Асинхронный электродвигатель Советский патент 1981 года по МПК H02K17/32 H02K7/14 

(54) АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ Изобретение относится к электрическим машинам и может быть использовано для 1фиводв различных механизмов, требующих постоянства частоты вращения при изменении нагрузки в широких пределах. Известны асинхронные электродвигатели, содержащие статор с обмотками, запрессованный в ксфпус, и короткоаамкнутый ротор, расположенный на полой втулке, с которой соединен выходной конец вала. Внутри втулки расположен винт, соединенный с одной стороны рукояткой управления, а с другой - с подшипником, внешняя обойма которого связана с ротором. При вращении рукоятки подшипник перемещается по винту, ротор смещается в осевом направлении и тем самым регулируется его частота вращения l Йедостатком таких асинхронных элект1зо двигателей является невозможность стаби лизации частоты вращезшя и большой ток намагничиваш1я7особенно в крайнем смещенном положении ротора. Наиболее близок к предлагаемому Асинхронный электродвигатель, состоящий из , статора с -обмотками и ротора, насаженного на втулку, установленную на валу с возможностью осевого перемещ ия. Между втулкой и штифтом, жестко зак репленным на валу, установлена пружина, прижимающая указанную втулку к неподвижной ограничительной шпон- кеГ2. Недостатком известного устройства является невозможность стабилизации частоты вращения, поэтому он не может гфим няться там, где требуется посто$шство частоты вращеашя, например в лентопротяжных механизмах. Кроме того, вслед ствие аксиального смещения ротора относительно статора, он имеет поеышенный пусковой ток за счет большого тока намагничивания. Цель изобретения - стабилизация частоты вращения и повышение энергетических показателей асинхронного электродвигателя. Поставленная цель достигается тем, что асинхронный электродвигатель снабжен центробежным регулятором, рычаги которого шарнирно соединены с валом и втулкой, выполненной с возможностью осевого перемещения вдоль вала, и дополнительным магнитопроводом, установленным на этой втулке с возможностью свободного вращения и к которому при1феш1ены вентиляционные лопатки. На чертеже схематически изображен предлагаемый электродвигатель, общий вид, разрез. Статор 1 с обмотками 2 запрессован в корпусе 3. KqpOTKoaaMKHyTbiE ротор 4 жестко закреплен на втулке S, которая расположена на валу 6 с возможностью аксиального перемещения. На втулке 5 чероа подшшшики 7 и 8 установлен дополнительный сплошной нешихтованный магнитощ овод 9, на котором закреплены вентиляционные лолатки 10. В валу 6, установленном на подшипниках 11 и 12, жестко установлен штифт 13. Рычаг 14 ценгробеисного регулятора 15 шарнирно соединен со втулкой 5, а рычаг 16 ша шфно соединен со штифтом 13. Между штифтом 13 и втулкой 5 установлена пружина 17, которая прижимает втулку к упору, выполненному в виде кольцевой ограничительной шпонки 18. ,В корпусе 3 и подшипниковом шите 19 выполнены вентиляционные окна 20 и 21. . Электродвигатель работает следующим образом. При подаче напряжения на обмотки 2 статора 1 ротор 4 с валом 6 н центробежным регулятором 15 приходит во вращение. При этом под действием центр бежной силы грузы цейтробежйого регул тара 15 стремятся удалиться от оси вра щения и тем самым через систему рычогов 14 и 16 перемещают втулку 5 вместе с ротором 4 и дсяюлнительным магнйтопрюводом 9 в аксиальном направлении едоль вала из расточки статора 1 преополевая сопротивление пружины 17. При определенной частоте вращения, на которую настроен центробежный регулят 15 и пружина 17, наступает равновесие сил и электродвигатель переходит в по;минальный режим работы,характеризующийся наличием осевого смещения между пакетом ротора 4 и статора 1. При это дополнительный магнитопровод 9 входит в расточку статора 1 и под действием электромагнитных сил также приходит во вращение, и вентиляционные лопатки 1О закрепле1шые на нем, интенсивно охлаждают электродвигатель. При уменьшении нагрузки на валу 6 его частота вращения увеличивается и под действием центробежных сил центробежный регулятор 15 Смещает втулку 5 с ротором 4 из расточки статора еще на определенную величину. При этом, поскольку величина магнитного потока, пронизывающего ротор 4, уменьшается, то частота вращения вала 6 также уменьшается. При увеличении нагрузки на валу 6 частота этого вращения уменьшается, соответственно уменьшается осевое усилие, развиваемое центробежным регулятором 15, и под действием усилий пружины ротор 4 втягивается в расточку статора i. При этом, за счет увеличения магнитного потока, проходящего через ротор 4, частота вращения ротора 4, а, соответственно, и вала 6, увеличивается. Изменением предварительной затяжки пружины 17 можно регулировать номинальную стабилизированную частоту вращения. Во всех режимах работы электродвигателя вентиляцио1шые лопатки 10 интенсивно охлаждают все греющиеся части, причем в аварийном стопорном режиме работы ротора 4 дополнительный магнитопровод 9 вращается под действием поля рассеяния лобовых частей обмотки 2, обеспечивая тем самым охлаждение электродвигателя. Достоиством предлагаемого электродвигателя является то, что в нем достигается стабилизация частоты вращения ротора в широком диапазоне изменения нагрузки как , так и вниз от номинальной. Наличие дополнительного магнитопровода обеспечивает практически неизменное магнитное сопротивление магнитному потоку при осевом смещении ротора, и, таким образом, намагничивающий ток остается неизменньш. Приэтом, поскольку на ротор не действует осевая электромаг нитная сила, то для смещения ротора необходимы незначительные усилия центробежного регулятора, что не требует больших размеров и массы последнего. Так как дополнительный магнитопровод установлен на подшипниках и имеет возможность свободно вращаться, то частота его пере;J aгничивaний невелика и потери в нем, малы. Кроме того, при вращении дополнительный магнитопровод обеспечивает интенсивное охлаждение электродвигателя Во всех режимах работы, включая стопорШзГй, за счет укрепленных на нем вентиляционных лопаток. В результате сфера

применения предложенного электродвигателя расширяется.

Формула изобретения

Асинхронный электродвигатель, содержащий статор с обмотками, ротор, уста- новленный на охватывающей вал втулке с вовможностью осевого перемещения вдоль вала и щэужину, установленную между одним из концов втулки и жестко закрепленным на валу щтифтом и прижимающую втулку к колыиевой ограничительной щпо:1ке, расположенной со стороны другого конца втулки, отличающийся тем, что, с целью стабилизации частоты вращения и повышения

энергетических показателей, он снабжен установл ушым в зоне пружины центробеж ным регулятором, один из рычагов которого шарннрно соединен с волом, а другой - со втулкой, и дополнительным магнитопроводом с вентиляционными лопатками, установленным рядом с ротором со стороны 1Ч)отивополомшой пружине на втулке, с возможностью свободного вращения. ,/

Источники информации, принятые во внимание 1фи экспертизе

1.Патент США № 346О016, кл. 318-243, 1969.

2.Патент ФРГ № И993Уи, кл. Н О2 К 17/О4, 1972.