РОТОР АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

РОТОР АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ


RU (11) 2006141 (13) C1

(51) 5 H02K17/16 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие 

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

(21) Заявка: 5025334/07 
(22) Дата подачи заявки: 1992.02.04 
(45) Опубликовано: 1994.01.15 
(71) Заявитель(и): Зиньковский Александр Тихонович 
(72) Автор(ы): Зиньковский Александр Тихонович 
(73) Патентообладатель(и): Зиньковский Александр Тихонович 

(54) РОТОР АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ 

Использование: электротехника, конструкции электрических машин. Пакет магнитопровода ротора набран из листов 5 с полузакрытыми пазами 6, ось симметрии щели 7 каждого паза смещена относительно оси симметрии паза на величину a/n, где a - ширина щели паза; n - натуральное число, находящееся в диапазоне > n > 2. При этом каждый последующий магнитопровод прилегает к предыдущему противоположной стороной. Изобретение позволяет улучшить энергетические характеристики асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором. 3 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электротехнике.

Известны короткозамкнутые роторы асинхронных электродвигателей, магнитопроводы которых содержат листы с закрытыми, полузакрытыми, открытыми или чередующимися по внешней поверхности закрытыми и полузакрытыми пазами.

Недостатками асинхронных электродвигателей с указанными роторами являются большой пусковой ток и малый пусковой вращающий момент, вызванные малым активным сопротивлением ротора в момент пуска, и ограничению числа пазов листов четным количеством.

Наиболее близким техническим решением является ротор асинхронного электродвигателя, магнитопровод которого содержит листы с полузакрытыми пазами. В момент пуска в результате эффекта вытеснения тока к наружной поверхности электропроводных стержней увеличивается их активное сопротивление, что приводит к уменьшению пускового тока и увеличению пускового момента. Вместе с тем увеличение активного сопротивления электропроводных стержней зависит от ширины щели паза листов магнитопровода, которая определяется конструкцией и технологией изготовления листов.

Цель изобретения - уменьшение пускового тока и увеличение пускового момента асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором.

Это достигается тем, что ротор асинхронного электродвигателя содержит магнитопровод из листов с полузакрытыми пазами, в котором каждый последующий лист прилегает к предыдущему противоположной стороной, при этом ось симметрии щели каждого паза листов смещена относительно оси симметрии паза на величину a/n, где a - ширина щели паза, а n - натуральное число в диапазоне 2 < n < .

В результате смещения оси симметрии щели каждого паза листов от оси симметрии паза на величину a/n, 2 < n < уменьшается площадь сечения наружной части электропроводного стержня в местах соприкосновения листов друг с другом. Это происходит потому, что при получении электропроводных стержней методом литья металл заполняет пазовые отверстия в листах и полностью повторяет их форму.

Площадь S сечения наружной части электропроводного стержня до смещения щелей в пазах следующая:

S = a h, где h - высота щели.

Активное сопротивление наружной части электропроводного стержня обмотки короткозамкнутого ротора обратно пропорционально площади Smin сечения, которая после смещения оси симметрии щели каждого паза листов определяется уравнением

Smin= S - h= ah - h= ah 1- = a1h, (1) где a1= a1- .

Ограничение значения n справа n < является необходимым условием предлагаемого технического решения, так как при n = оно вырождается в известное (прототип).

Ограничение значения n слева 2 < n накладывается значением a1, которое не может быть равным нулю (a1 = 0 при n = 2).

Вследствие эффекта вытеснения ток в электропроводных стержнях при пуске протекает в малом поверхностном слое, уменьшение сечения которого приводит к уменьшению пускового тока и увеличению пускового момента.

В предлагаемом техническом решении увеличение активного сопротивления поверхностной части электропроводного стержня достигается также и за счет увеличения пути прохождения тока (любая кривая длиннее прямой).

Технические решения, связанные с уменьшением пускового тока и ростом пускового момента за счет увеличения активного сопротивления электропроводных стержней обмотки ротора в момент пуска, известны и указаны в качестве аналогов и прототипа. Однако, в указанных технических решениях улучшение характеристик происходит либо за счет механического сдвига одинаковых листов относительно друг друга, либо за счет формы листа, которая постоянна по всей длине ротора.

В заявляемом техническом решении применение листов с полузакрытыми пазами характеризуется новым признаком, а именно смещением оси симметрии щели каждого паза листов от оси симметрии паза на величину a/n.

В предлагаемом техническом решении имеют место и другие признаки, которые не обнаруживаются в известных решениях: каждый последующий лист прилегает к предыдущему противоположной стороной; площадь сечения наружной части электропроводного стержня в местах соприкосновения листов друг с другом меньше площади сечения щели паза; увеличение пути тока (за счет чего также происходит рост активного сопротивления электропроводного стержня в момент пуска) наблюдается в горизонтальной плоскости (по окружной поверхности ротора).

Предлагаемое техническое решение приводит также к улучшению других характеристик двигателя, в том числе к уменьшению ЭДС зубцовых гармоник. Как известно, наличие пазов и зубцов на статоре приводит к появлению в магнитном поле зубцовых гармоник, которые ухудшают характеристики двигателя. Чтобы уменьшить зубцовые ЭДС применяют скос пазов ротора.

Поверхностый слой электропроводного стержня можно представить как сумму скошенных участков (скос на величину a-a1), создаваемых двумя рядом расположенными листами. Расстояние между центрами двух рядом расположенных щелей паза, исключая те, которые находятся в крайних листах, принимают за длину c скошенного участка.

c= , (2) где a1 - ширина наиболее узкого участка поверхностного слоя электропроводного стержня;

b - толщина листа (длина щели паза).

При переходе скошенного участка через зубец и паз магнитное поле зубцовых гармоник меняет полярность, вследствие чего по краям скошенного участка индуцируются противоположные по направлению ЭДС, которые складываются и их суммарное значение уменьшается.

При штамповке роторных листов нередко возникает, так называемая "тарельчатость", которая отрицательно влияет на характеристики двигателя (из-за одностороннего смещения наружной части ротора вдоль оси и увеличения воздушного зазора между ротором и статором и т. д. ).

В предлагаемом техническом решении за счет того, что каждый последующий лист магнитопровода прилегает к предыдущему противоположной стороной, отрицательное влияние "тарельчатости" в значительной степени устраняется. Пакет магнитопровода не смещается вдоль оси ротора в одну сторону, а увеличение длины ротора за счет "тарельчатости" легко уменьшается продольным сжатием магнитопровода.

На фиг. 1 представлен предлагаемый ротор, продольный разрез; на фиг. 2 - лист магнитопровода; фиг. 3 - паз листа и электропроводный стержень при n = 3, вид сверху.

Ротор асинхронного двигателя содержит вал 1, на котором насажен магнитопровод 2, и обмотку, состоящую из электропроводных стержней 3, расположенных в пазах магнитопровода 2, и двух короткозамыкающих колец 4. Магнитопровод 2 набран из листов 5 с полузакрытыми пазами 6, имеющими с внешней стороны щели 7, смещенные относительно оси симметрии паза.

В момент пуска электродвигателя в результате эффекта вытеснения ток вытесняется на наружную поверхность электропроводного стержня с увеличенным за счет смещения оси симметрии щели каждого паза относительно оси симметрии паза активным сопротивлением. При этом путь тока по наружной поверхности (на фиг. 3 показан стрелками) больше, чем по прямой, что также равносильно увеличению активного сопротивления электропроводного стержня. (56) ОСТВ 16 0.510.052 = 80. Универсальные асинхронные электродвигатели. Технические условия. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



РОТОР АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ, содержащий магнитопровод из листов с полузакрытыми пазами, отличающийся тем, что каждый последующий лист магнитопровода прилегает к предыдущему противоположной стороной, при этом ось симметрии щели каждого паза смещена относительно оси симметрии паза на величину a / n, где a - ширина щели паза, мм, а n - натуральное число, находящееся в диапазоне 2<n<




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