РОТОР АСИНХРОННОГО КОРОТКОЗАМКНУТОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

РОТОР АСИНХРОННОГО КОРОТКОЗАМКНУТОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ


RU (11) 2076425 (13) C1

(51) 6 H02K1/22, H02K1/26 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 93052293/07 
(22) Дата подачи заявки: 1993.11.18 
(45) Опубликовано: 1997.03.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Вольдек А.И. Электрические машины. - Л., Энергия, 1978, с. 552 - 561. 2. Патент ФРГ N 1763269, кл. 21 d2 20, 1972. 3. Авторское свидетельство СССР N 807449, кл. H 02 K 1/22, 1981. 
(71) Заявитель(и): Акционерное общество открытого типа "Ярославский электромашиностроительный завод" 
(72) Автор(ы): Макаров Л.Н.; Ахунов Т.А.; Попов В.И. 
(73) Патентообладатель(и): Акционерное общество открытого типа "Ярославский электромашиностроительный завод" 

(54) РОТОР АСИНХРОННОГО КОРОТКОЗАМКНУТОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ 

Использование: асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором типа беличьей клетки. Сущность изобретения: ротор асинхронного короткозамкнутого электродвигателя имеет чередующиеся закрытые пазы двух форм и площадей, на высоте hпр от наружной поверхности ротора первый из пазов имеет бутылочную форму с сужениями в верхней и нижней частях, а второй - расширение в верхней и сужение в нижней частях при отношении площадей на этой высоте для первого и второго пазов от 1,0 до 2,5, пазы имеют расположенные ниже высоты hпр части с расширением сверху и сужением снизу, размеры которых обеспечивают отношение полных площадей пазов от 1,0 до 0,4, а высота мостика над первым пазом больше, чем над вторым, где hпр - глубина проникновения электромагнитной волны при неподвижном роторе. Технический результат: одновременное улучшение пусковых и рабочих характеристик. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электротехнике, в частности к асинхронным двигателям (АД) с короткозамкнутым ротором типа беличьей клетки.

Известны двухклеточные АД, содержащие на роторе две короткозамкнутые клетки, одна из которых выполняет роль пусковой обмотки, а другая рабочей, при этом рабочая и пусковая обмотки могут размещаться в отдельных, т.е. чередующихся пазах различных форм [1]

Известен ротор АД с чередующимися пазами бутылочной и овальной форм с различными индуктивностями рассеяния и одинаковыми высотами, содержащими стержни короткозамкнутой обмотки [2] Для такого ротора высота верхней части паза бутылочной формы равна глубине hпр проникновения электромагнитной волны при неподвижном роторе, определяемая выражением (1)



где f1 частота напряжения сети (Гц);

o=410-7 магнитная проницаемость воздуха (Гн/м);

удельная проводимость материала стержней ротора (106/Омм).

Известен также ротор короткозамкнутого АД с чередующимися бутылочными и овальными пазами, в котором верхняя часть бутылочного паза имеет высоту hпр по (1) и равна высоте овального паза, а ее площадь поперечного сечения составляет не менее 0,15 и не более 0,5 площади овального паза [3]

Известные короткозамкнутые роторы с чередующимися пазами позволяют улучшать пусковые свойства АД, но при этом ухудшаются энергетические показатели номинального рабочего режима из-за снижения КПД и коэффициента мощности.

В изобретении решается задача одновременного улучшения как пусковых, так и энергетических показателей рабочего режима АД за счет полного использования всех чередующихся пазов ротора в номинальном режиме. Это достигается тем, что для ротора асинхронного короткозамкнутого электродвигателя с чередующимися пазами двух различных форм, проводимостей рассеяния и площадей поперечного сечения пазы выполнены закрытыми и на высоте hпр от наружной поверхности ротора первый из пазов имеет бутылочную форму с сужениями в верхней и нижней частях, а второй из пазов имеет расширение в верхней и сужение в нижней частях при отношении площадей на этой высоте для первого и второго пазов в пределах от 1,0 до 2,5, причем пазы имеют расположенные ниже высоты hпр части с расширением сверху и сужением снизу, размеры которых обеспечивают отношение площадей первого и второго пазов в пределах от 1,0 до 0,4, а высота мостика перекрытия над первым пазом больше, чем над вторым, где hпр глубина проникновения электромагнитной волны при неподвижном роторе.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображена часть листа предлагаемого ротора с чередующимися пазами первым 1 и вторым 2 с высотами мостиков перекрытия над закрытыми пазами hш1, hш2 и шириной верхней части пазов b1, b2.

Высота hпр на чертеже соответствует по (1) глубине проникновения электромагнитной волны при неподвижном роторе, и эта часть пазов 1 и 2 обеспечивает показатели пускового режима АД; показатели номинального рабочего режима АД обеспечиваются полными сечениями пазов 1 и 2.

Поясним некоторые соотношения, характеризующие выполнение и работу предлагаемого ротора. Условно назовем первый паз 1 пусковым, а второй паз 2 рабочим и их обмотки будем считать приведенными к обмотке статора. Для параллельно включенных относительно потока статора пазов 1 и 2 выражения для индуктивного сопротивления рассеяния х2 и активного сопротивления r2 ротора можно представить соотношениями

x2+(xрq2р+xпq2п)/(qр+qп)2=(xр+K2<IMG SRC="http://www.fips.ru/chr/183.gif" ALIGN=ABSMIDDLE>xп)/(1+K)2; (2)

r2 1/(qp + qп 1/Q, (3)

К qп/qp, (4)

где хр и хп приведенные индуктивные сопротивления рассеяния рабочей и пусковой обмоток ротора;

qp и qп площади поперечного сечения рабочего и пускового пазов;

qp + qп Q суммарная площадь рабочего и пускового пазов, постоянная величина для конкретной конструкции АД.

Из (2) (3) следует, что индуктивное сопротивление х2 большей долей определяется тем пазом, который имеет большее сечение в рассматриваемом режиме, а активное сопротивление r2 определяется суммарной площадью пазов 1 и 2.

В пусковом режиме ограничение пускового тока достигается в основном за счет пускового паза 1, который по сравнению с пазом 2 имеет на высоте hпр повышенное индуктивное сопротивление из-за большей площади большей высоты мостика hш1>hш2 и меньшей ширины верхней части паза b1<b (cм. чертеж). Требуемое значение пускового момента достигается выбором площади пазов 1 и 2 на высоте hпр, определяющей сопротивление r2 при пуске. Высота верхней части паза 1 обычно не превышает 6,0 мм при ширине b1 не менее 2,0 мм; при алюминиевых стержнях для температуры 75oС = 21,5106/Омм и тогда по (1) hпр 15,3 мм, поэтому практически достижимые отношения на высоте hпр находятся в пределах от 1,0 до 2,5.

В номинальном режиме АД в работе участвуют все части пазов 1 и 2 и при этом индуктивное сопротивление х2 определяется в основном пазом 2, который по сравнению с пазом 1 имеет пониженное значение хp<x из-за большей ширины верхней части b2>b1 и меньшей высоты мостика перекрытия hш2<h (cм. чертеж). Сопротивление х2 по (2) рабочего режима имеет минимальное значение, соответствующее условию dx2/dK 0, откуда следует К хр/хп, т.е. с учетом (4) минимальное значение х2 достигается при условии

К хр/хп qп/qр или

хpqp хпqп (5)

Практически целесообразные отношения полных площадей пазов qп/qр по (5) находятся в пределах от 1,0 до 0,4.

Таким образом, выбирая соответствующие соотношения площадей и проводимостей рассеяния пазов 1 и 2 предлагаемого ротора для пускового и рабочего режимов работы, можно создавать оптимальную функцию короткозамкнутого ротора, повышая одновременно показатели пускового и рабочего режимов. Применение предлагаемого ротора позволяет получать АД при полном использовании пусковых и рабочих пазов с оптимальными значениями КПД, коэффициента мощности, пусковых момента и тока, превышающими показатели известных к.з. роторов. Это дает возможность унифицировать целый ряд исполнений в сериях АД и повысить их технический уровень.

Таким образом, изобретение соответствует критериям новизны, изобретательского уровня и промышленной применимости из-за большого мирового выпуска асинхронных двигателей. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Ротор асинхронного короткозамкнутого электродвигателя с чередующимися пазами двух различных форм, проводимостей рассеяния и площадей поперечного сечения, отличающийся тем, что пазы выполнены закрытыми и на высоте hпр от наружной поверхности ротора первый из пазов имеет бутылочную форму с сужениями в верхней и нижней частях, а второй из пазов имеет расширение в верхней и сужение в нижней частях при отношении площадей на этой высоте для первого и второго пазов в пределах 1,0 2,5, причем пазы имеют расположенные ниже высоты hпр части с расширением сверху и сужением снизу, размеры которых обеспечивают отношение полных площадей первого и второго пазов в пределах 1,0 0,4, а высота мостика перекрытия над закрытыми пазами для первого паза больше, чем для второго, где hпр глубина проникновения электромагнитной волны при неподвижном роторе.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru