Ротор электродвигателя переменного тока Советский патент 1981 года по МПК H02K1/22 

С54) РОТОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к электриче ким машинам переменного тока, а имен но синхронным н асинхронным, расчита ным на возможность работы в синхронном режиме. Известны конструкции электроаппаратов, в которых повьшенне КПД дости гается путем увеличения реактивного момента за счет создания различной магнитной проводимости магнитопровода l. Наиболее близок к предлагаемому синхронный реактивный двигатель, в котором увеличение КПД и улучшение рабочих характеристик достигается пу тем увеличения реактивного момента за счет уменьшения магнитной пррводимости по поперечной оси ротора пут создания внутренних пазов, запитых немагнитным материалом 2. Однако дальнейшее увеличение КГЩ за счет увеличения высоты пазов в ро торе невозможно, так как при значительном увеличении высоты пазов увеличиваются магнитная несимметрия ротора и тормозной момент, что отрицательно сказывается на пусковых характеристиках. Кроме того, уменьшается вес ротора, а значит уменьшается механическая постоянная машина, что влечет за собой увеличение области самораска швания, ухудшаются условия втягивания в синхро1шэм. Цель изобретения - повышение КПД и улучшение рабочих характеристик электрических мавин при сохранении пусковых характеристик. Указанная цель достигается тем, что в роторе машины переменного тока, имеющем коротко-замкнутую обмотку, выполне10 1 вставки из ферромагнитного материала с температурой Кюри ниже допускаемой температуры нагрева электрических машин:. В роторе синхронных реактивных двигателей вставки из ферромагнитного материала расположены дополнительно к пазам, залитым немагнитным материалом.

Наличие пазов, заполненных ферро: магнитным материгшом, не ухудшает пусковых характеристик, так как (ферромагнитный материал имеет удельный вес и магнитные свойства такие же, как и материал ротора. И только после того, как ротор прогреется в процессе работы до температуры Кюри, ферромагнитные вставки теряют свои магнитные свойства, уменьшается проводимость ю по поперечной оси ротора, за счет чего машина развивает дополнительный реактивный момент.

На фиг. 1 схематически изобраЗсено устройство ротора в асинхронных маши- is нах; на фиг. 2 - устройство ротора в синхронных реактивных машинах.

Ротор состоит из магнитопровода 1, набранного из штампованных листов 20 электротехнической стали, пусковой обмотки 2, ферромагнитных вставок 3 и пазов, залитых немагнитным материалом,

Ферромагнитные вставки выполняются 25 из материалов, например, термомагнитного сплава с температурой Кюри, выше температуры окружающей среды, но ниже допускаемой температуры перегрева электрической машины (например, 30 в 40-50-с). Выбор конкретного значения температуры Кюри зависит от услоВИЙ эксплуатации данной серии машин. Статор асинхронной машины или синхронного реактивного двигателя - стан- 35 дартного исполнения.

При включении, например, синхронного реактивного двигателя в сеть при помощи короткозамкнутой пусковой обмобки 2 создается пусковой момент, которьй обеспечивает разгон двигателя до скорости, близкой к синхронной. В синхронизм двигатель втягивается под действием электромагнитного момента вращения , возникающего за счет магнитной несимметрии ротора, созданной пазами 4.

При работе под нагрузкой под действием тепла, вьщеляемого за счет потерь энергии в магнитной цепи машины, 50 ротор нагревается. По мере нагревания изменяется магнитная проницаемость вставок 3, а при температуре, равной температуре Кюри, ферромагнитные вставки 3 теряют свои магнитные сйой- 55 ства, т.е. в процессе работы машины уменьшается магнитная проводимость по поперечной оси и двигатель развивает дополнительнйй реактивней момент .

Увеличение момента вращения за cHe изменения магнитной проводимости машины по поперечной оси ротора обуславливает приращение выходной полезной мощности на валу двигателя „ , чт

дает повышение КПД машины .„ АРг

п.

гдеА1, -приращение КПД;

Р -вся затраченная мощность;

Р„ -приращение выходной полезной

мся ности;

и улучшает рабочие характеристики двигателя.

Описанное устройство ротора и принципиальная возможность КЦЦ, которая обеспещ1вается предлагаемой конструкцией, показывает, что это устройство применимо во всех машинах переменного тока, причем его использование обеспечивает повышение не только КЦЦ но и перегрузочной способности маши№ 1, улучшаются весовые показатели, снижается температура перегрева, улучшаются рабочие характеристики и увеличивается срок службы маиины.

Использование предлагаемого электродвигателя имеет особенно важное значение для технологических процессов, где необходимы двигатели с продолжительным режимом работы при номинальной нагрузке, а так же при работе с перегрузками, при тяжелых условиях работы в среде с повьш1енной температзфой.

Формула изобретения

Ротор электродвигателя переменного тока, содержащий сердечник с пазами, в одних из которых расположена обмотка, а в других - вставки, обеспечивающие уменьшение магнитной проводимости по поперечной оси ротора, отличающийся тем, что, с цепью повышения КПД и улучшения эксплуатационных характеристик, он имеет дополнительные пазы со вставками, выполненными из ферромагнитного материала с температурой Кюри, лежащей в пределах от температуры окружающей среда до температуры допускаемого нагрева электродвигателя , Источники информации. принятые во внимание при экспертизе 5 1.Буль Б.К. Осиоэы теории и рас чета магнитных цепей. Энергия, 1964, с. 51. 2.Кононенко Е.В. Синхронные реакгнвные мавмны. Энергия, 1970, с.8.