Массивный ротор короткозамкнутого электродвигателя

 

МАССИВНЫЙ РОТОР КОРОТКОЗАМКНУТОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащий сердечник с пазами, в которых расположены стержни, замкнутые по торцам короткозамыкающнми кольцами, и защитную оболочку и фланща, отличающийся тем,- что, с целью повьшения КПД и надежности, между наружной поверхностью стерж .ней и внутренней поверхностью оболочки расположены каналы, соединенные между собой кольцевьми проточками , вьшопненными в сердечнике, a оболочка выполнена с отверстием, соединя1шп им каналы с окружающей средой . i о ел 0д 06 4;ib 4i

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

С%Э ИО

РЕСПУБЛИК ае 08

3(59 Н 02 К 5 12

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н автаесномм clNJwlhhcthv

ГОСУД ОТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР

FO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬЙИЙ (21) . 3361110/24-07 (22) Ъ5 ° 12;81 (46) 07.11 84 ° Бюл. 9 41 (72) В.Д.Агеев, Н.Ф.Боровиков, С.В.Поклонов и Г.П.Федоров (53) 621. 313.713(088.8) (56) 1..Бесконтактные электрические машины. Рига, 1974, вып. 13, с. 2-42.

2. Синев Н.М. и Удовиченко П.М.

Бессальниковые водяные насосы. M, Атомиздат, 1972, с. 81. (54) (57) МАССИВНЫЙ РОТОР КОРОТКОЗШКНУТОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащий сердечник с пазами, в которых расположены стержни, замкнутые по торцам короткозамыкающнми кольцами, и защитную оболочку и фланцы, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения КПД и надежности, между наружной поверхностью стержней и внутренней поверхностью оболочки расположены каналы, соединенные между собой кольцевыми проточками, выполненными в сердечнике, а оболочка выполнена с отверстием, соединяющим каналы с окружающей средои °

15

25

35

45

55

1 1Î

Изобретение относится к области энергомашиностроения и преимущественно может применяться в герметичнык электронасосах.

Известен массивный короткозамкнутый ротор асинхронного электродвигателя, содержащий массивный сердечник с пазами, в которые уложена короткозамкнутая обмотка (13 .

Недостаткам такого ротора является невозможность его применения в герметичных электронасосах, предназначенных для перекачки агрессивных и радиоактивных сред, из-за. отсутствия защиты короткозамкнутой обмотки ротора от коррозии, что приводит к загрязнению окружающей ротор среды продуктами коррозии.

Этот недостаток устранен в рото.ре,электродвигателя, содержащем магнитопровод с пазами, в которых расположены стержни, замкнутые по торцам короткозамыкающими кольцами, и защитную оболочку и фланцы (2 .

Недостатком этого ротора является наличие больших добавочных нагрузочных потерь от высших гармонических магнитодвижущей силы обмот1 ки ст.".тора (ъ2-бХ от подводимой к двигателю мощности), выделяющихся в основном в стержнях короткозамкнутой обмотки, и снижение в результате этого КПД электродвигателя.

Кроме того, технологический зазор на укладку стержней ротора s пазы может достигать 107. от ширины стержня. В этом случае в период эксплуатации в. ряде случаев возникает продавливание оболочки в зазоры.между стержнями и стенками пазов. В частн<Я ги, это происходит в тех случаях, когда под оболочкой остаются пустоты, заполненные воздухом при атмосферном давлении, и проникновение к ним окружающей ротор жидкости при высоком давлении (более

200 кг/с/см ) затруднено. При продавливании, оболочки на ней образуются трещины, которые в дальнейшем приводят к отслаиванию оболочки от ротора и к задеванию за оболочку статора.

Целью изобретения является исключение этих недостатков.

Эта цель достигается тем, что в предложенном массивном роторе короткозамкнутого электродвигателя, содержащем магнитопровод с пазами, в

56844 2 которых расположены стержни, замкну. тые по торцам короткозамыкающими кольцами, защитную оболочку и фланцы, между наружной поверхностью стержней короткозамкнутой обмотки ротора и внутренней поверхностью оболочки расположены каналы, соединенные между собой кольцевыми проточками, выполненными в сердечнике, а оболочка выполнена с отверстием, соединяющим каналы с окружающей ротор средой.

На чертеже изображен ротор, продольный разрез.

Ротор содержит массивный сердечник 1 с пазами, стержни 2, замкнутые по торцам короткоэамыкающими кольцами 3, оболочку 4 и защитные фланцы 5. Между наружной поверхностью стержней 2 и внутренней поверхностью оболочки 4 расположены каналы 6. Каналы 6 соединены между собой кольцевыми проточками 7, а с окружающей средой отверстием 8.

Ротор работает следующим образом.

При работе встроенного асинхронного двигателя герметичного, электронасоса под нагрузкой высшие гармонические МДС обмотки статора индуктируют в зубцах сердечника 1 и стержнях 2 массивного коро гкозамкнутого ротора токи высоких частот, являющихся источником добавочных потерь..

При этом в стержнях 2 короткозамкну; той обмотки ротора выделяются примерно 80Х всех добавочных потерь в двигателе. Магнитный поток высших гармонических, сцепляющийся.со стержнем 2 обмотки ротора, состоит из двух частей: потока, замыкающегося через воздушный зазор непосредственно над стержнем, который частично заходит в паз и потока, замыкающегося через воздушный зазор над другими зубцовыми делениями, проходящего по периферии зубцов и частично пересекающего паз. Часть этих потоков проходят через-.канал 6, образованный наружной поверхностью стержней и внутренней поверхностью оболочки.

При этом потокосцепление стержней уменьшится на величину Ь, а потери составят (1-Щ) от потерь в стержнях, занимающих весь паз. Экспериментальные и расчетные исследования показывают, что оптимальная высота каналов 6 равна 1,5-2,5 мм. При этой высоте каналов добавочные потери в

3 1056844 стержнях снижаются на 35-60% соот- где ветственно. Рабочие и пусковые ха- рактеристики двигателя практически не изменяются вследствие незначительного изменения параметров короткого замыкания двигателя, Снижение добавочных потерь ротора на 35-60% приводйт к снижению на

30-50% общих добавочных потерь электродвигателя. Так как добавочные по - 1p тери в электродвигателе с массивным короткозамкнутьм ротором составляют 2-6Х от подводимой к двигателю мощности, то образование каналов

6 приводит к повышению КПД двигате- t$ ля на 1-2Х.

4 — коэффициент, зависящий от наличия механических прикv ГрР

E f34

Редактор Л > Утехина Техред А.Б абинец . Корректор И. Муска

Заказ 8921/1 Тираж 666 Подписное

ВНИИПИ. Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.Филиал ППП "Патент", r. Ужгорвд, ул. Проектная, 4.Наличие отверстия 8 и кольцевых проточек 7 обеспечивает в период заполнения роторной полости электродвигателя жидкостью заполнение каналов 6 этой жидкостью, В этом случае при создании давления жидкости в зазоре между статором и ротором давление над .оболочкой и под ней одинаково, продавливание оболочки 4. в каналы 6 не происходит. . Площадь отверстия 8 рассчитывается на мучай изменения за время 3t давлеийя снаружи оболочки на величину

ЯР по формуле месей в жидкости, циркулирующей в зазоре между статором и ротором (K =1-3);

Ч вЂ” объем жидкости в каналах и кольцевых проточках рото— ра, — плотность жидкости, 3I — изменение давления снаружи оболочки за время 3t — модуль упругости жидкости, — коэффициент истечения (1= 0,5) .

В связи с тем, что в оболочке выполняется только одно отверстие незначительного диаметра (порядок

Z0 1-2 мм) циркуляция жидкости во внутренних полостях ротора, а следовательно, вымывания продуктов коррозии и загрязнения окружающей ротор среды не будет.

25 Предлагаемая конструкция массивного короткозамкнутого ротора может

- быть применена в герметичных1электронасосах.

Технико-экономическая эффективность от внедрения предлагаемого изобретения заключается в снижении добавочных нагрузочных потерь в двигателе на 30-50Х, повышении КПД встроенного электродвигателя на 12,5% и повышении надежности его работы.