Короткозамкнутий ротор

1. Короткозамкнутый ротор, содержащий шихтованный магнитопровод с литой обмоткой, а также по крайней мере один опорный хвостовик, фиксированный в торце магнитопровода аксиальным выступом и охваченный в зоне выступа коротко 29655 моткой, а также по крайней мере один опорный хвостовик, фиксированный в торце магнитопровода аксиальным выступом и охваченный в зоне выступа короткозамыкающим кольцом обмотки (облитый алюминием). Данная конструкция снижает удельную и технологическую металлоемкость асинхронной машины, так как увеличивается сечение ярма ротора, исключается расход стального проката на среднюю часть вала и уменьшаются отходы стали при штамповке листов ротора. Однако в такой конструкции нагрузка от действующих на ротор электромагнитных сил притяжения и центробежных сил приложена к стержням и кольцам короткозамкнутой обмотки. Поэтому ввиду возможности обрыва стержней использование ротора по а. с. № 663024 исключается в высокооборотных двигателях и дви гателях, работающи х в тяжелых пусковых, динамических, а также повторно-кратковременных режимах, например, встроенных двигателях герметичных компрессоров. Кроме того, для обеспечения фиксации аксиальных выступов хвостовиков в магнитопроводе необходима либо штамповка отверстий в пластинах, либо выполнение глухи х отверстий в торцах магнитопровода, что нетехнологично. Для повышения жесткости указанной конструкции рекомендуется заливка сквозного центрального отверстия под аксиальные выступы хвостовиков алюминием обмотки или ферромагнитным композиционным материалом (Электрические машины с уменьшенной материалоемкостью / Яковлев А.И. - М.: Энергоатомиздат. - С. 16). Но указанные технические решения усложняют конструкцию, повышают металлоемкость и недостаточно полно решают задачу упрочнения данного типа ротора. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования короткозамкнутого ротора с прерывистым валом в виде опорных хвостовиков на торцах магнитопровода, в котором новое сочетание конструктивных особенностей хвостовиков и магнитопровода обеспечивает ослабление механических напряжений стержней короткозамкнутой обмотки от действующи х на ротор электромагнитных и механических сил, и за счет этого повышается надежность и расширяются возможные режимы и области применения. Поставленная задача решается тем, что в короткозамкнутом роторе, содержащем шихтованный магнитопровод с литой обмоткой, а также по крайней мере один опорный хвостовик, фиксированный в торце магнитопровода аксиальным выступом и охваченный в зоне выступа короткозамыкающим кольцом обмотки, согласно изобретению, выступ хвостовика содержит кольцевую конусную поверхность, каждая пластина магнитопровода выполнена с эквидистантными кольцевой поверхности выступа конусными участками, при этом конусная поверхность выступа сопряжена с конусной поверхностью крайнего листа магнитопровода. Дополнительно хвостовик в зоне короткозамыкающего кольца содержит отверстия, связанные с центральным отверстием магнитопровода. Сочетание конструктивных особенностей ротора, заключающихся в выполнении выступа хвостовика с кольцевой конусной поверхностью, а также пластин магнитопровода с эквидистантными кольцевой поверхности выступа конусными участками и сопряжении указанных поверхностей хвостовиков и крайних листов магнитопровода, обеспечивает увеличение жесткости и виброударостойкости при исключении передачи действующих в роторе радиальных сил на стержни обмотки, а также максимальную площадь сечения шихтованного ярма и минимум отходов электротехнической стали при производстве. В результате в несколько раз повышается критическая частота вращения ротора, снижается намагничивающий ток и потери в стали, обеспечивается возможность использования данного типа ротора в тяжелых пусковых, динамических и повторно-кратковременных режимах, то есть повышаются надежность, улучшаются энергетические характеристики и расширяются области возможного применения. Наличие в хвостовике в зоне короткозамыкающего кольца отверстий, связанных с центральным отверстием магнитопровода, обеспечивает обдув нижних лобовых частей статора и, интенсифицируя теплообмен в более нагретой части встроенного двигателя, на 3-6% снижает градиент температуры обмотки статора. В результате повышается надежность и приблизительно в 1,2¸1,5 раза повышается срок службы двигателя. Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 представлен короткозамкнутый ротор предложенной конструкции для двигателя классической схемы, а на фиг. 2 - ротор встроенного двигателя в составе герметичного компрессора. Каждый из роторов содержит ши хтованный магнитопровод из пластин 1 электротехнической стали, короткозамкнутую литую обмотку из стержней 2 и колец 3, а также два или один опорных хвостовика 4. Каждый из хвостовиков 4 содержит аксиальный выступ 5 с кольцевой конической поверхностью 6. Каждая пластина 1 магнитопровода выполнена с эквидистантными кольцевой поверхности 6 выступа 5 конусными участками 7, при этом конусная поверхность 6 выступа 5 сопряжена с конусной поверхностью 7 крайней пластины 8 магнитопровода. Хвостовик 4 встроенного двигателя (фиг. 2) в зоне лопаток 9 внутреннего короткозамыкающего кольца 3 содержит отверстия 10, связанные с центральным отверстием 11 магнитопровода. При работе электродвигателя с ротором предложенной конструкции (фиг. 1, 2) функции скрепляющего пакет магнитопровода вала выполняет зона наложенных друг на друга и плотно сжатых конусных участков 7 каждой пластины 1. Указанная зона передает воздействия от механических и электродинамических усилий к крайним пластинам 8 и, через выступы 5 на массивные опорные хвостовики 4, уравновешивающие нагрузку реакцией опор. При этом стержни обмотки выполняют функции исключительно токонесущих проводников. При работе компрессора (фиг. 2) пары хладагента, кроме рабочего зазора двигателя, втягиваются в отверстие 11 и через отверстия 10 хвостовика 4 лопатками 9 выбрасываются на максимально нагретые нижние лобовые части статора. Пары хладагента, проходящие через осевой канал 11 ротора, из-за малой поверхности теплоотдачи канала нагреваются меньше, чем пары, проходящие через зазор. Поэтому нижние лобо 2 29655 вые части обдуваются более холодными парами хладагента, что интенсифицирует теплообмен нижней части двигателя и, снижая разность температур лобовых частей обмотки статора, повышает его надежность. Канал 11 в роторе и отверстия 10 хвосто вика 4 также уменьшают аэродинамическое сопротивление на всасывании. Отличительные признаки предложенной конструкции исключают передачу радиальных электромагнитных и механических сил на алюминиевые стержни обмотки при выполнении опорноскрепляющих функций зоной конусных участков каждой пластины магнитопровода ротора. Это многократно повышает критическую частоту вращения, жесткость, виброударостойкость и надежность асинхронной машины. В результате расширяются возможные области применения ротора с опорными хвостовиками и обеспечивается возможность снижения удельной и технологической металлоемкости асинхронных машин повышенной частоты, машин, работающих в динамических режимах и специальных машин, например встроенных двигателей герметичных компрессоров. Фиг. 1 Фиг. 2 3 29655 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4