Индукционный электродвигатель

11 /р 7(,р) Изобретение относится к электрамашиностроению, в частности к индукционным электродвигателям с регулируемой частотой вращения,Целью изобретения является улучшение энергетических показателей.На фиг. 1 изображен общий вид индукционного электродвигателя с дополнительным ротором, расположенным на аксиально подвижной втулке; на фиг. 2 - вариант выполнения индукционного электродвигателя с дополнительным ротором, выполненным полым, немагнитным; на фиг. 3 - то же, с дополнительным роторам, выполненным полым ферромагнитным, и со ступенчатым основным ротором,Индукционный электродвигатель содержит статор 1 с обмотками 2, основной ротор 3 с валом 4, установленный с возможностью принудительных аксиальных перемещений, и дополнительный ротор 5 с вентилятором 6, установленный на подшипниках 7 с возможностью независимого вращения от ротора 3. Обмотка 2 выполнена таким образом, что зона с минимальным числом пар полюсов (зона А) расположена вблизи торцовой части статора 1 и может иметь отдельные выводы для подключения регулируемога источника питания (не показаны), Аксиальные перемещения ротора 3 осуществляются при помощи регулировочного устройства, установленного в подшип. никовам щите 8 электродвигателя и содержащего шток 9 с резьбой 10, гайку 11, подшипник 12 и рукоятку 13, жестко закрепленн, э на штоке 9. Внутренняя обойма подшипника 12 закреплена на гайке 11, э наружная - на направляющих выступах 14 втулки 15, на которой жестко установлен ротор 3. Бал 4 выполнен полым и имое, направляющие аксиальные прорези 16, в которые входят направляющие выступы 14, обеспечива с щие ротору 3 возможность аксиальных перемещений и препятствующие его вращению относительно вала 4, который на подшипниках 17 и 18 установлен в подшипниковых щитах 8 и 19. Допол ительны ротор 5 может быть выполнен в виде шихтованнаго сердечника с обмоткой и расположен на втулке 20, подпружиненной пружиной 21 в сторону ротора 3 и имеющей возрожность только аксидльных перемещений по валу 4(см. фиг, 1), Дополнительный ротор может быть выполнен полым в виде немагнитного (фиг.2) цилиндра 22 с концевой ступицей 23, В первом случае под цилиндрической частью дополнительного ротора 5 на валу 4 расположен дксиально подвиж н ый досолнител ьн ый магнитопровод 24, подпружиненный в сторону ротора 15 20 25 30 35 40 45 50 55 3 пружиной 25 (см. фиг.2), При выполнении дополнительного ротора 5 полым ферромагнитным (фиг.3) его цилиндрическая часть имеет толщину стенки (й), меньшую по величине, чем глубина проникновения электромагнитного поля в материал стенки при пуске гдето- удельное электрическое сопротивление материала цилиндрической части 22 ротора 5;11 - частота питающего напряжения; ,и - относительная магнитная проницаемость материала цилиндрической части 22 дополнительного ротора 5;К - коэффициент пропорциональности, определяемый в зависимости от размеров величины р, 11, и,и,При выполнении дополнительного ротора 5 полым основной ротор 3 может быть выполнен, например, массивным ферромагнитным и иметь ступенчатую наружную поверхность, причем та часть 26 ротора 3, которая имеет меньший диаметр, обращена к дополнительному ротору 5 и может при смещении ротора 3 в зону А входить во внутреннюю полость дополнительного ротора 5, В корпусе 27 электродвигателя выполнены вентиляционные окна 28 и 29, Для повышения прочности вала 4 в него со стороны рабочей выходной части за, рессован сплошной цилиндрический стержень 30,Индукционный электродвигатель рабо"дследующи:л образом.",ри подаче напряжения на обмотку 2 стато,.д 1 она создает магнитное поле, имеющее па длине статора 1 различное число пар полюсов, При аксиальных перемещениях ротора 3 относительно статора 1 его положение в магнитном поле изменяется, что приводит к изменению его частоты вращения, Аксиальные перемещения ротора 3 осу.цествляются путем вращения рукоятки 13. При этом воащается шток 9 и перемещение ген,ь 11 с подшипником 12 по резьбе 10 переда .тся через выступ 14 втулке 15 с ротором 3, Поскольку выступ 14 препятствует праворачиванию ротора 3 относительно вала 4. то вместе с ротором 3 приходит во вращение и вал 4, и посредством стержня 30 вращающий момент передается приводному механизму (не показан), При этом одновременно с основным ротором 3 приходит во вращение и дополнительный ротор 5, причем независимо от аксиального положения ротора 3 и величины нагрузки нд валу он вращается с постоянной (макси 161754551015 20 мально возможной для данного электродвигателя) частотой вращения. Последнее достигается эа счет того, что дополнительный ротор 5 находится в зоне А статора 1, имеющей минимал ьное число пар полюсов и, следовательно, создающей магнитное поле с максимальной частотой вращения. Вместе с дополнительным ротором 5 вращается вентилятор 6, обеспечивающий интенсивность (заданную интенсивность) охлаждения электродвигателя в любых режимах его работы, включая работу на упор при неподвижном вале 4. Охлаждающий воздух заходит в вентиляционные окна 29, "омывает" все греющиеся части электродвигателя и выходит через окна 28. При выполнении той части обмотки 2 статора 1, которая создает магнитное поле в зоне А, с отдельными выводами, появляется возможность регулировать по заданной функциональной зависимости (например, использовать законы пропорционального, интегрального или пропорционально-интегрального регулирования) интенсивность охлаждения,При установке дополнительного ротора 5 на втулке 20 смещение ротора 3 в зону А приводит к тому, что выступающая часть втулки 15 упирается оо стулку 20 и смещает тем самым ротор 5 под лобовые части обмотки 2, Вращение дополнительного ротора при этом осуществляв со зд счет магнитного поля рассеяния лобгоь х частей обмотки 2 и электродвигатель продолжает охлажда.ься. При выведении ротора 3 из зоны А дополнительный ротор 5 под действием пружины 21 снова вводи-с 1 в росточку стдтора 1, Для обеспечения пстоянстоа коэф. фициента передачи чдс 1 оты вращения дополнительный ротор 5 1 цполняется полым. Для упрощения конструкции его рабочая цилиндрическая часть выполняется из ферромагнитного матери,ла и для снижения экранирования ею основного ротора 3 в положении, когда ротор 3 находится под цилиндрической частью, она имеет толщину стенки, меньшую глубины проникновения электромагнитного поля в материал стенки при пуске, В этгм случае магнитный поток гтдтора 1 пронизывает полый дополнительный ротор 5 и замыкается по ротору 3, участвуя в создании нд салу 4 вращающего момента. Для максимального уменьшения экранирующего действия дополнительного ротора 5 его цилиндр; ческая часть выполняется немагнитной, Для замыкания магнитного потока под цилиндрической частью установлен дополнительный шихтооднный магнитопровод 24. Для того, чтобы последний не препятствовал ротору 3 сместиться 25 30 35 40 45 50 55 в зону А, он установлен аксиально подвижно и под действием механических усилий со . стороны ротора 3 выходит иэ расточки статора , При выводе ротора 3 посредством вращения рукоятки 13 из-под дополнительного ротора 5 магнитопровод 24 под действием пружины 25 вновь занимает положение под цилиндрической частью и, поскольку он выполнен шихтованным и не создает вращающего момента, его наличие не влияет на регулировочные свойства электоодвигателя. Для уменьшения величины рабочего воздушного зазора между статором 1 и ротором 3 при выполнении дополнительного ротора 5 полым ротор 3 выполняется массивным ферромагнитным со ступенчатой наружной поверхностью. При аксиальном перемещении ротора 3 его часть с меньшим диаметром входит во внутреннюю полость дополнительного ротора 5, при этом длина этой части 26 определяется длиной рабочего участка цилиндрической части дополни.тельного ротора 5, а остальная часть ротора 3 имеет максимально возможный диаметр. Тем сдмыгл су марное магнитное сопротивление воздушного зазора уменьшается, что приводит к снижению намагничивающего тока и как следствие этого к улучшению энергетических показателей,Достоинством данного двигателя является то, что он имеет повышенные удельнье энергетические показатели за счет интенсивного принудительного охлажден,я. Это охлаждение обеспечивается вентилятором, установленным на дополнительнол роторе, который вращается в об .,ем магнитном поле с основным ротором независимо от последнего или о требуемой (заданной функциональной зависимости. Наличие в воздушном зазоре дополнительного ротора не препятствует основному ротору занимать любое аксиальное положение относительно статора, что позволяет сохранить широкий диапазон регулирования частоты вращения основного ротора, причем интенсивность охлаждения не зависит (или функционально связана по определенному закону) от режима работы основного ротора и величины нагрузки на валу. Выполнение обглотки статорд с дополнительными оыоодами обеспечивает возможность регулирования частоты вращения дополнительного ротора, а предложенные конструктивные реализации последнего позволяют добиться минимального воздушного зазора в магнитной цепи электродвигателя. Это также приводит к улучшению удельных энергетицеских показателей.Составитель А. ВоиновРедактор О.Спесивых Техред М,Моргенгал Корректор В,Гирняк Заказ 4124 Тираж 444 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ула орина, 101 Формула изобретения Индукционный электродвигатель, содержащий статор с обмотками с различным числом пар полюсов по длине, и размещенный на валу ротор, установленный с возможностью принудительного аксиального перемещения, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью улучшения энергетических показателей, он снабжен вентилятором, закрепленным на дополнительно введенном роторе независимого вращения. размещен ном в зоне обмотки статора с меньшим числом пар полюсов, расположенной в торце статора.