Ротор асинхронного двигателя и способ его изготовления

 

1. Ротор асинхронного двигателя, содержагций сердечник с открытыми пазами, в которых размещены короткозамкнутая обмотка с короткозамыкающими кольцами и элемент для закрытия паза из ферромагнитного материала , отличающийся тем, что, с целью повышения энергетических характеристик и упрощения технологии изготовления,короткозамкнутая обмот ка снабжена радигшьными ребрами расположенными вдоль оси симметрии паза до наружной поверхности ротора, а элемент для закрытия паза выполнен в виде секторов, установленных между ребрами обмотки. 2.Ротор по п. 1, отличающийся тем, что ребра короткозамкнутой обмотки соединены с короткозамыкающими кольцами. 3.Способ изготовления ротора асинхронного двигателя, включающий , изготовление сердечника с открытыми пазами, размещение в пазах короткозамкнутой обмотки и,элементов для закрытия паза из ферромагнитного материала, термообработку и механическую обработку, отличающийс я тем, что, с целью упрощения тех-g е нологии изготовления, элементы для (Л закрытия паза выполняют газотермическим , например плазменным, напылением. 4. Способ по п. 3, отличающий с я тем, что термообработку для медной обмотки проводят в ере- g де водорода или в вакууме при 820-900С в течение 2-3 ч. to ic KD а

СОЮЗ CGBETCHHX СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5Ц Н 02 К 3/08; Н 02 К 15/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

H ABTOPCH0IVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

820-900 С в течение 2-3 ч. (217 3255899/24-07 (22) 26.02.81 (46) 07.06.83. Бюл. Р 21 (72) В.A.ÈãíàToâ, К.Я.Вильданов и В.В.Домбровский (53) 621.313.44 (088.8 ) (56) 1. "Электричество", 1973, 9 7, с. 61.

2 ° Авторское свидетельство СССР

Р 311338, кл. Н 02 К 3/08, 1965. (54) РОТОР АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ И

СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ. (57) 1. Ротор асинхронного двигателя, содержащий сердечник с открытыми пазами, в которых размещены короткозамкнутая обмотка с короткозамыкающими кольцами и элемент для закрытия паза из ферромагнитного материала, отличающийся тем, что, с целью повышения энергетических характеристик и упрощения технологии изготовления, короткозамкнутая обмотка снабжена радиальными ребрами, расположенными вдоль оси симметрии

ÄÄSUÄÄ I 022261 А паза до наружной поверхности ротора, а элемент для закрытия паза выполнен в виде секторов, установленных между ребрами обмотки.

2. Ротор по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что ребра короткозамкнутой обмотки соединены с короткозамыкающими кольцами.

3. Способ изготовления ротора асийхронного двигателя, включающий изготовление сердечника с открытыми пазами, размещение в пазах короткозамкнутой обмотки и элементов для закрытия паза из ферромагнитного материала, термообработку и механическую обработку, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения тех-Я нологии изготовления, элементы для закрытия паза выполняют гаэотермичес- ф/ ким, например плазменным, напылением. Ут

4 Способ по и 3 о т л и ч а- С

-ю шийся тем, что термообработку для медной обмотки проводят в сре-Я де водорода или в вакууме при

1022261

Изобретение относится к конструкции электрических машин и технологии их изготовления и может быть использовано в электротехнической промышленности.

Известен ротор асинхронного двигателя, содержащий сердечник .с открытыми пазами, в который укладывают готовую обмотку, а затем выполняют части зубцовой зоны из порошковых ферромагнитиков, магнитодиэлек- 10 триков, чем обеспечивают ротору необходимые конструктивные параметры, позволяющие несколько снизить потери и улучшить механическую характеристику электродвигателя (11.

К недостаткам данного ротора относятся невеликие энергетические характеристики, так как магнитная проницаемость магнитодиэлектриков на два порядка меньше магнитной

20 проницаемости стали сердечника.

Известен также способ изготовления ротора, согласно которому сначала выполняют сердечник ротора с открытыми пазами любым известным способом, например штамповкой стального листа и последующей шихтовкой штампованных пластин и закреплением в пакете, затем в открытые пазы сердечника устанавливают готовую обмотку, после чего на поверхность зубцо" З0 вой зоны наносят равномерный слой жидкого магнитодиэлектрика и производят его термоотверждение. В качестве ферромагнетика обычно используют порошковое железо, а в качестве изо- 35 лирующей связки — .различные смолы, клен или лаки ° Указанный при этом ,,слой закрепляет обмотки в пазах и ,представляет собой части зубцовой зоны и магнитные -шунты одновремен- 40 но (1).

Недостатком указанного способа является сложная технология ротора.

Наиболее близкими к предлагаемым являются ротор асинхронного торцово- 45 го двигателя и способ его изготовления, согласно которому сердечник и обмотка выполнена методами порошковой металлургии.

Ротор содержит. сердечник с откры- 50 тими пазами, в котором размещена короткозамкнутая обмотка с короткозамыкающими кольцами и элементы для закрытия паза из ферромагнитного материала. 55

Способ изготовления ротора асин" хронного двигателя включает изготовление сердечника с открытыми пазами, размещение в пазах короткозамкнутой обмотки и элементов для закрытия паза из ферромагнитного материала, термообработку и механическую обработку 1 2 J.

Недостатками известного ротора являются низкие энергетические харак 5 теристики и сложная технология изготовления.

Выполнени полузакрытых пазов в роторе ограничено известными недостатками методов порошковой металлургии, трудностью получения иэделий сложных не плоскопараллельных форм, получения одинаковой плотности в различных сечениях протяжного изделия малой толщины, а также необхо,цимостью применения высоких давлений прессования для реализации за,цанной плотности. Другим недостатком является проведение спекания в два этапа: спекание сердечника при „=1000-1300 С и спекание сердечнйка с выполненной обмоткой.при пониженной температуре (450 С), что усложняет технологию изготовления и снижает качество обмотки, в связи с тем, что процесс спекания порошковой обмотки проходит интенсивно при температурах, близких к температуре плавления спекаемых порошковых материалов. При низких температурах спекания процесс протекает медленно и удельное сопротивление обмотки оказывается повышенным, что снижает. значение момента и смещает его максимум в область больших скольжений. Указанные факторы ухудшают энер. гетические показатели двигателя и усложняют технологию изготовления.

Цель изобретения — улучшение энергетических показателей и упрощение технологии изготовления ротора, Поставленная цель достигается тем, что в роторе асинхронного двигателя, содержащем сердечник с открытыми пазами, в которых размещены короткозамкнутая обмотка с короткозамыкающими кольцами и элемент для закрытия паза из ферромагнитного материала, короткозамкнутая обмотка снабжена радиальными ребрами, расположенными вдоль оси симметрии паза до наружной поверхности ротора, а элемент для закрытия паза выполнен в виде секторов, установленных между ребрами обмотки, Кроме того, ребра короткозамкнутой обмотки соединены с короткозамыкающими кольцами.

При -этом согласно способу изготовления ротора асинхронного двигателя,, включающему изготовление сердечника с открытыми пазами, размещение в пазах короткозамкнугой обмотки и элементов для закрытия паза из ферромагнитного матерйала, термообработку и механическую обработку, элементы для закрытия паза выполнены:газотермическим, например плазменным, напылением.

Кроме тогог термообработку для медной обмотки проводят в среде водорода или в вакууме при 820-900 С в течение 2-3 ч.

-1022261

На фиг. 1 показан предлагаемый ротор, торцовой вариант, на фиг, 2 то же, линейный вариант, на фиг. 3 то же, цилиндрический вариант, на фиг. 4 — разрез A-A на фиг. 1.

Ротор асинхронного двигателя состоит из сердечника 1 -с зубцами 2, содержащими активные части 3, кото-:рые выполнены над прилегающими пазами, в которых размещена короткозамкнутая обмотка-, снабженнная ребром 4.

Ротор работает следующим образом.

Магнитное поле,статора индуктирует через. воздушный зазор в активные части 3 зубцовой зоны и зубцы 2 ротора магнитный поток, который замыкается в сердечнике ротора. В результате этого .в короткозамкнутой обмотке при условии изменения магнитного потока в пространстве и/или

- во времени наводится электрический ток, который взаимодействует с индуктированным магнитным ыолем в сердечнике, зубцах 2 и активных частях 3. В результате того, что активные части расположены над прилегающими пазами, в которых размещ» на обмотка с ребром 4, магнитная индукция от зубца 2 сердечника до оси обмотки снижается монотонно, не приводя к образованию высших гармоник, при этом ребро 4 обмотки служит . немагнитной перегородкой между смежными зубцами, что ограничивает рассеяние магнитного потока через ак- 35 тивные части 3 от зубца к зубцу.

В результате уменьшения амплитуд выс. ших гармоник и их интерференции с гармониками индуктора снижаются.потери в роторе и улучшается механичес-40 кая характеристика электродвигателя.

Способ изготовления ротора асин-. хронного двигателя включает основные операции: изготовление сердечника с обмоткой, что наиболее целесообраз- 45 но изготовлять совместно методами порошковой металлургии, и плазменное напыление элементов закрытия паза иэ ферромагнитного материала.

Однако возможно раздельное изготовление сердечника или обмотки: штам- -5О повкой, резанием из проката, холодным выдавливанием и т. и. Целесообразно при этом производить Формовку ребра обмотки непосредственно при прессовании порошковой обмотки, вы- 55 давливании или травлении.

На поверхности зубцовой зоны сердечника 1 с обмоткой, включающей— стороны короткозамыкающих колец в пазовой плоскости, плазменным напы- о лением наносят слой ферромагнитного матерйала. Для этого в область сопла плаэмотрона подают порошок железа, :легированный кремнием и алюминием, и напыляют им, например, при следующем режиме: в качестве плазмообразующего и транспортирующего порошка газов используют аргон при давлении 350 кПа, ток плазмотрона 350А, напряжение на плазмотроне .30-35 В. Фракционный состав наносимого порошка выбирают по диаметру частиц а диапазоне

0,04-0,1 мм. При напылении сердечника с обмоткой их устанавливают в рабочем органе приводного механизма, которым задают ему циклическое перемещение относительно плаэмотрона, например вращательное перемещение вокруг оси ротора торцовой или циклической формы, и ведут напыление, перемещая плазмотрон вдоль зубцовой эоны. После получения покрытия достаточной толщины, при котором -ребра обмотки заглубляются в нем на

1-2 мм, процесс напыления прекращают

{фиг. 2).

Затем производят термообработку ротора при 820-900ОС в течение 2-3 ч в среде водорода или в вакуум.:. Указанная температура обеспечив т получение эффективного контакта между частицами меди порошковой обмотки и лежит в области нулевого знач чия константы равновесия реакции восста-. новления окиси железа, что позволяет получить обмотку с высокой электропроводностью, а также огранинивает рост проводимости спеченного сердечИнка за счет ограничения процесса восстановления изолирующей фазы (FzO) .

После спекания производят механическую обработку эубцовой зоны резанием. точением или шлифованием для снятия избытка напыленного материала и отккрытия пазов по ребрам 4 обмотки.

Преимуществом поедлагаемого ротора является простота технологии его изготовления, позволяющая выполнить без применения больших давлений уплотнения и полузакрытые пазы роторов различной конструкции (фиг.1-3) с равной плотностью в любой части покрытия., Значение. укаэанной плотности достигает 0,85-0,90 от плот ности наносимых материалов, что дает возможность получать магнитные проницаемости напыленной зоны, соизмеримые с проницаемостью и выполненные прессованием порошков в пресс-форме давлением 600-1000. МПа..

В то же время увеличивается рабочая площадь полюсов на 25-40% за счет активного использования пазовой области зубцовой зоны.

Изобретение позволяет повысить энергетические характеристики и технологию изготовления роторов асинхронных двигателей.

1022261

4Ъа У

Составитель A. Линева

Техред A.Âàáèíåö КоРректор A Дзятко

Редактор M. Рачкулинец

Заказ 4060/46

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 (

Ротор асинхронного двигателя и способ его изготовления Ротор асинхронного двигателя и способ его изготовления Ротор асинхронного двигателя и способ его изготовления Ротор асинхронного двигателя и способ его изготовления 

 

Похожие патенты:
Изобретение относится к электромашиностроению

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для бурения взрывных скважин на карьерах и шахтах, а также для проходки технологических скважин, в том числе при бурении сложноструктурных пород

Изобретение относится к области электротехники, в частности к конструкции электрических машин

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам, касается конструктивного выполнения обмоток статоров и роторов электрических машин переменного тока и якорей коллекторных электрических машин. Техническим результатом является улучшение охлаждения обмотки при уменьшении ее материалоемкости. Он достигается тем, что в двухслойной обмотке электрической машины, включающей активные проводники, расположенные в пазах сердечника, и лобовые проводники, расположенные над торцевыми поверхностями этого сердечника, в которой значительное число мест соединения концов лобовых и активных проводников расположены у краев торцевой поверхности зубцово-пазовой зоны сердечника, а упомянутые места соединений имеют площади соединения меньше усредненных по длине паза площадей поперечных сечений соединяемых активных проводников обмотки, активные проводники с уменьшенной площадью мест соединений выполнены так, что площадь поперечного сечения их концов постепенно увеличивается по направлению к центрам пазов, а лобовые проводники выполнены так, что площадь поперечного сечения их концов также постепенно увеличивается по направлению к центрам этих лобовых проводников. 2 ил.

Изобретение относится к области электрических машин. Обмотка вращающейся электрической машины содержит проводник и корпусную изоляцию, окружающую проводник, защиту концевой обмотки от коронного разряда, расположенную на наружной поверхности корпусной изоляции, причем защита концевой обмотки от коронного разряда содержит первый слой, поверхностное сопротивление которого находится в диапазоне 10-80 Ом, и защита концевой обмотки от коронного разряда дополнительно содержит второй слой, расположенный на наружной поверхности первого слоя, причем второй слой выполнен из полупроводникового материала, и третий слой расположен на наружной поверхности второго слоя и выполнен из среднерезистивного материала. Техническим результатом является обеспечение управления перепадом напряжений так, чтобы не возникали разряды. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для бурения взрывных скважин на карьерах и шахтах, а также для проходки технологических скважин, в том числе при бурении сложноструктурных пород. Устройство для бурения скважин содержит корпус, вращательно-подающий механизм для ротора бурового става, который включает соосно расположенные статор с витками и установленный внутри статора ротор. Кольцевые секции магнитопровода с уложенными в них витками статорной обмотки огибают цилиндрическую поверхность ротора бурового става так, что их оси совпадают, образуя минимальный рабочий воздушный зазор. Ротор оснащен храповым механизмом, содержащим прижимные валики на своих валах, оси которых перпендикулярны оси ротора, имеющие одностороннее вращение в опорах. Обеспечивается повышение эффективности работы бурового станка, увеличение срока службы бурового инструмента за счет повышения эффективности и увеличения скорости регулирования рабочих режимов в процессе бурения. 3 ил.

Статор // 2581254
Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к статорам ветроэлектрогенератора. Статор содержит основание, крепежные элементы, магнитопроводы и катушки. Магнитопроводы выполнены в виде многолучевой звезды с лучеобразными выступами. Катушки выполнены в виде обмоток и охватывают лучеобразные выступы магнитопроводов, при этом выступы одних катушек попадают в промежутки между выступами соседних катушек. Изобретение направлено на улучшение массогабаритных показателей статора. 5 ил.
Наверх