Тришаровий масивний ротор асинхронного двигуна

Реферат: UA 77285 U UA 77285 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до електротехніки і являє собою модифікацію асинхронних двигунів з масивним феромагнітним ротором (АД з МФР), що може бути використаний в складі промислових електромеханічних систем в умовах важких та частих пусків, і параметричного регулювання швидкості. Відомий масивний феромагнітний ротор (АС СССР №1 515986 А1 кл. Н02K 1/22, 1991. Бюл. № 44), який конструктивно представляє собою фероклітку, на зовнішній поверхні якої розміщений багатошаровий екран, у кожному з наступних шарів у напрямку вісі ротора застосовується матеріал із зменшеною електричною провідністю. Недоліком конструкції, внаслідок неоптимальних співвідношень конструктивних та електромагнітних параметрів, являється низькі значення використання габаритної потужності та енергетичних показників. Масивний ротор асинхронного двигуна (АС СССР №1823075 А1 кл. Н02K 1/22, 1993. Бюл. № 23), що складається з вала, на якому розміщено циліндричне шихтоване осердя, зовні якого розміщено першу масивну феромагнітну втулку, на якій розміщено другу масивну феромагнітну втулку із збільшеною електричною провідністю її матеріалу і з приєднаними до неї торцевими короткозамикаючими кільцями. Недоліком такого АД, є значний потік розсіювання в роторі електричної машини, що проявляється в великій тангенціальній складовій магнітній індукції. Це веде до погіршення використання габаритної потужності та енергетичних показників при номінальному навантаженні. Найбільш близьким технічним рішенням є масивний ротор асинхронного двигуна (Патент на корисну модель № 26574 Україна, МПК Н02K 1/22. Тришаровий масивний ротор асинхронного двигуна), що складається з вала, на якому розміщено циліндричне шихтоване осердя, зовні якого розміщено першу масивну феромагнітну втулку, на якій розміщено другу масивну феромагнітну втулку з приєднаними до неї торцевими короткозамикаючими кільцями. До першої втулки приєднано торцеві короткозамикаючі кільця, суміжні поверхні втулок з кільцями кожного шару ізольовано між собою, а масивні феромагнітні втулки мають наскрізні прорізи в осьовому напрямку, за винятком центральної та торцевих зон, причому першу втулку виконано з матеріалу з більшою провідністю, ніж у другої втулки. Недоліком такого АД, є обмежений діапазон зміни активного опору ротора при пуску в порівнянні з робочим режимом, що веде до погіршення використання габаритної потужності та енергетичних показників при номінальному навантаженні. Задачею корисної моделі є створення МФР АД зі збільшеним діапазоном зміни активного опору, при переході від пускового до робочого режиму, в якому, завдяки оптимальним співвідношенням конструктивних і електромагнітних параметрів, досягається новий технічний результат: покращення використання габаритної потужності та енергетичних показників. Поставлена задача вирішується завдяки тому, що в тришаровому масивному роторі асинхронного двигуна, який складається з вала, на якому розміщено циліндричне шихтоване осердя, зовні якого розміщено першу масивну феромагнітну втулку, на якій розміщено другу масивну феромагнітну втулку з приєднаними до неї торцевими короткозамикаючими кільцями, між суміжними поверхнями втулок в торцевій зоні є електричний контакт, короткозамикаюче кільце верхньої втулки приєднано до верхньої частини втулки, а короткозамикаюче кільце нижньої втулки приєднане до нижньої частини втулки і відокремлене від верхнього короткозамикаючого кільця відстанню в радіальному напрямку, причому кільце нижньої втулки має менший опір, ніж кільце верхньої втулки. Порівняльний аналіз з прототипом показує, що запропонована конструкція масивного тришарового ротора забезпечує покращення використання габаритної потужності і енергетичних показників, завдяки збільшенню діапазону зміни досягається: відсутністю ізоляції між масивними феромагнітними втулками; відстанню в радіальному напрямку між короткозамикаючими кільцями. На підставі наведеного можна зробити висновок, що сукупність суттєвих ознак, що наведені в формулі корисної моделі, є необхідною і достатньою для досягнення нового технічного результату покращення використання габаритної потужності та енергетичних показників. На фіг. 1 зображено тришаровий ротор АД, що складається з двох втулок із феромагнітного матеріалу 1 і 2, шихтованого осердя 3, валу 4, коротко замикаючих кілець 5 і 6. На фіг. 2 зображено розріз А-А ротора, де показано наявність на втулках їх розрізів 7 і 8. При роботі АД в області великих ковзань розподіл магнітної індукції у втулці 1, внаслідок малої глибини проникнення електромагнітної хвилі, подібний до розподілу в гладкому масивному феромагнітному роторі, в результаті чого, як і у двигуна з масивним ротором отримується великий пусковий момент при малому пусковому струмі. Для збільшення активного 1 UA 77285 U 5 10 15 20 25 30 опору, що призводить до зменшення пускових струмів, матеріал втулки вибирають з підвищеним питомим опором і магнітною проникністю. В області малих ковзань, коли глибина проникнення електромагнітної хвилі буде більшою за товщину масивної втулки 1, внаслідок проходження магнітного потоку крізь шихтовану частину, зростає нормальна і зменшується тангенціальна складова магнітної індукції, що веде до зростання електрорушійної сили в масивній втулці, а отже і обертового моменту двигуна. Зменшення тангенціальної складової магнітної індукції основного поля в масивній втулці обумовлено, окрім різниці магнітних опорів в шихтованому осерді і масивній втулці, наявністю повздовжніх прорізів 7 і 8 в обох втулках. Наявність прорізів в масивних втулках, призводить також до збільшення осьової складової струму, внаслідок чого зростає обертовий момент двигуна і відповідно із зменшенням тангенціальних складових струмів зменшується потік розсіювання. З метою підвищення механічної жорсткості конструкції, а саме масивної втулки 1, прорізи виконують не наскрізними в осьовому напрямку. Довжина їх встановлюється в залежності від кількості прорізів і полюсності двигуна. За для зменшення активного опору ротора АД, матеріал масивного циліндру 2 обирають з високою питомою провідністю 1