Ротор асинхронного двигателя

О П И С А Н И Е р 11828319ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Реслубликрисоединением заяв Государственнын комитет СССР ло делам изобретений и открытий(088.8) ания 07.05.81 45) Дата опубликования 54) РОТОР АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ Изобретение относится к области крупного электромашиностроения, а более конкретно - к конструкции узла короткозамыкающего кольца ротора мощеных относительно быстроходных асинхронных двига телей с короткозамкнутой обмоткой ротора.Известна конструкция узла короткозамыкающего кольца ротора мощного асинхронного двигателя, в которой отставленное от сердечника ротора короткозамыкающее 10 кольцо с впаянными в него вылетами стержней удерживается от действия центробежных и термомеханических сил бандажным кольцом 11.Известна также конструкция ротора мощ ного асинхронного двигателя, в которой отставленное от сердечника ротора коротко- замыкающее кольцо с сопряженными с ним вылетами стержней удерживается от действия центробежных и термомеханических 20 сил бандажным кольцом, насаженным снатягом на центрирующее кольцо, зафиисированное тем или иным способом на валу ротора 2.Охлаждение короткозамыкающего коль ца осуществляется потоком воздуха, входящим во внутреннее пространство узла, например, через входные отверстия в центрирующем кольце, проходящим между внутренней цилиндрической поверхностью ко роткозамыкающего кольца и,валом, затем между нажимным элементом сердечника и обращенной к нему торцевой поверхностью короткозамыкающего кольца и выходящим через кольцевой выпускной канал между нажимным элементом сердечника и аксиально отставленным от него бандажным кольцом. При этом короткозамыкающее кольцо непосредственно охлаждается с внутренней цилиндрической и одной, обращенной к нажимному элементу сердечника, торцевой поверхности. Теплопередача от короткозамыкающего кольца в бандажное кольцо и далее - в окружающий бандажное кольцо воздух - не играет существенной роли из-за наличия контактного термического сопротивления между обращенными друг к другу поверхностями коротко- замыкающего и бандажного колец,Допустимый уровень нагрева короткозамыкающего кольца обеспечивается выбором определенного соотношения между выделяющимися в нем потерями и теплопередачей с его омываемых воздухом поверхностей. При этом для мощных и относительно быстроходных двигателей характерна небольшая плотность тока в короткозамыкающих кольцах и их большая масса. Интенсификация их охлаждения позволяет повысить плотность тока, снизить их массу, а такжеуменьшить аксиальный размер узла короткозамыкающего кольца, что облегчит рациональную компановку ротора и всего двигателя.Целью изобретения является интенсификация охлаждения путем увеличения охлаждаемых поверхностей короткозамыкающих колец,Это достигается тем, что центрирующее кольцо выполняется несколько аксиально отставленным от короткозамыкающего кольца с образованием между ними кольцевой полости, а между бандажным и короткозамыкающим кольцами выполняются продольные каналы, аэродинамически связывающие кольцевую полость с кольцевым выпускным каналом. Тем самым организуется дополнительный тракт для охлаждающего воздуха и охлаждение короткозамыкающего кольца осуществляется дополнительно с торцевой поверхности, обращенной к центрирующему кольцу, а с поверхностей продольных каналов - на внешней цилиндрической поверхности. Циркуляция воздуха по этому тракту осуществляется в основном благодаря вентилирующему действию обращенных друг к другу торцевых поверхностей короткозамыкающего и центрирующего колец, но может осуществляться и принудительно - внешним по отношению к узлу короткозамыкающего кольца источником давления.Продольные каналы могут быть образованы радиально над вылетами непосредственно в продольных шлицах, профрезерованных для размещения вылетов, для чего радиальный размер продольных шлицов выполнен большим, чем радиальный размер вылетов,Продольные каналы могут быть образованы между выступающими над внешней цилиндрической поверхностью короткозамыкающего кольца вылетами стержней, для чего радиальный размер вылетов выполнен большим, чем радиальный размер продольных шлицов.На фиг. 1 изображен узел короткозамыкающего кольца, продольный разрез; на фиг, 2 4 поперечные разрезы А - А фиг.1 (три варианта).В сердечнике 1 ротора, зафиксированном нажимным элементом 2, размещены стержни короткозамкнутой обмотки, вылеты 3 которых сопряжены с короткозамыкающим кольцом 4, аксиалвно отставленным от нажимного элемента 2. Бандажное кольцо 5 охватывает короткозамыкающее кольцо 4 по его наружной цилиндрической поверхности, аксиально отставлено от нажимного элемента 2 и посажено на центрирующее кольцо 6, Центрирующее кольцо 6 зафиксировано на валу 7, аксиалвно отставлено от короткозамыкающего кольца 4 с образованием кольцевой полости 8 и имеет входное отверстие 9 для прохода воздуха. 5 10 15 20 "5 30 35 40 45 50 55 60 65 4Короткозамыкающее кольцо 4 радиально отставлено от вала 7.Между бандажным 5 и короткозамыкающим 4 кольцами выполнены продольные каналы 10, аэродинамически связывающие кольцевую полость 8 с кольцевым выпускным каналом 11 между нажимным элементом 2 и бандажным кольцом 5.Воздух через входное отверстие 9 центрирующего кольца поступает во внутреннюю полость узла короткозамыкающего кольца и затем частичным потоком через каналы 12 и 13 и частичным потоком через полость 8 и каналы 10 омывает и охлаждает обе торцевые и внутреннюю цилиндрическую поверхность короткозамыкающего кольца 4 и поверхности продольных каналов 10. Циркуляция воздуха обеспечивается вентилирующим действием взаимно обращенных друг к другу торцевых поверхностей нажимных элементов 2, короткозамыкающего кольца 4 и центрирующего кольца 6, а также вентилирующим действием вылетов 3.Продольные каналы 10 могут быть выполнены фрезеровкой и расположены, например, посредине между смежными вылетами 3 (фиг. 2); они могут быть образованы радиально над вылетами непосредственно в продольных шлицах, профрезерованных для размещения вылетов (фиг. 3), для чего радиальный размер продольных шлицев выполнен большим, чем радиальный размер (высота) вылетов; они также могут быть образованы между выступающими над внешней цилиндрической поверхностью короткозамыкающего кольца вылетами стержней (фиг. 4), для чего радиальный размер (высота) вылетов выполнен большим, чем радиальный размер продольных шлицев.Вход воздуха во внутреннюю полость узла может осуществляться не только через входные отверстия 9 в центрирующем кольце 6, входные отверстия могут быть выполнены в виде продольных канавок (канавок Лафуна) в валу 7 для движения воздуха в обход места посадки центрирующего кольца на вал.Положительный технический эффект предлагаемой конструкции заключается в интенсификации охлаждения короткозамыкающего кольца. Соответственно экономический эффект может быть получен путем уменьшения размеров короткозамыкающего кольца (бандажного кольца) при заданных токах в обмотке. Если при этом резервы, обеспечиваемые интенсификацией охлаждения, не исчерпываются полностью, появляется возможность получить дополнительный экономический эффект за счет уменьшения аксиального размера узла короткозамыкающего кольца. В этом случае может быть существенно уменьшен объем тракта для частичного потока, проходящего через каналы 12, 13. Короткозамыкающее кольцо может быть приближено или размещено/ 7 ие. Г вплотную к нажимному элементу 2 и может быть приближено к валу 7 или непосредственно посажено на него с увеличением радиального размера и соответствующим уменьшением аксиального размера. 5 Формула изобретения1. Ротор асинхронного двигателя с короткозамюнутой обмоткой, содержащий вал, сердечник с нажимным элементом, вылеты 1 О стержней обмоток, сопряженные с коротко- замыкающим кольцом, установленное на валу со стороны наружного торца коротко- замыкающего кольца центрирующее кольцо и охватывающее со стороны боковых 15 цилиндрических поверхностей короткозамыкающее и центрирующее кольца бандажное кольцо, отличающийся тем, что, с целью интенсификации охлаждения путем увеличения охлаждаемых поверхностей ко роткозамыкающего кольца, центрирующее кольцо расположено с образованием кольцевой полости между ним и короткозамыкающим кольцом, а между бандажным и короткозамыкающим кольцами расположены продольные каналы, сообщающиеся с кольцевой полостью.2. Ротор по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что короткозамыкающие кольца выполнены с продольными шлицами и вылеты стержней расположены в шлицах короткозамыкающих колец с образованием продольных каналов.3, Ротор по п. 1, отличающийся тем, что вылеты стержней сопряжены с наружной поверхностью короткозамкнутых колец с образованием продольных каналов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Видеман Е., Келленберг В. Конструкция электрических машин, - Л.: Энергия, 1972, с. 197.2, Авторское свидетельство СССР259993, кл. Н 02 К 1/26, 1968.Техред И. Пенчко Редактор Т. Загребельная ипография, пр. Сапунова, 2 Заказ 1015/8 Изд,341 Тираж 749 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5