Асинхронный электродвигатель Советский патент 1981 года по МПК H02K17/02 

. I, Изобретение относится к электрическим машинам и может быть использовано для привода различных исполни тельных механизмов и других устройств . Известны асинхронные электродвига тели, состоящие из статора с обмотка ми, ротора в виде полого стакана, закрепленного донной частью на вешу, и внутреннего магнитопровода, служащего для уменьшения магнитного сопро тивле ия потоку, проходящему через воздушный зазор ll. Недостаток известных асинхронных электродвигателей - невк Ьокая надежиость, обусловленная незначительной жесткостью ротора, имеющего консольную установку на валу и тонкие стенки, которые легко деформируются. Это вызывает необходимость сравнител но большого суммарного воздушного зазора с целью исключения возможности соприкосновения ротора при его рглиальных деформациях со статором или внутренним магнитопроводом, вследствие чего изж«естные электродвигатели имеют низкие энергетичес-; кие показатели, в частности большой намагничивающий ток и низкий коэффициент мощности. того, отсутствие принудительного охлаждения обуславливает низкие удельные выходные показатели на единицу веса. Наиболее близок к предлагаемому асинхронный электродвигатель, в котором внутренний магнитопровод выполнен точеным из магнитной стали, установлен на дополнительных подшипниках с возможностью независимого вращения и представляет собой ферромагнитный вспомогательный ротор. На торце вспомогательного ротора укреплен вентилятор, обеспёчивёиощий интенсивный отвод тепла при всех режимах работы рабочего полога ротора, включая тормозной режим 2 . Недостаток известного.электродвигателя - низкая надежность/обусловленная жезначнтельной жесткостью рабо- чего ротора, и низкие энергетические показатели, обусловленные большим суммарным воздушным зазором. Цель изобретения - повышение иадежности и энергетических показателей асинхронного электродвигателя с полным рабочим ротором. Поставленная цель достигается тем, что между консольным концом рабочего ротора и вспомогательным ротором установлены элементы стабилизирующие йоэдушныа зазор, выполненные в виде упоров из изоляционного материала, которые закреплены в кольцевых проточках на поверхнооти вспомогательного .ротора, или в виде подшипников. На фиг. 1 изображен предпагаелмй электродвигатель со стабилизирующими упорами, общий вид; на фиг. 2 вариант с упором в виде подшипника Статор 1 с обмотками 2 запрессован в корпус 3. Рабочий ротор 4 име форму стакана и выполнен заодно со ступицей 5, жестко закрепленной на валу 6. Вал 6 установлен на подшипниках 7 и В. Вспомогательный феррюм гнитный ротор Э через подаиипники 10 и 11 установлен на ступице 12 подшипникового щита 13. На внешней поверхности вспомогательного ротора 9 выполнены кольцевые проточки, в которых расположены кольцевые упоры 14, выполненные из изоляционного материала с низким коэффициентом трения, например, из тефлона. Для охлаждения машины на вспомогательном роторе 9 установлен центробежный вентилятор 15, а в рабочем рото ре 4 и подшипниковых 1датах 13 и 16 выполнены вентиляционные окна 17, 1В и 19. Для повышения технологичности . конструкции вместо кольцевых упоров 14 установлен подиипник 20. Электродвигатель предлагаемой конструкции работает следующим обра зом. При подаче напряжения на обмотки 2 статора 1 рабочий ротор 4 и вспом гательный ротор 9 начинают вращатьс Поскольку рабочая часть ротора 4 имеет вид тонкостенного консольного цилиндра, то электромагнитные силы действующие на ротор 4, вызывают е радиальные деформации, особенно в пиковых режимах работы, например, при реверсе. Радиальные деформации при вращении вызываются и за счет центробежных сил, обусловленных технологическим эксцентриситете, разностенностью и неравномерностью нагревания рабочей части ротора 4 Особенно резко радиальные дeфopl 1aци возрастают при работе с частотой вращения, равной или кратной часто собственных колебаний ротора 4, т. в режиме резонанса. Тем , раб чая цилиндрическая часть ротора 4 ynpyij o деформируется, приобретая эллипсоидное поперечное сечение. При этом ротор 4 наминает проскаль, зывать по фракционным упорам 14, препятствующим его дальнейшим дефо мациям и не позволяющим соприкосну ся ему со статором 1. С зтой же це между консольным концом рабочего ротора 4 и вспомогательным ротором может быть установлен дополнительный подшипник 20, корректируюпий несимметрию консольной рабочей час ротора 4 относительно собственной оси, чтоо особенно важно в случае вып олнения рабочего ротора 4 из фер ромагнитного материала так как уже при небольшом эксцентриситете может произойти прилипание ротора 4. Поскольку коэффициент трения материала Фрикционных упоров 14 имеет низкое значение, то механический контакт между роторами 4 и 9 не приводит к пластическим деформациям и механическому повреждению рабочего полого ротора 4 и практически не увеличивает его момент инерции. Центробежный вентилятор 15 при вращении ро- тора 9 обеспечивает интенсивное охлаждение электродвигателя во всех режимах работы рабочего ротора 4, включая стопорный. Надежность предлагаемого устройства повышается за счет увеличения жесткости рабочего полого ротора и уменьшения его вибрации, что достигается установкой дополнительного подшипника между консольным концом рабочего ротора и вспомогательным ротором или фрикционных упоров на внешней поверхности последнего. Благодаря тому, что дополнительный пода1ипник выполнен . из нержавешцей стали, он является немагнитным, при этом отсутствует магнитное притяжение его обойм. Поскольку относительные частоты вращения обойм этого подшипника в большинстве рабочих режимов электродвигателя .невелик, то потери а нем также незначительны. 1 Т.аким образом, установка дополнительного подшипника практически не увеличивает момента инерции рабочего ротора. С этой же целью фрикционные упоры выполнены из материала с низким значением коэффициента трения. Поскольку эти установлены в кольцевых проточках, выполненных в вспомогательном роторе, то нгшичие этих проточек улучшает энергетические характеристики вспомогательного ротора за счет уменьшения потерь в нем от токов, обусловленных зубцовыми гармониками поля. Установка указанных элементов позволяет стабилизировать суммарный воздушный зазор и выполнить его меньшим по сравнению с известными электродвигателями, а следовательно, улучшить энергёти ческие показатели, в частности уменьшить намагничившощий ток, поднятгь коэффициент МОВ91ОСТИ и полезного действия. Кроме того, они позволяют повышать мощность электродвигателя путем увеличения длины рабочего ротора без увеличения его диаметра и величины воздушных зазоров, что позволяет поднять быстродействие при высоких энергетических показателях. При этом в зависимости от длины рабочего ротора, фрикционные упоры и стабилизирующий подшипник могут при