Асинхронный двухроторный электродвигатель

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик(51)М. Кл. Н 02 К 16/02 с присоединением заявки,% Гвсудврстеекньа комитет СССР во делен изобретений и открытий(53) УДК 621.313. .713088.8) Дата опубликования описания 28.02.83(5)т) АСИНХРОННЫЙ ДВУХРОТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛ 1Изобретение относится к электрическим машинам и может быть использовано для привода различных исполнительных механизмов.Известны асинхронные электродвигатели, состоящие из статора с обмотками и концентрично расположен- . ных полого рабочего и ферромагнитного вспомогательного роторов, которые механически не связаны между собой и могут вращаться с различной частотой. Вспомогательный ротор является внутренним ярмом для замыкания магнитного потока и обеспечивает одновременно интенсивное охлаждение электродвигателя при любых режимах работы рабочего ротора, включая работу его на упор 1 .Недостатком данных электродвигателей является то, что они имеют незначительный пусковой момент. Кроме того, электромагнитный момент вну реннего ротора используется только для вращения вентилятора и пеоемещения оШ вует а валу,Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является также асинхронный двухроторный электро. двигатель, содержащий статор с обмотками, вал с жестко установленным на нем ра бочим полым ротором, вспомогательныйротор с вентилятором, расположенный во внутренней полости рабочего ротора и соединенный с валом посредством подшипников, центробежный регулятор с тормозными колодками и тормозное кольцо, жестко установленное в подшипниковом щите. Центробежный ре.гулятор выполнен в виде втулки, жестко установленной на валу, и закрепленных на ней упругих элементов в виде ленточных и витых пружин, посредством которых втулка соединена с тормозными колодками, причем последние размещены между тормозным кольцом и ступицей вентилятора, а сопряхлаждающего воздуха и не участ в создании полезного момента нгаемые поверхности колодок, кольца иступицы покрыты фрикционным материалом 23.Недостатком укаэанного электродвигателя является то, .что рабочий полый ротор имеет значительный моментинерции вследствие установки непосредственно на его валу центробежного регулятора. За счет этого снижается чувствительность и быстродействие отработки управляющего сигнала,что сужает область применения этогоэлектродвигателя. При работе рабочегоротора на упор вспомогательный ротортакже не вращается, поскольку он кинематически посредством центробежного регулятора связан с рабочим ротором. Тем самым эффективность вентиляции резко падает, что приводит кзначительному увеличению перегрева 20всей машины.Цель изобретения - улучшение эксплуатационных характеристик двухроторного асинхронного электродвигателяпутем уменьшения суммарного момента 25инерции рабочего ротора и улучшениярегулировочных свойств.Поставленная цель достигается тем,что в асинхронном двухроторном электродвигателе, содержащем статор с 39обмотками, вал с закрепленным на немрабочим ротором, выполненным в видеполого стакана со ступицей, вспомогательный ротор, установленный свозможностью независимого вращения,вентилятор, закрепленный на вспомогательном роторе, центробежный регулятор с контактными колодками и контактное кольцо, центробежный регулятор установлен на вспомогательномроторе, а контактное кольцо установлено на.валу рабочего ротора.Контактное кольцо может быть выполнено в виде ступицы рабочего ротора,Для регулирования величины пускового момента на валу и его динамических характеристик контактное кольцоможет быть выполнено в виде конусной втулки и установлено с возможностью осевого перемещения вдоль вала относительно контактных колодокцентробежного регулятора.Иа фиг, 1 изображен электродвигатель, разрез; на фиг, 2 - вариантэлектродвигателя с конусной втулкой;Ина фиг. 3 - вспомогательный ротор,поперечный разрез,Статор 1 с обмотками 2 запрессован в корпус 3. Рабочий ротор 4, выполненный в виде полого стакана со ступицей 5, закреплен ча валу 6 и имеет в торцовой части вентиляционные отверстия 7Вал 6 установлен в подшипниковых щитах 8 и 9 на подшипниках 10 и 11. Вспомогательный ферромагнитный ротор 12 установлен на цилиндрической части 13 подшипникового щита 9 на подшипниках 14 и 15 На торце ротора 12 установлен центробежный вентилятор 16. Во внутренней полости ротора 12 жестко установлен центробежный регулятор 17, который состоит из основания 18, в котором выполнены центральное 19 и боковые 20 вентиляционные окна, рычагов 21, установленных с воэможностью поворота относительно неподвижных осей 22, контактных колодок 23, покрытых слоем фрикционного материала 24, неподвижных ограничительных упоров 25 и витых пружин 26, прижимающих колодки 23 к ступице 5 ротора 4. Ступица 5 покрыта в зоне контакта с. колодками .23 фрикционным слоем 27 и выполняет таким образом функции контактного кольца ( фиг.1 ), В подшипниковых шитах 8 и 9 выполнены вентиляционные окна 28 и 29, Для обеспечения возможности регулирования пускового момента контактное кольцо 30выполнено конусным и установлено свозможностью осевого перемещенияфиг.2 ). Контактное кольцо 30 прижичается пружиной 31 к регулировочой гайке 32. Посредством последней регулируется осевое положение контактного кольца 30 относительно контактных колодок 23 и тем самым изменяетсяусилие их сжатия. Угол наклона внешней поверхности, длина и осевой ход контактного кольца 30 выбраны таким образом, что в одном крайнем его положении ( крайнее правое .на фиг.2)усилие сжатия контактных колодок и кольца равно нулю, т,е. они не соприкасаются, Рычаги 21 при этом упираются в ограничительные. упоры 25. В. другом крайнем положении кольца (крайнее левое на фиг.2) 30 усилие сжатия равно максимальному значению, на которое настроены пружины 26, выбираемому исходя из номинальных крутящих моментов роторов 4 и 12, причем рычаги 21 при это. Упираются в цилиндрическую часть основания 13. Предлагаемый электродвигатель работает следующим образом.5 1001При подаче напряжения на обмотки 2 статора 1 на рабочий 4 и вспомогательный 12 роторы начинают действовать электромагнитные силы, стремящиеся привести их во вращение. При этом 5 в зависимости от усилия прижатия контактных колодок 23 к контактному кольцу 30, на вал действует суммарный крутящий момент И обоих роторов 4 и 12 равный 1 ОПРм"пьпр пусковой момент рабочегтора 4;Ип - пусковой момент вспомогательного ротора 12;К 0-1 - коэффициент передачи момента ротора 12 валу 6, определяемый геометрией контактирующих поверхностей свойствами фрикционного материала, усилием прижатия 20 т.е. осевым положением кольца 30.Пусть в исходном состоянии колодки 23 прижаты с определенным усилием к кольцу 30. Тогда на валу 6 при пуске развивается момент, равный И Ъ М пР,15 По мере увеличения частоты вращения ротора 12 рычаги 21 центробежного регулятора 17, преодолевая сопротивление пружин 26, под действием центробежных сил повернутся относительно 30 осей 22 вращения и усилие прижатия контактных колодок 23 к контактному кольцу 30 уменьшится, При достижении ротором 12 определенной частоты вращения, на которую настроены пружины 26 и выставлено .аксиальное положение кольца 30, колодки 23 полностью отойдут от кольца 30, В дальнейшем, независимо от величины нагрузки на валу Ь рабочего ротора 4, а также в определенном диапазоне измвнения подводи. мого напряжения питания, вспомогательный ротор 12 вращается независимо от рабочего ротора 4. Это обеспечивает высокие чувствительность и динамические характеристики рабочего ротора 4 при интенсивном охлаждении всех греющих частей электродвигателя .за счет вентилятора 16, в том числепри работе рабочего ротора 4 на упор. оЕсли по условиям эксплуатации к электродвигателю не предъявляются повышенные требования по величине пускового момента, но лимитирован его момент инерции в пусковом режиме, то55 .контактное кольцо 30 необходимо сместить в крайнее правое положение (фиг.2) и оба ротора 4 и 12 будут вра 338 6щаться при любом режиме работы независимо друг от друга, При этом имеем К, =О. Если по условиям эксплуатации не предусматривается работа наупор и не предъявляется высоких требований по быстродействию и чувствительности, но требуется обеспечениевысоких пусковых и текущих моментов,то контактное кольцо 30 необходимосместить в крайнее левое положениефиг.2 1 и ротора 4 и 12 будут кинематически связаны при любом режимеработы машины, При этом имеет К =1,Таким образом, изменяя осевое положение контактного кольца 30 путемвращения регулировочной гайки 32,можно регулировать пусковой и текущиемоменты на валу 6 электродвигателя,а также его динамические характеристики,формула изобретения1. Асинхронный двухроторный электродвигатель, содержащий статр с обмотками, вал с закрепленным на нем рабочим ротором, выполненным в виде полого стакана со ступицей, вспомогательный .ротор, установленный с возможностью независимого вращения, вентилятор, закрепленный на вспомогательном роторе, центробежный регулятор с контактными колодками, и контактное кольцо, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик, центробежный регулятор установлен на вспомогательном роторе, а контакт. ное кольцо установлено на валу рабочего ротора.2. Электродвигатель по п,1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что контактное кольцо выполнено в виде ступицы. рабочего ротора.3. Электродвигатель по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что контактное кольцо выполнено конусным и установлено с возможностью осевого пере" мещения относительно контактных колодок.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРИ 274216, кл. Н 02 К 17/02, 1970,2. Авторское свидетельство СССРУ 692005, кл. Н 02 К 9/04, 1978.