кольца j)OTOpori ороткозамкиутых acnHxpojiiib;x двигателе/ может иметь особое зпаче 1пе npii отсхтствии в ном,еиклатуре машин, выпускаемых элект))опро.мьги леииостью двгиателе с той величнгюй моiviejiTa, какая т нюуется в отде..ьиых тииах пр-иводов. Одновременное с уве;п че не.м крзтяни моментов снижение нуековых токов делает рацио-)альныл применение описанного мероприятия нри иитанин двигателей от маломондной сети или от мало.мощной нерединл-:ной генераторной установкн.

В ряде случаев это л1еропр -1ятие позволяет устапавл 1вать двигатели мепьпшх габаритов, что сгшжает капитальные затраты, веса и общие размеры устройств. Потери энергии в дви1ателях .меньщнх размеров с к. и. д. н коэффициеито.м мощности, ухудн е1П1Ымн для рабочих режимов, оказываются либо 1а1;ными, либо незначительно отличающимися от TaKOTsbix нри стаиовке двигателей, выбращгых то;гько но пусковому мо.менту и в си.му этого педог)ужепных в происссе рабочего цикла механизмов.

Онисаггиая об.тасть иред}сматрнвает возможиость получення вееьма простой модпфпкации нормальных асннхронных двигателей. Кроме

-3-№ 81228

№ 81228-4-

TorOi специальное проектирование короткозамкнутых асинхронных двигателей с разомкнутыми торцовыми кольцами на роторе может сохранить показатели машины в рабочих , улучшая нусковые свойства в той же мере, как ьто имеет место в И1ироко расиространенных конструкциях двойных беличьих клеток.

В последнем случае некоторый перерасход алюминия может окунаться существенным уирои1ением и удешевлением изготовления комнаундных штамнов, необходимых ири сложной конфигурации назов двойной беличьей клетки, и значительиым снижением брака ири cyuj,ecTвуюнлих методах заливки роторов с такими клетками.

Предмет изобретения

1.Разомкнутая неизолированная беличья клетка ротора асинхронного двигателя с торцовыми кольцами, нмеющими разрезы, отличающаяся тем, что, с целью увеличения коэффициента эффективности нуска, число разрезов сделано кратным числу нолюсов или утроенному числу нар иолюсов двигателя.

2.Беличья клетка по п. 1, о т л и ч а ю HI, а я с я тем, что разрезы сделаны только на одном из торцовых колец.