Ротор асинхронного электродвигателя

 

РОТОР АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ по авт.св. № 832652, о тли чающийся тем, что, с целью снижения нагрева и повышения надежности , каждая гильза на выступающем за торцы сердечника конце имеет кольцевой выступ, охватывающий торец короткозамыкающего кольца и имеющий поперечное сечение, не превышающее поперечное сечение короткозамыкающего кольца.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

0% (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOINV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

cl.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OfÍÐÛÒÈÉ (61) 832652 (21) /3611864/24-07 (22) 29.06.83 (46) 07.02.85. Бюл. №- 5 (72) С.А. Храменков, А.Ю. Почтарь и В.И. Коровин (71) Всесоюзный научно-исследовательский тепловозный институт (53) 621 ° 313.713(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР №832652, кл. Н 02 К 1/22; Н 02 К 17/16, 1981.

4(51. 02 К 1/22 Н 02 K 17 16 (54) (57) РОТОР АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ по авт.св. ¹ 832652, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения нагрева и повыщения надежности, каждая гильза на выступающем за торцы сердечника конце имеет кольцевой выступ, охватывающий торец короткозамыкающего кольца и имеющий поперечное сечение, не превышающее поперечное сечение короткозамыкающего кольца.

1 113888

Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к короткозамкнутым роторам асинхронных электродвигателей.

По основному авт.св. В 832652

5 известен ротор асинхронного электродвигателя, содержащий шихтованный сердечник с короткозамкнутой обмоткой, на концевых частях которого .установлены ферромагнитные гильзы, 1О которые выступают за торцы сердечника на расстояние, равное 0,3-0,4 его длины }.

Недостатком известного ротора яв-, ляется выделение в ферромагнитных гильзах большого количества тепла, особенно при работе в режиме частых пусков. Тонкостенная цилиндрическая гильза быстро нагревается до 200 С, о значительно больше шихтованного сер- 2р дечника, и вследствие больших вылетов деформируется (пбявляется эллипсность и ротор может задевать за ста-. тор, что быстро выводит электродвигатель из строя). 25

Цель изобретения — снижение нагрева и повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в роторе асинхронного электродвигателя, содержащем шихтованный. сердечник с.короткозамкнутой обмоткой, на концевых частях которого уста- новлены ферромагнитные гильзы, которые выступают за торцы сердечника ,на расстояние, равное 0,3-0,4 его длины, каждая гильза на выступающем за торцы сердечнике конце имеет кольцевой выступ, охватывающий торец короткозамыкающего кольца и имеющий поперечное сечение, йа превьппающее поперечное се чение короткозамыкающего кольца., На фиг. 1 изображен предлагаемый ротор для электродвигателя с внутренним ротором, продольный разрез, на фиг. 2 - то же, с внешним ротором; на45 фиг. 3 — сравнительные кривые нагрева ротора(кривая А относится к предла-с гаемому.ротору, кривая Ь-к известно - му) . 1

Ротор асинхронного электродвигателя 50 содержйт шихтованный сердечник 1 с короткозамкнутой обмоткой 2. На сердечник 1 напрессоваяы гильзы 3, имеющие кольцевой выступ 4,который закреп лен на короткозамыкающем кольце. Диа-55 метр кольцевого выступа гильзы D g равен диаметру кольца D< (фиг. 1 и 2).

Гильза с кольцевым выступом 4 имеет поперечное сечение, не превышающее поперечное сечение короткозамыкающего кольца. При таком сечении выступа гильзы суммарное поперечное сечение короткоэамыкающего кольца и кольцевого выступа не превышает сечения кольца до установки гильзы, т.е. не уменьшается сопротивление цепи ротора в режиме малых скольжений. Толщина самой ферромагнитной гильзы составляет примерно половину высоты паза ротора, т.е. 610 мм, если материал гильзы сталь типа Ст ° 3.

В момент пуска двигателя частота тока в короткозамкнутои обмотке 2 и ферромагнитных гильзах 3 с выступами 4 равна частоте сети. Вследствие эффекта вытеснения тока в момент пуска и по мере раэгона активное сопротивление ротора увеличивается, а наличие выступов у гильзы, экранирующих кольцо, увеличивает эффект вытеснения тока и уменьшает добавочные потери на поверхности гильзы. Увеличение активного сопротивления ротора при пуске и в зоне разгона приводит к снижению пускового тока при одновременном увеличении пускового момента. Благодаря этому максимальный момент сказывается равным пусковому при частоте вращения, равной нулю, и механическая характеристика двигателя получается без провалов, а пусковые токи снижаются до минимальных значений.

Появляется возможность регулирования частоты вращения двигателя с гильзами на роторе в широких пределах изменения скольжения и частоты вращения без бросков тока. По мере раскрутки ротора частота тока в нем цадает, эффект вытеснения тока в гиль-. зах ослабевает и активное сопротивление ротора в номинальном режиме определяется полной площадью поперечного сечения гильз с кольцевыми выступами, стержней и кольца. Уменьшение поверхности, обращенной к воздушному зазору, приводит к уменьшению дополнительных потерь в гильзе с кольцевым выступом и уменьшению нагрева.

Еще меныпий нагрев получается, если устанавливать гильзы только с одной стороны ротора, например для асинхронного двигателя нагрев ротора с предлагаемой гильзой в форме о втулки составляет 65 С,в то время как установившееся значение нагрева ротором с выступающими гильзами на

1138888

0,3-0,4 длины сердечника составляет 152 0.

Применение предлагаемого ротора, например, для электродвигателей до

100 кВт, встраиваемых в вентиля- S торы охлаждающих дизеля тепловозов (мотор-вентиляторов), позволяет умень-. шить нагрев ротора благодаря кольцевому выступу на гильзе и повысить надежность работы ротора и двигателей 10 в целом за счет .уменьшения потерь в гильзе, увеличения поверхности теплоотдачи и увеличения жесткости конструкции.

Применение предлагаемых электро- 15 двигателей для тепловозов, питаемых от тиристорных регуляторов напряжения, ;приводит к уменьшению расхода топлива и повышению надежности.

Наличие кольцевого выступа позво- щ ляет увеличть поверхность теплоотдачи гильзы. Отвод значительной части тепла через выступы гильзы осу.ществляется с торца ротора, где про,ходит основной поток охлаждающего воз- 25 духа и условия охлаждения значительно лучше, чем для пазовой части гильзы и стержней, что уменьшает перегре-.. вы обмоток электродвигателя, а значит, повышает срок службы изоляции и Зп электродвигателя в целом.

Сокращение поверхности, обращен1ной к воздушному зазору, уменьшает дополнительные потери от вихревых токов, т.е: приводит к уменьшению нагрева ротора. Охватывайие по периметру поперечного сечения короткозамыкающего кольца ферромагнитной втулкой усиливается поле рассеяния колец, происходит вытеснение тока к поверхносги, обращенной к воздушному зазору, увеличивается активное сопротивление кольца и ротора в момент пуска. Пусковой ток электродвигателя с предлагаемой конструкцией гильзы снижается при увеличении пускового момента,т.е. улучшаются пусковые характеристики . электродвигателя (уменьшается время пуска и разгона приводимых двигателем механизмов). Следовательно, уменьшится нагрев электродвигателя в режиме частых пусков и возрастает надежность работы электродвигателя в эксплуатации.

Кроме того, наличие кольцевого выступа у ферромагнитной гильзы, закрепленного на торце кольца, создает ребро жесткости и препятствует деформации гильзы при нагреве. Надежность такой конструкции ротора повышается при имеющихся в эксплуатации повышен ных перегревах и вибрациях.

1138888

Составитель Н. Сухоярская

Техред М. Гергель. КорректорЗ. Бутяга

Редактор А. Мотыль

Заказ 10702/42 Тираж 646 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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