Ротор асинхронного электродвигателя,создающего вращательное и поступательное движение Советский патент 1983 года по МПК H02K41/25 

Изобретение относится к электрическим машинам переменного тока вращатель но-поступательного движения и может применено для самотормозящихся крановых электродвигателей, для колонковых сверл; предназначенных для бурения шпуров при прохождении подготовительных выработок в каменноугольных и горно-рудных шахтахj а также, например, для шлифовальных .станков, где требуется аксиальное перемещение шлифовального круга. ;

Известен асинхронный двигатель с шихтованными сердечниками статора и ротора, с та-фазной обмоткой на статоре и короткозамкнутой типа беличьей клетки на роторе 1.:

Для подавления ЭДС от зубцовых гармонических поля пазы на роторе вы полняют скошенными на одно зубцовое деление.

недостатком этого двигателя явля,ется отсутствие аксиальных усилий.

Известен шихтованный сердечник статора электрической машины с конической расточкой, состоящий из одинаковых листов 2.

Листы выполняют с радиальной прорезью и внутренним контуром, имекщим

форму архимедовой спирали, и располагают в сердечнике по винтовой линии.

Недостатками данного двигателя яв5 ляются сложность изготовления и малая величина аксиального перемещения

ротора.

Известен также самотормозящийся асинхронный :электродвигатель, имеющий 10 статор с цилиндрической расточкой, цилиндрический ферромагнитный ротор, установленный на валу с возможностью аксиального перемещения и снабженный тормозной колодкой 3.

Пакет ротора выполнен из анизотроп15ного металла с монотонно иэменяквдейся в аксиальном направлении от одного торца ротора к другому магнитной проницаемостью.

Однако в указанном двигателе тех20нически сложно получить монотонно изменяющуюся магнитную проницаемость, двигатель имеет низкий CoSf и КПД.

Известен двигатель, на статоре которого расположена обмотка, доздагацая

25 линейное поле, и обмотка, созданвдая вращающееся поле 4.

Обе обмотки располагаются на общем шихтованном магнитопроводе. Подвижной элемент представляет собой стальную

30 трубу, покрытую слоем меди. Недостатками данного двигателя яв ляются сложность конструкции магнито провода статора.и низкий КПД из-за больших потерь в массивном ферромагнитном теле ротора. Наиболее близким к предлагаемому .является также ротор асинхронного Электродвигателя, создакяцего вращательное и поступательное .движение, в магнитопроводе которого выНолнены па зы со скосом под углом з6 к оси д6игателя, в которые уложены стержны корот козамкнутой обмотки 5. Однако известный двигатель обладает недостаточным аксиальным усилием. Цель изобретения - повышение акси ального усилия. Поставленная цель достигается тем что ротор асинхронного электродвигателя в аксиальном направлении разделен на ряд участков, отделенных друг от друга промежуточньили короткозамыкающш1и кольцами, при этом длина каждого участка равна 0,5-0,7t, а угол скоса пазов cL 30-45, где полюсное деление двигателя. На чертеже показан, предлагаемый ротор. Сердечник статора выполнен шихтованным из листовой электротехцичес кой стали и имеет цилиндрическук рас точку. I В пазы статора укладывают т -фазную обмотку для создания вращающегося мдг нитного поля.. . Ротор также выполняют шихтованньм из листовой электротехнической.стали Пластины сердечника ротора сдвигают при шихтовке таким образом, чтобы пазьд 1 располагались под углом о 30-45 к образующей поверхности ротора, бе.личина угла1 cd выбирается в зависимос ти от необходимой величины аксиального усилия.. Сердечник ротора разбивают на ряд пакетов, отделенных друг от друга промежуточными короткозамыкающими кольцами 2. Ширину промежуточных колец в Y. возможно принимать незначительной, в несколько раз меньшей ширины крайних колец 3, за счет, во-пер вых, того, что токи соседних пакетов здесь направлены частично встречно, а, во-вторых, высота колец hj, берется максимально возмо::;ной равной разности между радиусами ротора и вала. Длина каждого из пакетов должна быть не более ч - .. , где f- полюсное деление. Как известно (1), при скосе пазов на некоторую величину С обмоточный коэффициент та кой обмотки определяется величиной К гдес V - . ск с 2L т а. При величине С 0,5 0,933. При увеличении .С до 0,:7Г KCIC 0,81. Поэтому увеличивать С больше 0,7 не рекомендуется. Ограничение величины С достигается ограничением длины пакета 1. Короткозамкнутую обмотку ротора получают путем заливки пазов расплавленным алюминием. Сердечник ротора выполняют длиннее сердечника статора на величину необходимого аксиального .теремещения ротора. Ротор работает следующим образом. Вращающееся магнитное поле вызыл аёт в стержнях ротора токи, которые, :взаимодействуя с полем, создают усилий F, направленные перпендикулярно к стержням. Усилие F раскладывается на вращающееся усилие F.p и аксиальное (осевое) усилие F. На ротор действует постоянно направленное аксиальное усилие, величина которого изменяется в функции нагрузки, а, следовательно, и Скольжения так же, как и вращающий электромагнитный момент. При изменении направления вращения ротора изменяется и направление аксиального усилия. технология изготовления предлагаемого двигателя не усложняется: скос пазов на роторе в электромашиностроении применяется, а промежуточные ко- роткозамыкающие ,. кольца получаются в процессе заливки пазов расплавленным алюминием также как и крайние торцовые ко:тьца. Предлагаемый двигатель имеет такой же КПД, как и серийный двигатель такой же мощности. Формула изобретения Ротор асинхронного электродвигателя, создающего вращательное и поступательное движение, в магнитопроводе которого вьтолнены пазы со скосом под углом oL к оси двигателя, в которые уложены стержни короткозамкнутой обмотки, отличающийс я тем, что, с целью повыиюния аксиального усилия, ротор в аксиальном направлении разделен на ряд участков, отделенных друг от друга промежуточньали короткозамыкаюадими жольцами, при этом длина каждого участка равна а -угол oL 30-45, где Т- полюсное деление двигателя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Костенко М.П., Пиотровский Л.М. Электрические машины. ч.П, Энергия{ 1965, с. 73-76.

2. Авторское CBiJweTejK CTBO СССР 305536, кл. Н 02 К 1/16, 1969,

3. Авторское свидетельство СССР 729757, кл. Н 02 К 7/10, 1979.

4.Патейт ПНР № 95474, кл. Н 02 К 41/02, 1978.

5.Сборник Электрооборудование и электромашиностроение. Вып. 7, Харьков, 1969, с. 75-76.