Bmw-rumyancevo.ru

БМВ Мастер — Автожурнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Асинхронный двигатель с полым ротором

Асинхронный двигатель с полым ротором

Номер патента: 1032527

Текст

(191 (111 2527 А Н 02 К 1/О 1ЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54)(57) АСИНХРОНБзй ДВИГАТЕЛЬ С ПОЛЫМ РОТОРОМ, содержащий внешний статор с сердечником и обмоткой, внутренний магнитопровод, в зазоре междукоторыми расположен полый ротор, состоящий из магнитопровода и короткозамкнутой обмотки, о т л и ч а ющ и й с я тем,. что, с целью упрощения технологии изготовления, магнитопровод полого ротора выполнен изпакета пластин зигзагообразной формы, и между аксиальными частями пакета по окружности ротора расположены токопроводящие элементы короткозамкнутой обмотки.1032527 о та.вит ль йДр новРедактор В, Пи.яненко Техр ед Ж Кастелевич Корректс А. Тяс ко Заказ 5415/56 Тираж 687 Подписное ВНИИПИ Госуда,.ственного кочитета СССР по делам изобретений и открытий 1 А 5035; Москва, гК 35, Раушская наб де 4,.5филиал ППППатент , г., Ьт город, ул. Проектная, 4 Изобретение относится к злектри.ческим машинам и может быть испольарвано в качестве малоинерциоиногоисполнительного двигателя в системахэлектропривода и автоматическихустройств.Известен асинхронный двигательс полым ротором, состоящий из внешнего статора с сердечником и обмоткой, внутреннего магнитопровода, взазоре между которьпа расположен по»лый ротор, «одержащий короткозамкнутую обмотку в виде тонкостенного,например, алюминиевого стакана 1,Недостатком данного двигателяявляются низкий коэффициент мощности и большой намагничивающий токдвигателя, вследствие большого;зазора.Наиболее близким к предлагаемомуявляется асинхронный двигатель с полым ротором, содержащий внешний статор с сердечником и обмоткой, внут-ренний магнитопровод, в зазоре междукоторыми расположен полый роторсостоящий из магнитопровода и короткоэамкнутой обмотки 2 ,Недостатком известного двигателяявляется сложность технологии изготовления двигателя, связанная соштамповкой листов магнитонрово,да полого ротора.Цель изобретения — упрощение технологии изготовления двигателя.Указанная цель достигается тем,что в асинхронном двигателе с полымротором, содержащим внешний статорсердечником н обмоткой, внутренниймагнитопровод, в зазоре между которыми расположен полый ротор, состоящий из магнитопровода и короткоэамнутой обмотки, магнитопровод пологоротора выполнен из пакета пластинзигзагообразной Формы, и ме:.»,ду аксиальными частями Пакета по окружностиротора расположены токопроводящиеэлементы короткозамкнутой обмотки.На чертеже изображен асинхронныйдвигатель с полым ротором, разрез.5 Асинхронный двигатель с полым ротором состоит из корпуса 1, в кото»ром запрессован внешний магнитопровод 2В пазах внешнего магнитопровода размещена статорная обмотка 3.10 Полый ротор 4 жестко скреплен с валом 5, который опирается на подшипники б, укрепленные в корпусе и крышке 7, Внутои полого ротора располагается свободно вращающийся с помощью подшипников 8 внутренний магнитопровод 9,Иагнитопровод 10 полого роторавыполнен из пакета пластин ленточ»ной электротехнической стали зигзагообразной Формы. Ширина пластин пакета магнитопровода равна толщинеполого цилиндра ротора. Токопроводящие элементы 11 обмотки ротора замкнуты кольцами 12. Короткозамкнутаяобмотка полого ротора изготавливаетсяметодом заливки алюминием или другими известными способами.Работа асинхронного двигателяс полым ротором предлагаемой констЗОрукции аналогична работе известныхасинхронных двигателей.Выполнение магнитопровода пологоротора из пакета пластин зигзагооб»разной Формы, ширина которых равнатолщине полого цилиндра, причем об 35 разованные зксиальные пакеты пластинпо окрчжности ротора чередуются стокопроводящиьи элементами обмотки,позволяет упростить технологию изготовления двидателя за счет искгвочения процесса штамповки и сборки листов «,О.,нит провода полого ротора иоборудованя для его осуществления,

Заявка

КОМСОМОЛЬСКИЙ-НА-АМУРЕ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

ЕЛШИН АНАТОЛИЙ ИВАНОВИЧ, КУДЕЛЬКО АНАТОЛИЙ РОМАНОВИЧ

МПК / Метки

Код ссылки

Способ определения индукции магнитного поля в зазоре магнитопровода

Номер патента: 1688211

. поля; измеряемое с индукцией В и дополнительное с индукцией Вц, создаваемое индукционной катушкой 3, намотанной на датчик 1 Холла, при 30 протекании тока чере».катушку 3 от источника питания.Выходной сигнал датчика 1 Холла, пропорциональный сумме величин В+Вк, поступает на преобразователь 5 на 35 пряжение — код, Аналого-цифровое преобразование в преобразователе 5 происходит по сигналам, поступающим на вход преобразователя 5 с выхода блока 14 управления. Аналоговый сигнал датчика 1 Холла преобразуется в число импуьсов, которые поступают с преобразователя 5 на счетный вход реверсивного счетчика б, считающего в прямом направлении 45 Б=Б 1,К(В+В ),где Б — чувствительность датчикаХолла;1 — ток питания датчика Холла;иК — коэффициент.

Ротор асинхронного двигателя

Номер патента: 678593

. электро»технической стали, размещенного назалу и снабженного с торцов коротко 10 замыкающими кольцами, наружный диаметр которых отличается от наружногдиаметра ферромагнитного ротора навеличину глубины проникновения токаротора в тело массивного ферромагнитного цилиндра при пуске двигателя,выгодно отличает данный ротор от прототипа, так как уменьшается пусковойток асинхронного двигателя и при этомэкономятся цветные металлы, необходи 20 мые для изготовления короткозамыкающих колец, упрощается технология изготовления ротора. 9-5 о,э,О — относительная магнитная проницаемость среды.Частота тока в роторе асинхронной машины определяется выражением:(2) где Г — частота тока питающей сети;ии 1 — л 2Я — скольжение Я =6ПГлубина проникновения тока в.

Асинхронный двигатель с тороидальной обмоткой

Номер патента: 1787305

. сокращения технологических операций по его изготовлению, например, при скреплении пакета статора с помощью сварки выполняются дополнительные технологические операции: выжигание масла после штамповки листов статорных, сварка, проточка сварных швов для создания базы, хонингование или прошивка отверстия статора, изолировка статора и др,Кроме вышеуказанных функций изоляционный корпус статора служит базой при фиксации статора в станке или линии тороидальной намотки. Применение в заявляемой конструкции магнитопровода статора,опрессованного по внешней и торцовым поверхностям пластмассой с образованием изоляционного корпуса с ребрами, армированными выступами магнитопровода статора, в который изоляционный корпус выполняет несколько функций.

Короткозамкнутый ротор асинхронного двигателя

Номер патента: 1669366

1. КОРОТКОЗАМКНУТЫЙ РОТОР АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ, содержащий шихтованный сердечник с пазами и зубцами, имеющими продольный выступ на одной из боковых сторон, установленные с зазором относительно стороны зубца с выступом стержни обмотки, на боковых сторонах которых напротив выступов выполнены продольные углубления, соответствующие по форме указанным выступам, и короткозамыкающие кольца, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности обмотки, упрощения конструкции и повышения энергетических характеристик двигателя, по меньшей мере на части длины стержни плотно контактируют одновременно с верхней и нижней сторонами выступов зубцов.2. Ротор по п.1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь в обмотке ротора и снижения расхода.

Полый ротор асинхронного двигателя

Номер патента: 1385187

. стали. Внутренний магнитопровод 7 свободно вращается относительно вала на подшипниках 8.При запуске ротор разгоняется, как и в обычном асинхронном двигателе. Внутренний магнитопровод ротора, не связанный с ним, некоторое время остается в покое, а затем также разгоняется за счет сил трения в подшипниках, При торможении, после остановки ротора внутренний магнитопровод продолжает вращаться относительно вала на подшипниках. В такой конструкции можно обеспечить малые значения момента инерции ротора при значительных мощностях и моментах на валу, соизмеримых с аналогичными ф показателями асинхронных двигателей обычного исполнения.Асинхронный двигатель с предлагаемым полым ротором обладает следующими преимуществами по сравнению с.

Читать еще:  Что означает битурбированный двигатель

Устройство асинхронного двигателя АД

Трехфазный асинхронный двигатель (АД) традиционного исполнения представляет собой электрическую машину, состоящую из двух основных частей: неподвижного статора и ротора, вращающегося на валу двигателя.

Статор двигателя состоит из станины, в которую впрессовывают так называемое электромагнитное ядро статора, включающее магнитопровод и трехфазную распределенную обмотку статора. Назначение ядра — намагничивание машины или создание вращающегося магнитного поля.

Независимо от типа электродвигателя сердечники (магнитопровод) статора выполняют из листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм (для машин небольшой мощности в ряде случаев толщиной 0,65 мм) рис. 1. Листы изолируют друг от друга либо оксидированием, либо лакировкой, либо используют сталь с электроизоляционным покрытием. Магнитопровод представляет собой малое магнитное сопротивление для магнитного потока, создаваемого обмоткой статора, и благодаря явлению намагничивания этот поток усиливает.

Рис. 1 Магнитопровод статора

В пазы магнитопровода укладывается распределенная трехфазная обмотка статора. Обмотка в простейшем случае состоит из трех фазных катушек, оси которых сдвинуты в пространстве по отношению друг к другу на 120°. Фазные катушки соединяют между собой по схемам звезда, либо треугольник (рис. 2).

Рис 2. Схемы соединения фазных обмоток трехфазного асинхронного двигателя в звезду и в треугольник

Ротор двигателя состоит из магнитопровода, также набранного из штампованных листов стали, с выполненными в нем пазами, в которых располагается обмотка ротора. Различают два вида обмоток ротора: фазную и короткозамкнутую.

При фазном роторе в пазы укладывается обычно трехфазная обмотка, которая соединяется по схеме звезды или треугольника и выводится к трем контактным кольцам, расположенным на валу электродвигателя. Контактные кольца с насаженными на них щетками служат для включения пускорегулирующего реостата. Это позволяет, изменяя сопротивление ротора, регулировать скорость вращения двигателя и ограничивать пусковые токи.

Наибольшее применение получила короткозамкнутая обмотка типа «беличьей клетки». Обмотка ротора крупных двигателей включает латунные или медные стержни, которые вбивают в пазы, а по торцам устанавливают короткозамыкающие кольца, к которым припаивают или приваривают стержни. Для серийных асинхронных двигателей малой и средней мощности обмотку ротора изготавливают путем литья под давлением алюминиевого сплава. При этом в пакете ротора 1 заодно отливаются стержни 2 и короткозамыкающие кольца 4 с крылышками вентиляторов для улучшения условий охлаждения двигателя, затем пакет напрессовывается на вал 3. (рис. 3). Короткозамкнутые роторы электродвигателей с повышенным пусковым моментом выполняют с двойной беличьей клеткой, а также глубокопазными. На разрезе, выполненном на этом рисунке, видны профили пазов, зубцов и стержней ротора.

Рис. 3. Ротор асинхронного двигателя с короткозамкнутой обмоткой

Ответственным конструктивным элементом асинхронных электродвигателей является зазор между статором и ротором. Величина зазора влияет на энергетические и виброакустические показатели, использование активных материалов и надежность электродвигателей При уменьшении зазора понижается реактивная составляющая тока холостого хода и, следовательно, повышается коэффициент мощности электродвигателя; вместе с тем увеличивается магнитное рассеяние, а следовательно, индуктивное сопротивление электродвигателя; увеличиваются добавочные потери, уменьшается фактический кпд электродвигателя и увеличивается нагрев обмоток; увеличивается уровень шума и вибрации магнитного присоединения, возрастает нагрузка на вал и подшипники от силы магнитного притяжения; возникает опасность касания ротора о статор и тем самым понижается надежность электродвигателя. В асинхронных электродвигателях величина воздушного зазора колеблется в пределах от 0,2 до 2 мм.

Общий вид асинхронного двигателя серии 4А представлен на рис. 4. Ротор 5 напрессовывается на вал 2 и устанавливается на подшипниках 1 и 11 в расточке статора в подшипниковых щитах 3 и 9, которые прикрепляются к торцам статора 6 с двух сторон. К свободному концу вала 2 присоединяют нагрузку. На другом конце вала укрепляют вентилятор 10 (двигатель закрытого обдуваемого исполнения), который закрывается колпаком 12. Вентилятор обеспечивает более интенсивное отведение тепла от двигателя для достижения соответствующей нагрузочной способности. Для лучшей теплоотдачи станину отливают с ребрами 13 практически по всей поверхности станины. Для прикрепления двигателя к фундаменту, раме или непосредственно к приводимому в движение механизму на станине предусмотрены лапы 14 с отверстиями для крепления. Выпускаются также двигатели фланцевого исполнения. У таких машин на одном из подшипниковых щитов (обычно со стороны вала) выполняют фланец, обеспечивающий присоединение двигателя к рабочему механизму.

Рис. 4. Общий вид асинхронного двигателя серии 4А

Выпускаются также двигатели, имеющие и лапы, и фланец. Установочные размеры двигателей (расстояние между отверстиями на лапах или фланцах), а также их высоты оси вращения нормируются. Высота оси вращения — это расстояние от плоскости, на которой расположен двигатель, до оси вращения вала ротора. Высоты осей вращения двигателей небольшой мощности: 50, 56, 63, 71, 80, 90, 100 мм.

Ремонт магнитопроводов электрических машин.

В процессе работы электрической машины происходит износ вызывающий ослабление крепления и изменение формы отдельных деталей магнитопроводов. Детали теряют свою работоспособность в результате повреждений различного рода. Все это требует ремонта или замены этих деталей.

Характерными повреждениями сердечников статоров (роторов) являются ослабление посадки сердечника в корпусе (на валу), их сдвиг в осевом направлении, распушение крайних листов, ослабление прессовки, нарушение изоляции между листами, выгорание или оплавление отдельных участков и износ внутренней (наружной) поверхности.

. Ремонт при ослаблении посадки сердечника.

Сначала осматривают сердечник статора и проверяют состояние стопоров и кольцевых шпоночных канавок, в которых они установлены. Затем устанавливают сердечник на место по заводскому исполнению и закрепляют его новыми стопорами или кольцевыми шпонками, причем отверстия для стопоров сверлят в новом месте. При ослаблении посадки сердечника ротора его выпрессовывают с вала, вал ремонтируют или заменяют на новый и вновь устанавливают сердечник ротора

. Ремонт при распушении крайних листов сердечника.

Для устранения этого дефекта в машинах малой мощности пропиливают ножовочным полотном наклонные пазы в зубцах (их размеры показаны на рис. 4.1, а) и проваривают эти пазы электродуговой сваркой (электрод ОММ5 диаметром 2 мм). При сварке распушенные зубцы 4 сжимают сегментом или кольцом 5 с помощью шпилек 2, пропущенных через пазы. Сварные швы 1 опиливают совместно с сердечником до требуемого размера. Распушенные зубцы можно также склеить, промазав лаком и стянув кольцом и шпильками до полного высыхания лака.

Для машин большей мощности, имеющих относительно высокие зубцы, указанные способы ремонта не применяют, поскольку они не обеспечивают прочное и надежное скрепление зубцов и создают замкнутые контуры для протекания вихревых токов. В этом случае рекомендуется установить дополнительную шайбу 6с пальцами (зубцами) 5, как показано на рис. 4.1, б, или установить отдельные нажимные пальцы 5 между сердечником и нажимной шайбой Я как показано на рис. 4.1, в. Фиксация дополнительных элементов может производиться с помощью штифтов 10. Такой ремонт возможен при распрессовке сердечника и его частичной или полной перешихтовке.

Читать еще:  Что такое входной момент двигателя

Ремонт при ослаблении прессовки сердечника.

При общем ослаблении прессовки сердечников небольшого диаметра между нажимной шайбой 9 и крайними листами 7 сердечника через каждые 2 .4 зубца забивают текстолитовые клинья 8 (рис. 4.1, г), обеспечивающие нормальную прессовку сердечника. Чтобы определить необходимую толщину клина, можно предварительно опрес-совать сердечник при давлении 1 МПа. Ширина клина не должна превышать ширины зубца. Для предохранения клина от выпадения его перед установкой промазывают клеящим лаком и загибают крайний лист 7 сердечника. При местном ослаблении прессовки сердечника статора (дефект или выпадение вентиляционной распорки) поврежденную распорку выправляют, а вместо выпавшей забивают текстолитовый клин, загибая на него с двух сторон крайние листы сердечника.

Рис. 4.1. Ремонт сердечников:

а — с использованием сварки: б — с использованием дополнительных нажимных шайб с зубцами;

в — с использованием отдельных нажимных пальцев; г — с использованием клиньев; 1 — сварной шов;

2— шпилька; 3— кольцо (сегмент); 4 — зубцы сердечника; 5 — нажимные пальцы; 6 — дополнительная шай-ба; 7 — крайний лист сердечника; 8 — текстолитовый клин; 9 — нажимная шайба; 10 — штифты

Интересное по теме

Достижения генной инженерии и биотехнологии
В своей работе я раскрываю тему достижений генной инженерии и биотехнологии. Возможности, открываемые генетической инженерией перед че­ловечеством как в области фундаментальной науки, так и во мно­гих других областях, весьма велики и нередко даже революционны. Так, она позволяет осущест .

Логика странно летающих объектов
Изложены основные положения разработанной автором теории активного материального пространства (АМП), и на основании построенной ранее диаграммы обратимых эквивалентных переходов материи-энергии из одного вида в другой обоснована возможность создания летательных аппаратов (“МКД-аппаратов” .

Что такое магнитопровод асинхронного двигателя

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано в агрегатах и приводных механизмах с быстрым или точным автоматическим остановом привода.

Известен самотормозящийся асинхронный электродвигатель, содержащий статор с конусной расточкой и смещающийся ферромагнитный ротор в виде конуса (Ряженцев Н.П., Швец С.А. Самотормозящийся асинхронный двигатель с конусным ротором. — Новосибирск: «Наука», 1974. — 70 с.). В этой конструкции осевое усилие возникает за счет его осевой магнитной асимметрии при взаимодействии конусных рабочих поверхностей статора и ротора. Самотормозящийся асинхронный электродвигатель прост и надежен в эксплуатации, однако он имеет только одну тормозную колодку, что не позволяет эффективно использовать площадь тормозной поверхности. Кроме того, для вырубки листов электротехнической стали магнитопровода статора с конусной расточкой и ферромагнитного ротора в виде конуса необходим специальный пресс с делительным приспособлением, что сильно усложняет технологию его изготовления.

Известен также самотормозящийся асинхронный электродвигатель, содержащий статор с цилиндрической расточкой и смещающийся цилиндрический ферромагнитный ротор из анизотропного материала с монотонно изменяющейся в аксиальном направлении от одного торца к другому магнитной проницаемостью, установленный на валу с возможностью аксиального перемещения и снабженный тормозной колодкой (А.С. №729757, 1980 г.). При включении данного двигателя под действием аксиального электромагнитного усилия, вызванного осевой магнитной асимметрией ротора, ротор вместе с колодкой перемещается, скользя по валу, сжимая при этом пружину и растормаживая двигатель. Недостатком данной конструкции является сложная технология изготовления при формировании магнитной асимметрии пакета ротора (необходимой для получения аксиального электромагнитного усилия) путем набора его из пластин, выполненных из различных марок электротехнической стали, либо последовательным прессованием слоев ферромагнитного порошка, имеющего различные, но монотонно изменяющиеся свойства от одного торца ротора к другому. Сложность заключается в том, что при изготовлении необходимо не только иметь различные марки электротехнической стали с различными магнитными свойствами или различные марки ферромагнитного порошка с различными магнитными свойствами, но и совмещать магнитные материалы между собой таким образом, чтобы магнитные свойства монотонно изменялись вдоль оси ротора. Еще один недостаток — наличие только одной тормозной колодки, что не позволяет эффективно использовать площадь тормозной поверхности и, как следствие, ведет к уменьшению срока службы тормозной накладки и времени безотказной работы тормозного устройства между заменами тормозных накладок. Все это в итоге ведет к увеличению времени технологического простоя при замене тормозных колодок и уменьшению эксплуатационной надежности электродвигателя.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является самотормозящийся асинхронный электродвигатель со сдвоенным массивным ротором (положительное решение по заявке №2014107239 от 25.02.2014 г.), содержащий статор с цилиндрической расточкой с обмоткой возбуждения, цилиндрический ферромагнитный массивный ротор, установленный на валу с возможностью аксиального перемещения, подшипниковые щиты с подшипниками, вал ротора, тормозную пружину, тормозное устройство, при этом цилиндрический ферромагнитный массивный ротор выполнен сдвоенным таким образом, что в воздушном зазоре, образованном между его частями, симметрично расположенными в осевом направлении относительно магнитопровода статора, установлена тормозная пружина, надетая на вал; обе части изготовлены методом порошковой металлургии и имеют постоянные магнитные свойства вдоль оси вала, а на внутренних поверхностях подшипниковых щитов выполнены конические тормозные колодки с жестко закрепленными тормозными накладками. В данной конструкции аксиальное электромагнитное усилие возникает при постоянных магнитных свойствах массивных магнитопроводов ротора вдоль длины и действует из-за стремления сдвоенных магнитопроводов ротора электродвигателя расположиться в «магнитной середине» по отношению к статору и взаимного встречного притяжения внутренних торцовых поверхностей сдвоенных магнитопроводов.

Самотормозящийся асинхронный электродвигатель со сдвоенным массивным ротором прост и надежен в эксплуатации, однако в массивном роторе вихревые токи замыкаются по стали и его активное сопротивление больше, чем у двигателей с короткозамкнутой обмоткой из меди или алюминия. У двигателей с массивным ротором критическое скольжение лежит в области sк=3÷4. Номинальное скольжение у двигателей с массивным ротором значительно больше, чем у двигателей общего назначения, и поэтому электрические потери в роторе больше. Низкие КПД и коэффициент активной мощности (cosφ) двигателей с массивным ротором ограничивают их применение (Копылов И.П. Электрические машины: Учебник для вузов. — М.: Энергоатомиздат, 1986. — 360 с., с. 187-188).

Заявляемое изобретение решает задачу улучшения энергетических показателей двигателей.

Технический результат заключается в уменьшении активного сопротивления ротора, повышении КПД и cosφ двигателей и расширении сферы их применения.

Технический результат достигается тем, что в самотормозящемся асинхронном электродвигателе со сдвоенным короткозамкнутым ротором, содержащем статор с цилиндрической расточкой с обмоткой возбуждения, цилиндрический сдвоенный ротор, расположенный на валу симметрично в осевом направлении относительно магнитопровода статора с возможностью аксиального перемещения в воздушном зазоре, образованном между его частями с установленной между ними тормозной пружиной, надетой на вал и подшипниковые щиты с подшипниками, на внутренних поверхностях которых выполнены конические тормозные колодки с жестко закрепленными тормозными накладками, при этом пакеты магнитопроводов цилиндрического сдвоенного ротора выполнены шихтованными и набраны из листов электротехнической стали, на внешних цилиндрических поверхностях которых выполнены пазы с расположенными в них стержнями обмоток, концы которых с торцов магнитопроводов соединены кольцами, соединяющими их накоротко, при этом стержни обмоток, находящиеся в пазах магнитопроводов, расположены зеркально относительно его центра в аксиальном направлении параллельно оси вращения машины, а пакеты магнитопроводов цилиндрического сдвоенного ротора сопряжены с валом посредством шлицевых соединений.

Читать еще:  Hyundai starex какой двигатель надежнее

Сдвоенные пакеты магнитопроводов ротора выполнены шихтованными и набраны из листов электротехнической стали, что позволяет обеспечить прохождение магнитного потока с минимальными магнитным сопротивлением и потерями от вихревых токов. Применение шихтованных магнитопроводов с короткозамкнутыми обмотками ведет к значительному уменьшению активного сопротивления ротора и соответственно уменьшению электрических потерь в нем и позволяет уменьшить номинальное скольжение и тем самым улучшить энергетические показатели двигателя в целом (увеличить cosφ и КПД).

На фиг. 1 показан общий вид самотормозящегося асинхронного электродвигателя со сдвоенным короткозамкнутым ротором; на фиг. 2 показан общий вид сдвоенных пакетов магнитопроводов ротора с расположенными на них пазами с короткозамкнутыми обмотками (нумерация позиций сохранена в соответствии с фиг. 1).

Самотормозящийся асинхронный электродвигатель со сдвоенным короткозамкнутым ротором содержит корпус 1, в котором размещен шихтованный магнитопровод статора 2, имеющий цилиндрическую расточку с m-фазной обмоткой возбуждения статора 3.

Пакеты магнитопроводов 4, 5 цилиндрического сдвоенного ротора выполнены шихтованными, с пазами на внешних цилиндрических поверхностях, в которых расположены стержни обмоток 6, 7, концы которых с торцов пакетов магнитопроводов 4, 5 соединены накоротко кольцами 8, 9 и 10, 11 соответственно. Пазы со стержнями обмоток 6, 7 располагаются зеркально относительно центра магнитопроводов в аксиальном направлении, параллельно оси вращения машины. Пакеты магнитопроводов 4, 5 имеют возможность свободного встречного перемещения вдоль вала 12 и соединены с ним посредством шлицевого соединения 13.

Применение шлицевого соединения 13 для совмещения вала 12 с пакетами магнитопроводов 4, 5 позволяет точно центрировать пакеты магнитопроводов 4, 5 ротора по отношению к шихтованному магнитопроводу статора 2 и иметь запас надежности при динамических нагрузках при относительном аксиальном перемещении.

Между пакетами магнитопроводов 4, 5 на валу 12 расположена тормозная пружина 14, которая разжимает их при отсутствии напряжения на m-фазной обмотке возбуждения статора 3, образуя воздушный зазор δ.

Суммарная длина сдвоенных пакетов магнитопроводов 4, 5 при сжатой тормозной пружине 14 без воздушного зазора δ равна длине шихтованного магнитопровода статора 2.

Подшипниковые щиты 15, 16 крепятся в корпусе 1 посредством болтов 17, 18. Вал 12 базируется в подшипниковых щитах 15, 16 при помощи радиальных подшипников 19, 20, внутренние кольца которых упираются в его выступы, а внешние кольца фиксируются в подшипниковых щитах 15, 16 при помощи крышек 21, 22 посредством болтов 23, 24. Между шихтованным магнитопроводом статора 2 и пакетами магнитопроводов 4, 5 имеется рабочий воздушный зазор, который позволяет вращаться ротору относительно статора 1 на радиальных подшипниках 19, 20.

На внешних торцевых поверхностях пакетов магнитопроводов 4, 5 сдвоенного ротора неподвижно закреплены конические закаленные пластины 29, 30. С внутренней стороны подшипниковых щитов 15, 16 в форме выступов выполнены конические тормозные колодки 25, 26, на которых жестко закреплены тормозные накладки 27, 28. Равномерный износ тормозных накладок 27, 28 тормозного устройства обеспечивается при условии, что на стадии изготовления и сборки осуществляется симметричное расположение в аксиальном направлении цилиндрического пакета ротора, состоящего из двух пакетов магнитопроводов 4, 5 к шихтованному магнитопроводу статора 2 и зеркальное расположение пазов с расположенными в них стержнями обмоток 6, 7 относительно его центра.

Двигатель работает следующим образом.

При подаче напряжения на m-фазную обмотку возбуждения статора 3 возникает основной магнитный поток и потоки рассеивания, которые пересекают рабочий воздушный зазор, пакеты магнитопроводов 4, 5, а также воздушный зазор δ. Под действием аксиального электромагнитного усилия, вызванного основным магнитным потоком и потоками рассеивания лобовых частей (из-за стремления ротора электродвигателя расположиться в «магнитной середине» по отношению к статору, то есть в том положении, в котором магнитное сопротивление воздушного зазора δ имеет наименьшее значение, что соответствует наиболее выгодному энергетическому положению), конические закаленные пластины 29, 30 вместе с пакетами магнитопроводов 4, 5 встречно перемещаются, скользя по шлицевому соединению 13 вдоль вала 12, сжимая при этом тормозную пружину 14 и растормаживая двигатель. Из-за ЭДС, вызванной основным магнитным потоком, в короткозамкнутых обмотках роторов протекают токи. Взаимодействие вращающегося магнитного поля шихтованного магнитопровода статора 2 с токами короткозамкнутых обмоток (по закону Ампера) приведет к вращению ротора. В процессе пуска воздушный зазор δ сокращается до нуля и далее не влияет на режим работы двигателя.

При отключении m-фазной обмотки возбуждения статора 3 от сети основной магнитный поток, удерживающий конические закаленные пластины 29, 30 вместе с пакетами магнитопроводов 4, 5 в рабочем положении, исчезает. Вследствие этого тормозная пружина 14 вызывает взаимное аксиальное смещение конических закаленных пластин 29, 30 вместе с пакетами магнитопроводов 4, 5. При этом каждая коническая закаленная пластина 29, 30 входит в контакт со своей тормозной накладкой 27, 28, а между внутренними торцевыми поверхностями пакетов магнитопроводов 4, 5 образуется воздушный зазор δ. В результате трения конусных поверхностей сопряжения конических закаленных пластин 29, 30 ротора и тормозных накладок 27, 28 происходит остановка ротора.

Самотормозящийся асинхронный электродвигатель со сдвоенным короткозамкнутым ротором, содержащий статор с цилиндрической расточкой с обмоткой возбуждения, цилиндрический сдвоенный ротор, расположенный на валу симметрично в осевом направлении относительно магнитопровода статора с возможностью аксиального перемещения в воздушном зазоре, образованном между его частями с установленной между ними тормозной пружиной, надетой на вал и подшипниковые щиты с подшипниками, на внутренних поверхностях которых выполнены конические тормозные колодки с жестко закрепленными тормозными накладками, отличающийся тем, что пакеты магнитопроводов цилиндрического сдвоенного ротора выполнены шихтованными и набраны из листов электротехнической стали, на внешних цилиндрических поверхностях которых выполнены пазы с расположенными в них стержнями обмоток, концы которых с торцов магнитопроводов соединены кольцами, соединяющими их накоротко, при этом стержни обмоток, находящиеся в пазах магнитопроводов, расположены зеркально относительно его центра в аксиальном направлении параллельно оси вращения машины, а пакеты магнитопроводов цилиндрического сдвоенного ротора сопряжены с валом посредством шлицевых соединений.


Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector