Изобретение относится к области электромашиностроения, а более конкретно к конструкции асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Короткозамкнутый ротор содержит шихтованный ферромагнитный сердечник, в котором уложены стержни короткозамкнутой обмотки. В верхней части стержня имеются продольные боковые пазы прямоугольной формы, не заполненные ферромагнитным материалом, двухсторонние или односторонние. Двухсторонние продольные пазы в верхней части стержня располагаются поочередно, то с одной, то с другой стороны стержня. Техническим результатом является создание конструкции асинхронного двигателя с повышенным пусковым моментом без изменения величины пускового тока в процессе пуска. 2 н.з. и 2 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к области электромашиностроения, а более конкретно к конструкции асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
Известна конструкция ротора асинхронного двигателя (см., например, авт. свид. № 1203652, Н 02 К 17/16, 1986), содержащая сердечник с пазами, в которых размещены стержни короткозамкнутой обмотки, причем пазы в верхней части содержат незаполненные стержнями расширенные участки, пазы ротора выполнены закрытыми с радиальным размером мостика в наиболее его узкой части, равным 1/6-1/15 части зубцового деления статора.
Недостатком указанной конструкции является повышенный нагрев верхней части стержня в процессе пуска вследствие отсутствия контакта с железом зубца и пониженный пусковой момент при значительной величине пускового тока.
Известна также конструкция короткозамкнутого ротора асинхронного двигателя, принятая за прототип (авт. свид. № 1669366, Н 02 К 17/16, 1993), содержащая 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 углубления, соответствующие по форме указанным выступам и короткозамыкающие кольца, по меньшей мере на части длины стержни плотно контактируют одновременно с верхней и нижней сторонами выступов зубцов.
Недостатком конструкции является повышенное индуктивное сопротивление короткозамкнутой обмотки ротора, а также незначительные пусковые моменты, вследствие низкого значения активного сопротивления и завышенного индуктивного сопротивления стержня.
Задачей предлагаемого технического решения является создание конструкции ротора асинхронного двигателя с повышенным пусковым моментом без изменения величины пускового тока в процессе пуска.
Технический результат достигается тем, что 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 углубления, соответствующие по форме указанным выступам, и короткозамыкающие кольца, по меньшей мере на части длины стержни плотно контактируют одновременно с верхней и нижней сторонами выступов зубцов, в верхней части стержней на высоте (0,9-1,4) глубины проникновения электромагнитного поля выполнены продольные пазы прямоугольной формы, не заполненные ферромагнитным материалом, шириной (0,1-0,5) ширины стержня, расположенные по длине стержня с двух сторон в чередующемся порядке с расстоянием между ними, равном (0,5-1,0) глубины проникновения.
В короткозамкнутом роторе асинхронного двигателя продольный паз прямоугольной формы выполнен в верхней части стержня с одной стороны.
В короткозамкнутом роторе асинхронного двигателя, содержащем шихтованный сердечник с пазами и зубцами, стержни обмотки и короткозамыкающие кольца, в верхней части стержней на высоте (0,9-1,4) глубины проникновения электромагнитного поля выполнены продольные пазы прямоугольной формы, не заполненные ферромагнитным материалом, шириной (0,1-0,5) ширины стержня, расположенные по длине стержня с двух сторон в чередующемся порядке с расстоянием между ними, равном (0,5-1,0) глубины проникновения.
В короткозамкнутом роторе асинхронного двигателя продольный паз прямоугольной формы выполнен в верхней части стержня с одной стороны.
На фиг.1 изображен поперечный разрез стержня, расположенного в пазу ротора, с продольным углублением в средней части и продольными боковыми пазами прямоугольной формы с двух сторон в верхней части стержня.
На фиг.2 изображен поперечный разрез стержня, расположенного в пазу ротора, с продольным углублением в средней части и с продольным боковым пазом прямоугольной формы с одной стороны в верхней части стержня.
На фиг.3 изображен поперечный разрез стержня с продольными боковыми пазами прямоугольной формы с двух сторон в пазу ротора.
На фиг.4 изображен поперечный разрез стержня с продольным боковым пазом прямоугольной формы в пазу ротора.
На фиг.5 изображен продольный вид стержня с продольными боковыми пазами прямоугольной формы с двух сторон.
На фиг.6 изображен вид сверху стержня с продольными боковыми пазами прямоугольной формы с двух сторон.
В ферромагнитном сердечнике ротора 1 уложены стержни 2 короткозамкнутой обмотки. В верхней части стержня имеются продольные боковые пазы 3 прямоугольной формы, не заполненные ферромагнитным материалом, двухсторонние (фиг.1, 3, 5, 6) или односторонние (фиг.2, 4). Двухсторонние продольные пазы 3 в верхней части стержня 2 располагаются поочередно, то с одной, то с другой стороны стержня (фиг.1, 3, 5, 6). На боковой стенке паза 4 выполнен выступ 5 (фиг.1, 2), а на боковой стороне стержня 2 - продольное углубление 6 (фиг.1, 2).
При номинальной частоте вращения ротора эффект вытеснения тока в стержнях короткозамкнутой обмотки пренебрежительно мал и сопротивление обмотки ротора равно номинальному. Характеристики асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в этом режиме совпадают с характеристиками обычного асинхронного двигателя с глубокопазным ротором.
При пуске двигателя с глубокопазным ротором глубина проникновения электромагнитного поля в стержень короткозамкнутой обмотки ротора определяется по формуле
где hпр - глубина проникновения электромагнитного поля в стержень,
ρ - удельное сопротивление материала стержня,
f1 - частота тока,
μ0 - магнитная постоянная.
Ток в стержнях 2 проходит только по части стержней 2, близко к внешней поверхности сердечника 1. По мере набора скорости ротором частота тока в нем уменьшается, и ток все глубже проникает в стержень 2 в направлении дна паза, при этом уменьшается активное сопротивление стержня. Когда при пуске действует эффект вытеснения тока в стержнях 2, повышенное из-за бокового паза 3 сопротивление стержня 2 увеличивает вращающий момент двигателя практически при том же токе, так как реактивное сопротивление не возросло.
Ширина продольного бокового паза 3 в стержне ротора 2 выполняется равной (0,1-0,5) ширины стержня (bст), а высота равной (0,9-1,4)·hпp. Расстояние между продольными пазами 3 с разных сторон стержня 2 выполняется (0,5-1,0)·hпp.
Активное сопротивление пазовой части стержня 2 короткозамкнутой обмотки во время пуска определяется по формуле
где rcξ - активное сопротивление пазовой части стержня короткозамкнутой обмотки во время пуска,
rc - активное сопротивление пазовой части стержня короткозамкнутой обмотки при полном проникновении тока в стержень,
qc - сечение пазовой части стержня короткозамкнутой обмотки ротора,
qr - сечение верхней части стержня короткозамкнутой обмотки ротора, где во время пуска действует эффект вытеснения тока.
Технический результат - увеличение пускового момента асинхронного двигателя - достигается увеличением активного сопротивления стержня 2 в зоне вытеснения тока практически при том же пусковом токе. Поэтому при немагнитном заполнении бокового паза 3 в верхней части стержней 2 полное сопротивление практически не изменится, а активное сопротивление возрастет. Пусковой момент асинхронного двигателя увеличивается на величину до 30%.
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 углубления, соответствующие по форме указанным выступам, и короткозамыкающие кольца, по меньшей мере на части длины стержни плотно контактируют одновременно с верхней и нижней сторонами выступов зубцов, отличающийся тем, что в верхней части стержней на высоте 0,9÷1,4 глубины проникновения электромагнитного поля выполнены продольные пазы прямоугольной формы, не заполненные ферромагнитным материалом, шириной 0,1÷0,5 ширины стержня, расположенные по длине стержня с двух сторон в чередующемся порядке с расстоянием между ними, равном 0,5÷1,0 глубины проникновения.
2. Короткозамкнутый ротор по п.1, отличающийся тем, что продольный паз прямоугольной формы в стержне выполнен с одной стороны.
3. Короткозамкнутый ротор асинхронного двигателя, содержащий шихтованный сердечник с пазами и зубцами, стержни обмотки и короткозамыкающие кольца, отличающийся тем, что в верхней части стержней на высоте 0,9÷1,4 глубины проникновения электромагнитного поля выполнены продольные пазы прямоугольной формы, не заполненные ферромагнитным материалом, шириной 0,1÷0,5 ширины стержня, расположенные по длине стержня с двух сторон в чередующемся порядке с расстоянием между ними, равным 0,5÷1,0 глубины проникновения.
4. Короткозамкнутый ротор по п.3, отличающийся тем, что продольный паз прямоугольной формы в стержне выполнен с одной стороны.
www.findpatent.ru
Cтраница 1
Частота вращения ротора асинхронных двигателей определяется выражением п2 ( 1 - s) ( 60 / / р), Откуда следует, что обороты ротора можно регулировать: изменяя скольжение, число пар полюсов или частоту тока питающей сети. Регулировка частоты вращения двигателя изменением скольжения производится введением регулировочного сопротивления в цепь фазного ротора. В этом случае активное сопротивление ротора и скольжение увеличиваются, а обороты уменьшаются. Недостатком этого способа является то, что в реостате происходит значительная потеря мощности. [1]
Частота вращения ротора асинхронного двигателя никогда не может сравняться с частотой вращения магнитного поля, создаваемого обмоткой статора, так как в этом случае провода ротора были бы неподвижны относительно вращающегося поля, отсутствовало бы явление пересечения вращающимся магнитным полем статора проводов обмотки ротора, тока в этой обмотке не было бы, не возникал бы вращающий электромагнитный момент, и ротор должен был бы остановиться. Ротор при вращении всегда отстает от вращающегося магнитного поля статора, поэтому такие двигатели называются асинхронными. Отставание ротора от вращающегося магнитного поля статора называют скольжением. [2]
Частота вращения ротора асинхронных двигателей - 2950 об / мин, синхронных - 3000 об / мин. [3]
Частота вращения ротора асинхронного двигателя относительно вращающегося магнитного поля 60 об / мин. [4]
Какими способами регулируют частоту вращения ротора асинхронного двигателя. [5]
Обозначим через п2 частоту вращения ротора асинхронного двигателя. [6]
Рассмотрим вначале возможные способы регулирования частоты вращения ротора асинхронного двигателя с коротко-замкнутым ротором. Как известно, частота вращения ротора в нормальном режиме работы несколько меньше ( на 2 - 8 %) частоты вращения магнитного поля. Поэтому изменение частоты вращения магнитного поля вызывает изменение в той же степени и частоты вращения ротора двигателя. [7]
В табл. 18.2 приведены основные способы регулирования частоты вращения ротора асинхронного двигателя. [8]
Происходит увеличение скольжения ротора, а следовательно, уменьшение частоты вращения ротора асинхронного двигателя. [9]
В пределах устойчивой работы двигателя изменение напряжения мало меняет скольжение ( рис. 2.11) и, следовательно, частоту вращения ротора асинхронного двигателя. [11]
Такое устройство позволяет изменять активное сопротивление электрической цепи ротора асинхронного двигателя в процессе его вращения, что необходимо для уменьшения значительного пускового тока, а также для регулирования частоты вращения ротора асинхронного двигателя при работе и изменения пускового момента двигателя. [12]
Такое устройство позволяет изменять активное сопротивление электрической цепи ротора асинхронного двигателя в процессе его вращения, что необходимо для уменьшения значительного пускового тока, возникаемого при пуске, а также для целей регулирования частоты вращения ротора асинхронного двигателя при работе и изменения пускового момента двигателя. [13]
Рпом, которую они могут отдавать длительное время, не нагреваясь свыше допустимой температуры, и номинальной частотой вращения ротора пном. Частоту вращения ротора асинхронного двигателя определяет число пар полюсов обмотки статора и его нагрузка. [15]
Страницы: 1 2
www.ngpedia.ru
Cтраница 1
Роторы короткозамкнутых асинхронных двигателей мощностью выше 100 кет выполняют с обмотками, состоящими из медных или латунных стержней, к которым припаивают по торцам ротора замыкающие кольца. Эти обмотки имеют несколько конструктивных исполнений. Хорошо зарекомендовала себя обмотка с двойной клеткой. Она состоит из двух рядов стержней, спаянных с замыкающими кольцами. Стержни наружного ряда делают из сплава с большим сопротивлением, а стержни внутреннего - из меди. Наружная обмотка называется пусковой, а внутренняя - рабочей. При пуске двигателя индуктивное сопротивление рабочей обмотки велико и ток вытесняется в пусковую обмотку. Благодаря этому двигатель имеет большой пусковой момент, так как он пропорционален сопротивлению обмотки ротора. [1]
Сердечники ротора короткозамкнутых асинхронных двигателей собирают на оправку, спрессовывают, заливают алюминием и затем насаживают на вал под прессом. [3]
Ротор со впадинами шихтуется из штампованных стальных листов, имеющих специальный профиль, или в некоторых случаях вы-фрезеровывается из обычного ротора короткозамкнутого асинхронного двигателя. [5]
Он выглядит как ротор любого короткозамкнутого асинхронного двигателя за исключением того, что его диаметр сделан очень малым, чтобы уменьшить момент инерции и тем улучшить характеристику разгона. Хотя уменьшение диаметра ротора уменьшает выходной момент, момент инерции его уменьшается пропорционально квадрату диаметра, а крутящий момент пропорционально первой степени. Практические соображения ограничивают пределы, до которых выгодно использовать это преимущество. [7]
Достоинство таких преобразователей по сравнению с другими видами преобразователей состоит в простоте конструкции и отсутствии скользящих контактов, что значительно упрощает эксплуатацию. Ротор такого преобразователя подобен ротору короткозамкнутого асинхронного двигателя с тем отличием, что он выполняется составным - из магнитного и немагнитного материалов. В - башмаке ротора заложена пусковая обмотка, состоящая из медных стержней и медных сплошных ко-роткозамкнутых колец. [8]
Основной причиной вибрации электромагнитного характера являются короткие замыкания в обмотках, создающие асимметрию магнитной системы машины. Например, при коротком замыкании витков в обмотке фазного ротора, обрыве в стержнях ротора короткозамкнутого асинхронного двигателя взаимное притяжение ротора и статора становится неравномерным; при вращении точка наибольшего притяжения будет все время перемещаться по окружности, вызывая вибрацию. При деформации или биении ротора зазор между ротором и статором все время меняется, что также создает магнитную асимметрию и связанные с этим вибрации. [9]
Секционированный ротор имеет большую магнитную проводимость по продольной оси и меньшее отношение xg / xd, в результате чего увеличивается максимальный реактивный момент двигателя. Ротор со впадинами шихтуется из штампованных стальных листов, имеющих специальный профиль, или в некоторых случаях вы-фрезеровывается из обычного ротора короткозамкнутого асинхронного двигателя. [11]
Это позволило применять такие высокопроизводительные методы, как литье под давлением, нерентабельное при мелкосерийном производстве. Литье под давлением применяется не только для выполнения отдельных деталей, таких как подшипниковые щиты, крышки подшипников, но и для комплексного соединения деталей. Примером являются роторы короткозамкнутых асинхронных двигателей с вентиляционными крыльями; залитые алюминием, и сердечники статоров, залитые в алюминиевую оболочку. Замена литья в земляные формы литьем под давлением дает возможность встроить процессы литья в общий поток производства. [12]
Электромагнитные вибрации и шум значительно снижаются Бри скосе пазов. Таким образом, скос пазов является эффективной мерой борьбы с вредным влиянием высших гармоник во всех его аспектах. Поэтому скос пазов иногда применяется в короткозамкнутых двигателях мощностью до 20 кВт и более. Таблицы благоприятных чисел пазов статора и ротора короткозамкнутых асинхронных двигателей приводятся в руководствах по проектированию электрических машин. [13]
Электромагнитные вибрации и шум значительно снижаются лри скосе пазов. Таким образом, скос пазов является эффективной мерой борьбы с вредным влиянием высших гармоник во всех его аспектах. Поэтому скос пазов иногда применяется в короткозамкнутых двигателях мощностью до 20 кВт и более. Таблицы благоприятных чисел пазов статора и ротора короткозамкнутых асинхронных двигателей приводятся в руководствах по проектированию электрических машин. [14]
Страницы: 1 2
www.ngpedia.ru
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 (
www.findpatent.ru
