электрическая машина переменного тока

Формула изобретения

1. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащая ротор с валом, на котором закреплен вентилятор, охваченный кожухом, сердечник статора с обмоткой, набранный из листов электротехнической стали, имеющих по наружному диаметру лунки, подшипниковые щиты, отличающаяся тем, что сердечник статора скреплен по торцам стойками с выступами, к которым прикреплены подшипниковые щиты, а в каждой из лунок установлены ребра жесткости, жестко соединенные с сердечником статора и стойками.

2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что в каждой из лунок сердечника статора установлены под углом друг к другу два ребра жесткости, жестко соединенные между собой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано, например, в асинхронных электродвигателях мощностью от 0,6 до 10 кВт.

Известен бескорпусной асинхронный электродвигатель малой мощности, состоящий из сердечника статора с обмоткой, ротора, подшипниковых крышек, через отверстия в которых проходят стяжные винты с гайками причем листы сердечника статора скреплены между собой в осевом направлении посредством проварки по наружному диаметру, а сам сердечник статора удерживается от проворачивания в окружном направлении за счет сил трения между опорными кольцами подшипниковых крышек и сердечником статора, возникающих при затяжке гаек стяжных винтов [1]

Существенным недостатком такой конструкции является невозможность ее применения для класса электрических машин мощностью от 0,6 до 10 кВт, что связано с недостаточной жесткостью конструкции в осевом и радиальном направлении (усилие опрессовки сердечников статора не менее 10000 Н, а также наличие значительных радиальных сил механического и электромагнитного происхождения), а также недостаточностью сил трения для удержания сердечника статора от проворачивания в окружном направлении.

Ближайшей по технической сущности и достигаемому эффекту является конструкция асинхронного электродвигателя мощностью от 0,6 до 10 кВт, состоящего из сердечника статора с обмоткой, ротора, подшипниковых щитов, литого алюминиевого оребренного корпуса с лапами, причем листы сердечника статора скреплены между собой в осевом направлении проваркой по наружному диаметру, а сам сердечник статора впрессован в литой алюминиевый оребренный корпус, что удерживает сердечник от проворачивания в окружном направлении, при этом литой оребренный корпус обеспечивает жесткость конструкции двигателя в осевом и радиальном направлении [2]

Недостатками такой конструкции являются наличие литого оребренного корпуса с лапами и, как следствие, усложнение технологии изготовления, рост расхода дефицитных цветных металлов и цены двигателя, а также жестко заданные размеры между отверстиями в лапах, что исключает возможность ее применения в качестве привода ряда специальных механизмов.

Изобретение направлено на решение задачи разработки бескорпусной конструкции электрической машины переменного тока мощностью от 0,6 до 10 кВт с улучшенной технологичностью, потребительскими свойствами и меньшей себестоимостью.

Предложенная электрическая машина переменного тока содержит ротор с валом, на котором закреплен вентилятор, уплотненный по наружному диаметру кожухом, сердечник статора с обмоткой, набранный из листов электротехнической стали, имеющих по наружному диаметру технологические лунки и подшипниковые щиты. При этом отличительные признаки предлагаемой электрической машины следующие. Сердечник статора скреплен по торцам стойками с выступами, к которым прикреплены подшипниковые щиты и лапы, а в технологические лунки сердечника статора вставлены под углом друг к другу два ребра жесткости, причем ребра жестко соединены с каждой из стоек, а в лунке ребра жестко соединены между собой и с сердечником статора.

Указанная совокупность отличительных признаков приводит ввиду отсутствия оребренного корпуса, к снижению расхода дефицитных цветных металлов, снижению себестоимости двигателя, улучшению потребительских качеств за счет свободы в выборе расстояния между местами крепления двигателя к фундаментным плитам.

На фиг. 1 и 2 изображена электрическая машина переменного тока, содержащая ротор 1 с валом 2, на котором закреплен вентилятор 3, уплотненный по наружному диаметру кожухом 4, сердечник статора 5 с обмоткой 6, набранный из листов электротехнической стали, имеющих по наружному диаметру технологические лунки 7, подшипниковые щиты 8. При этом сердечник статора 5 скреплен по торцам стойками 9 с выступами 10, к которым прикреплены подшипниковые щиты 8 и лапы 11, а в технологические лунки 7 сердечника статора 5 вставлены ребра 12 жесткости, которые жестко соединены с каждой из стоек 9, а в лунке 7 ребра 12 жестко соединены между собой и с сердечником статора 5.

Работа электрической машины переменного тока основана на принципе электромагнитного взаимодействия между статором и ротором. При этом в машине выделяются следующие виды потерь: механические, электрические в обмотке статора 5 и ротора 1, магнитные в сердечнике статора 5 и ротора 1. Потери в машине снимаются с помощью внутренней и наружной вентиляционных систем. Причем внутренняя циркуляция воздуха создается за счет вентиляционного эффекта вращающихся частей ротора 1, а наружная осуществляется вентилятором 3, засасывающим воздух из окружающей среды и направляемым посредством кожуха 4 вдоль сердечника статора 5. Сердечник статора 5 набирается на центрирующую оправку, при этом наружная поверхность сердечника не протачивается и характеризуется повышенной шероховатостью. Поэтому обдув сердечника статора 5 производится сильно турболизованным воздушным потоком, что обеспечивает повышенный теплосъем с его поверхности. Приварка лап 11 к стойкам 9 позволяет обеспечить сверловку отверстий под крепежные болты по усмотpению потребителя. Приварка ребер 12 жесткости, расположенных под углом друг к другу, к стойкам 9, а также сварное соединение ребер между собой и с сердечником 5 в лунках 7 обеспечивают абсолютную жесткость машины.

Для предлагаемой конструкции были составлены алгоритм и программа уточненного теплового и вентиляционного расчета. Тепловой расчет асинхронного электродвигателя мощностью 4 кВт, 3000 об/мин (синхр.) для одних и тех же размеров активной части сердечника и обмоток для предлагаемой конструкции и прототипа с оребренным корпусом (асинхронный двигатель 4А МА 100S2Y3) показал, что превышение температуры обмотки статора над температурой окружающего воздуха в предлагаемой конструкции всего на 1^оС. выше, чем в прототипе. При этом масса электродвигателя предлагаемой конструкции меньше массы прототипа на 2 кг.

Изобретение применено в опытном образце электродвигателя мощностью 4 кВт, 3000 об/мин (синхр.). Испытания показали, что параметры электродвигателя соответствуют нормируемым ГОСТ 183-74 и ГОСТ 28330-89.