Малоинерционный ротор электрической машины Советский патент 1982 года по МПК H02K1/22 

1

Изобретение относится к асинхронным электрическим машинам повышенного быстродействия и может быть использовано в электропромышленности при изготовлении малоинерционны.х роторов исполнительных асинхронных электродвигателей цилиндрического, конического и торцового исполнений.

Известен малоинерционный ротор электрической машины с низким сопротивлением основному магнитному потоку. Указанный ротор исполнительного двигателя выполнен в виде проводящего немагнитного диска, в-котором предусмотрены сквозные радиальные прорези. В этих прорезях размещены ферромагнитные элементы в наборе, образующие шихтованные

зубцы СОНаиболее близкий к предлагаемому является малоинерционный ротор, содержащий активный немагнитный проводящий элемент с прорезями, например, имеющий форму полого конуса, .и

ферромагнитные вставки, закрепленные в указанных прорезях Г2.

Благодаря ферромагнитным включениям магнитное сопротивление основному потоку машины независимо от формы малоинерционного потока существенно уменьшено, следствием чего яв- ляются значительно лучшие энергетические характеристики электрических машин с ферронаполненными малоинерг ционными роторами по сравнению с исполнительными двигателями систем автоматики с полыми роторами.без ферромагнитных вставок.

Однако указанный ферронаполнен15ный малоинерционный ротор обладает недостаточной надежностью крепления ферромагнитных вставок в прорезях немагнитных проводящих активных элементов в виде полых цилиндров, полых

20 конусов или дисков, что при больших ускорениях, вибрациях и значительных силах магнитного тяжения между статором и ротором становится основным

конструктивным ограничением ферронаполненных роторов.

Цель изобретения - повышение наг дежности малоинерционного ферронаполненного ротора за счет увеличения жесткости крепления ферромагнитных, вставок в активном проводящем немагнитном элементе.

Поставленная цель достигается тем, что в малоинерционном роторе, включающем активный немагнитный проводящий элемент с прорезями, выполненный, например, в виде полого конуса, и ферромагнитные вставки, дополнительно предусмотрен активный проводящий немагнитный элемент с прорезями, при этом оба активных элемента тангенциально смещены один относительно другого и расположены соосно с зазором, в котором размещены указанные ферромагнитные вставки с отогнутыми в противоположные стороны краями, расположенными в прорезях активных элементов.

На фиг. 1 представлено одно из возможных конструктивных исполнений малоинерционного ротора с активными элементами в виде полых конусов и вставками в виде пластин, продольны разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 ферромагнитная вставка в виде пластины с отогнутыми в противоположные стороны краями.

Малоинерционный ротор содержит активную часть в виде двух коаксиальных проводящих немагнитных конусов 1 и 2 с щелевыми прорезями вдол образующих этих конусов для размещения ферромагнитных вставок 3 с отогнутыми краями k. Конусы 1 и 2 установлены с зазором один внутри другого между ступицами 5 обеспечивающими сочленение полого ротора с валом. В зазоре между коаксиальными конусами 1 и 2 размещены ферромагнитные вставки .3, причем ориентированы они таким образом, что и отогнутые в противоположные стороны края 4 расположены в щелевых прорезях наружного i и внутреннего 2 немагнитных проводящих конусов. За счет отгиба краев k ферромагнитных вставок 3 внутренний и наружный проводящие немагнитные конусы 1 и 2 тангенциально смещены относительно друг друга, обеспечивая надежную фиксацию ферромагнитных вставок, исключая их смещение в радиальном

направлении. Внутри полого ротора расположено плавающее ярмо 6, остаю щееся неподвижным при вращении ротора .

Устройство работает следующим образом.

Магнитный поток, создаваемый обмоткой .статора , пронизывает проводящие немагнитные полые конусы 1 и 2 через ферромагнитные вставки 3, наводя в каждом из них вихревые токи. Эти токи, взаимодействуя с потоком статора, приводят во вращение конусы полого ротора, через ступицы 5 жестко связанные с валом. Благодаря тому, что магнитный поток машины пронизывает немагнитные проводящие конусы полого ротора через ферромагнитные вставки, суммарное магнитное сопротивление на пути основного потока существенно уменьшено по сравнению с электрическими машинами с малоинерционными роторами без ферромагнитных вставок.

Если обеспечить доступ воздуха .в зазор между немагнитными проводящими элементами ротора предлагаемой конструкции, то за счет вентм ляционного Продува между обращенными друг к другу поверхностями этих элементов появляется возможность примерно вдвое увеличить теплосъем с ротора. Наличие в одной из возможных модификаций предлагаемого малоинерционного ротора отверстий 7 в ступицах 5 -позволяет осуществить вентиляционный продув между внутренней поверхностью немагнитного проводящего конуса 1 и наружной поверхностью конуса 2, что приводит к существенному улучшениюохлаждения ротора предлагаемой конструкции и, как следствие, к повышению использования его активных материалов.

Малоинерционный ротор предлагаемой конструкции обладает повышенной надежностью по сравнению с известными конструкциями ферромагнитных малоинерционных роторов. Особенно заметн преимущество в торцовых малоинерционных электродвигателях с дисковым ротором, в которых имеют место значительные силы dceBoro магнитного тяжения между статором и ротором. Под воздействием этих сил ферромагнитные вставки ротора стремятся выскользнуть из щелевых прорезей в немагнитном проводящем диске ротора.

Как показали исследования, проведенные на макетных образцах самотормозящихся малоинерционных исполнительных электродвигателей с дисковым ротором, малоинерционный ротор из двух параллельно расположенных, тангенциально смещенных относительн друг друга соосных немагнитных проводящих дисков, в зазоре между которыми размещены ферромагнитные пластины с отогнутыми краями, располо.женными в радиальных сквозных прорезях этих противолежащих дисков, обладает в несколько раз большей надежностью, чем известные роторы из одного немагнитного проводящего диска с радиальными сквозными прорезями и вклеенными в них ферромагнитными пластинами. Надежность ротора предлагаемой конструкции сводится по сути дела, к надежности пошипников, в которых установлен вал ротора, в то время как надежность известных роторов в значительной мере обусловлена качеством клея, фиксирующего вставки в немагнитном диске. Кроме того, к достоинствам ротора предлагаемой конструкции относят лучшие условия охлаждения по сравнению с ферронаполненными малоинерцйонными роторами известных конструкций.

Формула изобретения

Малоинерционный ротор электрической машины, содержащий активный немагнитный проводящий элемент с прорезями, например, имеющий форму полого конуса, и ферромагнитные вставки, закрепленные в указанных прорезях, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности , внутри указанного элемента установлен соосно с мим дополнительный, имеющий форму, аналогичную nepi вому, активный проводящий элемент с прорезями, наружная поверхность которого расположена с зазором относительно внутренней поверхности первого элемента, и прорези указанных элементов расположены друг относительно друга с тангенциальным смещением, а ферромагнитные вставки установлены в зазоре между упомянутыми элeмeнtaми и имеют отогнутые края, расположенные в смещенных прорезях элементов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1.АвторскоеСвидетельство СССР № 223891, кл. Н 02 К 17/00, 196.

2.Патент Франции № 1327575, кл. Н 02 К 17/00, 1971.

/f-X

Фиг.г