Асинхронный электродвигатель

Союз Советски Социалистически Республик(51)М. Кл.з Н 02 К 17/02 Государственный комитет СССР но ямам изобретений н открытий(54) АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ Изобретение относится к электрическим машинам и может быть использовано для привода различных исполнительных механизмов и других устройств.5Известны асинхронные электродвигатели, состоящие из статора с обмотками, ротора в виде полого стакана, закрепленного донной частью на валу, и внутреннего магннтопровода, служа О . щего для уменьшения магнитного сопротивления потоку, проходящему через воздушный зазор 13.Недостаток известных асинхронных электродвигателей - невысокая надеж ность, обусловленная незначительной жесткостью ротора, имеющего консольную установку на валу и тонкие стенки, которые легко деформируются. , Это вызывает необходимость сравнитель.20 но большого суммарного воздушного зазора с целью исключения возможности соприкосновения ротора при его радиальных деформациях со статором или внутренним магнитопроводом, . 25 вследствие чего известные электродвигатели имеют низкие энергетические показатели, в частности большой намагничивающий ток и низкий коэффициент мощности. Кроме того, отсут ствие принудительного охлаждения обуславливает низкие удельные выходные показатели на единицу веса.Наиболее близок к предлагаемому асинхронный электродвигатель, в котором внутренний магннтопровод выполнен точеным из магнитной стали, установлен на дополнительных подшипниках с воэможностью независимого вращения н представляет собой ферромагнитный вспомогательный ротор. На торце вспомогательного ротора укреп лен вентилятор, обеспечивающий интен" сивный отвод тепла при всех режимах работы рабочего полога ротора, включая тормозной режюв 21 .Недостаток известного электродвигателя - низкая надежность,обусловленная,незначительной жесткостью рабо-чего ротора, и низкие энергетические показатели, обусловленные большим суммарным воздушным зазором.Цель иэобрвтения - повьаиение надежности и энергетических показателей асинхронного электродвигателя с полным рабочим ротором.Поставленная цель достигается тем, что между консольным концом рабочего ротора и вспомогательным ротором установлены элементы стабилизирующие Воздушный зазор, выполненные в виде упоров из изоляционного материала, которые закрепленыв кольцевых проточках на поверхности вспомогательного Ротора, или ввиде подшипников. На фиг. 1 изображен предлагаеьюй электродвигатель со стабилизирующими упорами, общий вид на Фиг. 2 - вариант с упором в виде подшипника.Статор 1 с обмотками 2 запрессован в корпус 3, Рабочий ротор 4 имеет Форму стакана и выполнен заодно со ступицей 5, жестко закрепленной на валу 6, Вал 6 установлен на подшипниках 7 и Ы. Вспомогательный Ферромагнитный ротор 9 через подшипники 10 и 11 установлен на ступице 12 подшипникового щита 13. На внешней поверхности вспомогательного ротора 9 выполнены кольцевые проточки, в которых расположены кольцевые упоры14, выполненные из изоляционного материала с низким коэффициентом трения, например, из тефлона. Для. охлаждения машины на вспомогательном роторе 9 установлен центробежный вентилятор 15, а в рабочем роторе 4 и подшипниковых щитах 13 и 16 выполнены вентиляционные окна 17, 18 и 19. Для повышения технологичности конструкции вместо кольцевых упоров 14 установлен подшипник 20,Электродвигатель предлагаемой конструкции работает следующим образом.При подаче напряжения на обмотки2 статора 1 рабочий ротор 4 и вспомогательный ротор 9 начинают вращаться. Поскольку рабочая часть ротора 4 имеет вид тонкостенного консольного цилиндра, то электромагнитные силы, действующие на ротор 4, вызывают его радиальные деформации, особенно в пиковых режимах работы, например, при реверсе. Радиальные деформации при вращении вызываются и за счет центробежных сил, обусловленныхтехнологическим эксцентриситетом, раэностенностью и неравномерностьюнагревания рабочей части ротора 4,Особенно резко радиаЛьные деформации воэрастат при работе с частотой вращения, равной или кратной частоте собственных колебаний ротора 4, т.е,в режиме резонанса. Тем самым, рабочая цилиндрическая часть ротора 4 ,упруго деформируется, приобретая эллипсоидное поперечное сечение, При э.том ротор 4 начинаеу проскаль. зывать по Фракйионным упорам 14,препятствующим его дальнейшим деформациям и не позволяющим соприкоснуться ему со статором 1, С этой же целью между консольным концом рабочего ротора 4 и вспомогательным ротором 9 может быть установлен дополнительный подшипник 20, корректирующийнесимметрию консольной рабочей части 5 19 15 20 ЗО 35 40 4 0 Я 40 ротора 4 относительно собственнойоси, чтоо особенно важно в случаевыполнения рабочего ротора 4 из ферромагнитного материала так как ужепри небольшом эксцентриситете можетпроизойти прилипание ротора 4. Поскольку коэффициент трения материалафрикционных упоров 14 имеет низкоезначение, то механический контактмежду роторами 4 и 9 не приводит кпластическим деформациям и механическому повреждению рабочего пологоротора 4 и практически ие увеличивает его момент инерции. Центробежный вентилятор 15 при вращении ро-" тора 9 обеспечивает интенсивное охлаждение электродвигателя во всех режимах работы рабочего ротора 4, включая стопорный,Надежность предлагаемого устройстваповышается за счет увеличения жесткости рабочего полого ротора и уменьшения его вибрации, что достигается установкой дополнительного подшипника между консольным концом рабочего ротора и вспомогательным ротором или Фрикционных упоров иа внешней поверхности последнего, Благодаря тому, что дополнительный подшипник выполнен . из нержавевщей стали, он является немагнитным, при этом отсутствует магнитное притяжение его обойм.Поскольку относительные частоты вращения обойм этого подшипника в большинстве рабочих режимов электродвигателя .невелики, то потери в нем также незначительны.таким образом, установка дополнительного подшипийка практически йе увеличивает момента инерции рабочего ротора. С этой же целью Фрикцнонные упоры выполнены иэ материаяа с низким значением коэффициента трения. Поскольку эти упоры установлены в кольцевых проточках, выполненныхв вспомогательном роторе, то наличиеэтих проточек улучшает энергетические характеристики вспомогательногоротора за счет уменьшения потерь внем от токов, обусловленных зубцовыми гармониками поля, Установка укаванных элементов позволяет стабилизировать суммарный воздушный зазори выполнить его меньшим по сравнени с известными электродвигателями,а следовательно, улучшить энергетические показатели, в частности уменьшить намагничивающий ток, поднять коэффициент мощности и полезного действия. Кроме того, они позволят повышать мощность электродвигателяпутем увеличения длины рабочего ротора без увеличения его диаметра ивеличины воздушных зазоров, что позволяет поднять быстродействие привысоких энергетических показателях. При этом в зависимости от длины рабочего ротора, фрикционные упоры истабилизирующий подшипник могут при851668 формула изобретения 1 В 17 НИИПИ Заказ 6382/82 Тираж 730 Подпис Филиал ППП "Патентф, г.ужгород, ул.Проектная,меняются как раздельно друг от друга, так и совместно. Аналогично эти элементы могут применяться и в известных электрических двигателях с полыми ротором и неподвижным внутренним ,магнитопроводсм.Таким образом, предлагаемый электродвигатель имеет расширенную область применения, например, может применяться в устройствах, подвергающихся вибрациям и ударам. 1, Асинхронный электродвигатель, содержащий коаксиально расположен ные в корпусе статор с обмотками, закрепленный консольно полый рабочий и внутренний вспомогательный роторы, установленные с возможностью независимого вращения, вентилятор, уста- щ иовленный на вспомогательном роторе, и подшипниковые щиты, о т л и ч афющ и й с я тем,что, с целью повышения надежности и энергетических показателей, между рабочим и вспомогательным роторами расположен по меньшеймере один выполненный нз материала снизким коэффнци н том трения кольцевой упор, препятствующий деформацииполого ротора и стибилизирующнй воздушный зазор.2, Электродвигатель по и, 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что вспомогательный ротор имеет на наружнойповерхности кольцевые проточки, вкоторых расположены упомянутые кольцевые упоры.3, Электродвигатель по пп, 1 и 2,о т л н ч а ю щ и й с я тем, чтоупор, расположенный со стороны свободного конца консольно закрепленно-го полого ротора, выполнен в видеполшипника,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Лопухина Е.М Солихина Г.С.Асинхронные микромашины с полым ротором. М., 1967, с.123-127.2, Авторское свидетельство СССР9 274216, кл. Н 02 К 17/02, 1970.