Массивный ротор асинхронного двигателя

союз сОВетскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) 02 К 1 йПатКНТЧО тгГкй ьГ Г, г,ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТО РСК СВИДЕТЕЛЬСТВУ линдр 3 и втулку из железомедного сплава 3 с торцевыми короткозамыкэгощими кольцами 5, Втулка 2 состоит из двух одинаковых частей, соединенных между собой злектрически в центральной плоскости ротора. Ъдельное содержание меди в сплаве материала втулки монотонно увеличивается от центра к торцам. Удельное сопротивление сплава в центре составляет 1,6-1,7 сопротивления на торцах, Внешнийдиаметр втулки на торцевых участках монотонно уменьшается к торцам. Приведены формулы для определения радиальной толщины втулки и стального цилиндра. 1 ил. содержит лъной ци 01 ГОСУДАРСТВЕН.ЮЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(12) .А.М.Олейников. В.Ф.Аксенов С.Б.Смирнов, А.Б.Сафронов и Г.А.Чебыкин (56) Авторское свидетельство СССР М 246662, кл. Н 02 К, 1967.Авторское свидетельство СССР (Ф 1023534, кл. Н 02 К 1/28, 1980,Могильников В.С. и др. Асинхронные двигатели с двухслойным ротором и их применение. М.: Энергоатомиздат, 1983, с. 119. (54) МАССИВНЫЙ РОТОР АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ5 10 15 20 25 Ь 2= (0,7 - 0,9) 30 Изобретение относится к электротехнике, в частности к асинхронным двигателям с массивным двухслойным ротором.Цель изобретения - улучшение энергетических показателей и повышение эффективности использования двигателя с массивным двухслойным ротором,Поставленная цель достигается в результате того, что в роторе асинхронного двигателя, который содержит шихтованный сердечник с насаженной на него рабочей втулкой с торцевыми короткозамыкающими кольцами, предусмотрены следующие конструктивные отличия;1) втулка выполняется иэ двух расположенных цилиндров, причем наружный, называемый рабочей втулкой, имеет толщину .в радиальном направлении О, ) 9,1 в 9,9 ) 1сОио,и 1 Б внутренний стальной цилиндр имеет толщи- ну О = ) 9,1 - 9,9 ) ъ Ли/со,и 2 Я где р 1 - среднее удельное электрическое сопротивление материала рабочей втулки;,и 1 - средняя относительная магнитная и рони цаемость материала рабочей втул ки;р 2 - удельное электрическое сопротивление материала цилиндра;,и 2 - относительная магнитная проницаемость материала цилиндра; ро - магнитная постоянная; 5 - скольжение в номинальном режиме. 2) рабочая втулка составлена из двух одинаковых частей, изготовленных из келезо-медного сплава, расположенных симметрично и соединенных между собой электрически в центральной плоскости ротора, в каждой части втулки содеркание меди в сплаве монотонно увеличивается от центра к торцам так, что удельное электрическое сопротивление сплава в центре составляет 1,6-1,7 удельного сопротивления на торцах,3) внешний диаметр втулки на торцевых участках монотонно уменьшается к торцам так, что величина воздушного зазора между ротором и статором в торцевой части составляет 1,6-1,7 зазора в центральной части.На чертеже показан параллельный разрез ротора,Пунктиром на чертеже условно показан статор (1), Ротор состоит из рабочей втулки (2). внутреннего цилиндра (3) шихтованного сердечника (4) и медных колец (5), Вал (6) объединяет все элементы ротора. 35 40 45 50 55 Рабочая втулка ротора (2) составлена из двух одинаковых частей. Они выполнены из двух отливок железо-медного сплава и расположены симметрично на внутреннем цилиндре (3) таким образом. что участки с большим содержанием меди (нижние части отливок) находятся на торцах ротора, а участки с меньшим содержанием меди (верхние части отливок) находятся в центральной плоскости ротора, где они соединены между собой электрически, например спаяны, Распределение меди по высоте каждой из отливок, составляющих рабочую втулку таково. что их удельное сопротивление в центре составляет 1,6-1,7 удельного сопротивления на торцах. Внешний диаметр втулки на торцевых участках монотонно уменьшается к торцам, так что величина воздушногозазора между ротором и статором в торцевой части составляет 1,6-1,7 зазора в центральной части.Толщина рабочей втулки в радиальном направлении равна 1 . ) 9,1 - 9,9 )и иор 1 Я толщина стального цилиндра СО/Со /4 ЯРабочая втулка и стальной цилиндр насажены втугую на шихтованный сердечник (4) и соединены по торцам медными короткозамыкающими кольцами. Размеры. этих колец определяются расчетом.Физические процессы в роторе описываются следующими взаимодействиями, Вращающееся магнитное поле взаимоиндукции, создаваемое обмоткой статора, пронизывает рабочую втулку ротора и замыкается по шихтованному сердечнику, имеющему высокую магнитную проницаемость. Это поле индуктирует в рабочей втулке вихревые токи, имеющие осевые и тангенциальные составляющие. Электромагнитный момент на роторе образуется в результате взаимодействия нормальной составляющей магнитной индукции поля и осевой составляющей тока. Чем больше названные составляющие, тем больше электромагнитный момент, Увеличению нормальной составляющей индукции способствует постоянное увеличение магнитной проницаемости по глубине ротора, что обусловлено соотношением и 1 с и 2 с,и ш (,и а - магнитная проницаемость шихтованного сердечника). Магнитное поле как бы "засасывается" вглубь ротора. Увеличению осевой составляющей тока способствует постоянное1823075 Ьг=(0,7 - 09) т/ р= И/о 1 ) толщина стального цилиндра 25Формула изобретенияМассивный ротор асинхронного двигателя, содержащий шихтованный сердечник и втулку из железо-медного сплава с торцевыми короткозал 1 ыкающими кольцами, о т л иСоставитель А.ОлейникосТехред М,Моргентал Корректор М. Шароши Редактор Заказ 2183 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Рэушскэя наб., 4/5 Произаолстаенно.излатееескиа комбинат Патент", г, Ужгород, уе,Гагаргггга, 101 уменьшение удельного электросопротивления к периферии ротора: тангенциальные составляющие тока как бы "отсасываютсяи к торцевым короткозэмыкающим кольцам из меди и эквивалентное сопротивление ротора уменьшится. увеличение воздушного зазора на торцах ротора приводит к снижению поверхностных потерь именно в зоне действия магнитных индукций, Одновременно снижаются тормозные моменты от взаимодействия высших гармоник магнитной индукции, обусловленных зубчатостью статора и другими причинами, и соответствующих им токов ротора. В целом механическая характеристика двигателя становится более жесткой, потери снижаются, а КПД и коэффициент мощности растут.Ротор обладает следующими преимуществами более полное использование активной части ротора эа счет оптимального сочетания электромагнитных свойств и геометрических соотношений рабочей втулки и внутреннего цилиндра,Использование эффекта электрической и магнитной аниэотропии, достигаемые за счет использования естественного неравномерного распределения меди и железа при отливке сплава путем расположения этих отливок на роторе при его сборке.Эти технические преимущества направлены на улучшение энергетических показателей и повышения эффективности использования двигателя. ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения энергетических показателей и повышения мощности, ротор снабжен стальным цилиндром, расположенным между шихтованным5 цилиндром и втулкой, втулка состоит из двуходинаковых частей, соединенных между собой электрически в центральной плоскости ротора, в каждой части втулки содержание меди в сплаве монотонно увеличивается от 10 центра к торцам так, что удельное электрическое сопротивление сплава в центре составляет от 1.6 до 1,7 удельного сопротивления на торцах, внешний диаметр втулки на торцевых участках монотонно 15 уменьшается к торцам так, что величинавоздушного зазора между ротором и статором в торцевой части составляет от 1,6 до 1,7 зазора в центральной части, толщина рабочей втулки в радиальном направлении 20 равна Ь 2= (0,7 - 0,9) РгВРОРн 5 где р 1 - среднее удельное электрическое сопротивление материала рабочей втулки; 30 уг 1 - средняя отно 1;ительнал магнитная проницаемость материала рабочей втулки;рг - удельное электрическое сопротивления материала цилиндра;ро - относительная магнитная проницаемость материала цилиндра; /.д магнитная постоянная, .л - скольжение в номинальном режиме; ы - угловая частота,