ротор асинхронного короткозамкнутого электродвигателя
Классы МПК: | H02K1/22 вращающиеся части магнитной цепи H02K1/26 сердечники ротора с пазами для обмоток |
Автор(ы): | Макаров Л.Н., Ахунов Т.А., Попов В.И. |
Патентообладатель(и): | Акционерное общество открытого типа "Ярославский электромашиностроительный завод" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1993-11-18 публикация патента:
27.03.1997 |
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.
Рисунок 1
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.Описание изобретения к патенту
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)
![ротор асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, патент № 2076425](/images/patents/396/2076425/2076425-2t.gif)
где f1 частота напряжения сети (Гц);
![ротор асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, патент № 2076425](/images/patents/396/2076010/956.gif)
![ротор асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, патент № 2076425](/images/patents/396/2076010/960.gif)
![ротор асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, патент № 2076425](/images/patents/396/2076001/183.gif)
![ротор асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, патент № 2076425](/images/patents/396/2076036/947.gif)
![ротор асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, патент № 2076425](/images/patents/396/2076001/183.gif)
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+(xр
![ротор асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, патент № 2076425](/images/patents/396/2076001/183.gif)
![ротор асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, патент № 2076425](/images/patents/396/2076001/183.gif)
![ротор асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, патент № 2076425](/images/patents/396/2076001/183.gif)
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
![ротор асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, патент № 2076425](/images/patents/396/2076425/2076425-3t.gif)
![ротор асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, патент № 2076425](/images/patents/396/2076425/2076425-4t.gif)
![ротор асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, патент № 2076425](/images/patents/396/2076425/2076425-5t.gif)
![ротор асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, патент № 2076425](/images/patents/396/2076036/947.gif)
![ротор асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, патент № 2076425](/images/patents/396/2076001/183.gif)
![ротор асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, патент № 2076425](/images/patents/396/2076001/183.gif)
![ротор асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, патент № 2076425](/images/patents/396/2076001/8776.gif)
![ротор асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, патент № 2076425](/images/patents/396/2076425/2076425-6t.gif)
К хр/хп qп/qр или
хp
![ротор асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, патент № 2076425](/images/patents/396/2076001/183.gif)
![ротор асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, патент № 2076425](/images/patents/396/2076001/183.gif)
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.
Класс H02K1/22 вращающиеся части магнитной цепи
Класс H02K1/26 сердечники ротора с пазами для обмоток