Ротор асинхронного двигуна компресора побутового холодильника (варіанти)

1. Ротор асинхронного двигуна компресора побутового холодильника, який містить в стрижнях білячої клітки вентиляційні канали з забірниками повітря і дефлекторами на кінцях, який відрізняється тим, що додатково впроваджєно теплопередавальне короткозамикаюче кільце, яке щільно примикає до поверхні вала ротора і розміщене в нижній торцевій частині ротора, причому переріз теплопередавального кільця більший за переріз 36559 гріє сталь і обмотку статора, що збільшує зниження ККД двигуна. В існуючи х компресорах передбачається охолоджувати ротор всмоктувальною парою і мастилом. Всмоктувальноі пари тепло з білячоі клітки передається конвекцією, маслу – теплопровідністю. При цьому теплопровідністю спинки осердя ротору і стінки порожнього валу тепло передається до потоку масла в каналі масляного насосу, який розташований в середині валу, а також до масла, стікаючого з корпусу на ротор краплинами. Однак, відведення тепла від ротора маслом недостатньо ефективно. По-перше з-за низької теплопровідності електротехнічної сталі спинки осердя ротору(50 Вт/м К, температуропровідність 0,014*10-3 м 2/с), а по-друге з-за зрощення обертаючого ротора краплинами масла, маючи практично статичний стан і які зразу поскидаються з поверхні ротора відцентровою силою. Короткозамикаючі кільця мають добру теплопровідність (алюміній, 250 Вт/м К, температуропровідність 0,110*10-3 м 2/с) (И.Ф. Филиппов. Теплообмен в электрических машинах. - Л., 1986) але вони не контактують щільно з поверхнею валу. Із цього витікає, що в герметичному компресорі побутового холодильника в охолодженні має потребу в першу чергу короткозамкнений ротор асинхронного двигуна. Таким чином, перегрів ротором всмоктувальної пари під кожухом викликає зниження холодопродуктивності компресора. ККД самого двигуна, надійності та строк служіння ізолюючих матеріалів, застосованних в електродвигуні. Є герметичний компресор побутового холодильника, в приводі якого застосовується однофазний асинхронний двигун з короткозамкненим ротором (Електродвигуни асинхронні однофазні з короткозамкненим ротором типу ДАО130. Технічні умови. ТЧ У 3,16-14314334-104-98). Ротор такого електродвигуна має короткозамкнену обмотку типу біляча клітка. На торцях ротора розташовані короткозамикаючі кільця. Обидва короткозамикаючі кільця мають однаковий перетин. Стержні перекриті зверху невеликої товщини містком (0,1...0,15 мм). В роторі цього електродвигуна, а також від застосування такого ротору в компресорі мають місце слідуючі недоліки: 1) короткозамикаючі кільця ротора не мають спеціальних пристроїв, підсилювачих тепловіддачу; 2) ротор охолоджується в основному всмоктувальною парою, сприяючи ії перегріву; 3) тепло від ротора до кожуха компресора в основному передається конвекцією за допомогою всмоктувальної пари; 4) не використовується можливість передачі тепла від ротора до потоку масла, рухаючогося в каналі масляного насоса, короткозамикаючими кільцями, маючи добру теплопровідність, а використовується тільки електротехнічна сталь з низькою теплопровідністю; 5) практично неможливо відводити тепло зрошенням обертаючого ротора падаючими краплинами масла; 6) з-за перегріву всмоктувальної пари ротором знижується холодопродуктивність компресора;) з-за перегріву ротора знижується ККД двигуна, а також надійність та строк служіння ізолюючих матеріалів, застосованих в електродвигуні. Є також однофазний асинхронний двигун з короткозамкненим ротором. який застосовується в приводі компресора побутового холодильника (Электродвигатель ДАО131. Технические условия. TS 2008545-025-94). Ротор цього електродвигуна також має короткозамкнену обмотку типу біляча клітка. На одному з короткозамикаючих кілець знаходяться вентиляційні лопатки. Короткозамикаючі кільця мають різний перетин. В такому роторі, а також від застосування його в компресорі мають місце такі недоліки: 1) зростає перегрів всмоктувальної пари теплом від ротора з-за підсилювання теплозняття конвекцією вентиляційними лопатками; 2) знизиться передача тепла теплопровідністю масла від ротора до потоку масла в каналі масляного насоса і далі до тіла кожуха компресора; 3) ротор практично охолоджується тільки всмоктувальною парою сприяючи ії перегріву; 4) тепло від ротора до кожуха компресора в основному передається конвекцією за допомогою всмоктувальної пари; 5) не використовується можливість передачі тепла від ротора до потоку масла, рухаючогося в каналі масляного насоса, короткозамикаючими кільцями, маючи добру теплопровідність, а використовується тільки електротехнічна сталь з низькою теплопровідністю; 6) практично неможливо відводити тепло зрошенням обертаючого ротора падаючими краплинами масла; 7) з-за перегріву всмоктувальної пари ротором знижується холодопродуктивність компресора. Найбільш близьким до наданого винаходу є асинхронний двигун, в стержнях ротору якого знаходяться вентиляційні канали з забірниками повітря і дефлекторами на кінцях ( Патент СССР, МКИ Н02К 17/16, 1/06, № 1830173. Ротор приводного асинхронного двигуна). Такий ротор має такі недоліки: 1) свердлування невеликого перетину нахилених вентиляційних каналів на великій довжині ротора пов'язано з обумовленими технологічними труднощами; 2) практично все виділене тепло в стержнях ротора перегріває всмоктувальну пару; 3) стержні ротора охолоджуються тільки всмоктувальною парою сприяючи ії перегріву; 4) тепло від ротора до кожуха компресора в основному передається конвекцією за допомогою всмоктувальної пари; 5) не використовується можливість передачі тепла від ротора до потоку масла, рухаючогося в каналі масляного насоса, короткозамикаючими кільцями, маючи добру теплопровідність, а використовується тільки електротехнічна сталь з низькою теплопровідністю; 6) практично неможливо відводити тепло зрошенням обертаючого ротора падаючими краплинами масла; 7) з-за перегріву всмоктувальної пари ротором знижується холодопродуктивність компресора. В основу винаходу поставлена задача удосконалення ротора асинхронного двигуна компресора побутового холодильника (його варіанти), в якому в першому варіанті впроваджено теплопередаюче 2 36559 короткозамикаюче кільце, а в другому варіанті впроваджено теплознімач, забезпечуючий зняття тепла з ротора маслом і передача його кожуху компресора, обминаючи підігрів всмоктувальної пари, і за рахунок цього зростає холодопродуктивність компресора, ККД двигуна, надійність та строк служіння ізолюючих матеріалів, застосованих в електродвигуні. Поставлена задача вирішується шляхом удосконалення ротора асинхронного двигуна компресора побутового холодильника (перший варіант), який містить в стержнях білячої клітки вентиляційні канали з забірниками повітря і дефлекторами на кінцях, згідно винаходу в ротор впроваджено теплопередаюче короткозамикаюче кільце вільно примикаюче до поверхні валу ротора і розміреного в нижній торцевій частині ротора, причому перетин теплопередаючого кільця більший перетину короткозамикаючого кільця, розміреного в верхній торцевій частині ротора. Ротор асинхронного двигуна компресора побутового холодильника( другий варіант), який містить в стержнях білячої клітки вентиляційні канали з забірниками повітря і дефлекторами на кінцях, згідно винаходу в ротор впроваджено теплознімач, який зображає замкнений циліндр, стінкою якого є короткозамикаюче кільце, а торці затулені з одного боку осердям ротора, а з другого боку кришкою щільно прилягаючою до коротко-замикаючого кільця та щільно примикаючею до валу ротора, з каналом масляного насоса в валу і масловходячим та масло-виходячим каналами в порожнину циліндра, причому перетин короткоза-микаючого кільця, являючого собою стінку циліндра і розміщеного в нижній торцевій частині ротора більший перетину короткозамикаючого кільця, розміщеного в верхній торцевій частині ротора. Пристрій з теплопередаючим коротко-замикаючим кільцем на роторі показан на фіг. 1. Пристрій має: 1 - стержень білячої клітки; 2 ротор; 3 - вал; 4 - спинка осердя ротора; 5 - короткозамикаюче кільце в верхній торцевій частині ротора; 6 - масляний потік; 7 - канал масляного насосу, створюючий масляний потік 6; 8 - теплопередаюче короткозамикаюче кільце в нижній торцевій частині ротора; 9 - відтулини від упорів, необхідних для стиснення пакета осердя ротора перед заливанням алюмінієм. Пристрій, показаний на фіг. 1, працює таким чином. Під час протікання току по стержнях 1 білячій клітці ротора 2 виділяється тепло. Виділене тепло передається до валу 3 ротора теплопровідністю сталі осердя 4 і теплопровідністю алюмінія теплопередаючого короткозамикаючого кільця 8, розташованого в нижній торцевій частині ротору. Оскільки швидкість протікання температурних процесів в алюмінії в 8 раз вище, ніж в сталі, практично все тепло від стержнів 1 буде передаваться через теплопередаюче короткозамикаюче кільце 8 до валу 3. Від вала 3 тепло відбирається масляним потоком 6, рухаючогося по каналу масляного насосу 7 і розміщеного в валу 3. Від масла тепло передається безпосередньо кожуху компресора і розсіюється навколишнім середовищем, лиш частково підігріваючи при цьому всмоктувальну пару. Оскільки теплоємність масла в 2 раза більше теплоємності всмоктувальної пари, ефективність поглинення тепла буде ви ще, а передача тепла від ротора до кожуха краще, ніж в дійсних компресорах. Пристрій з теплознімачем, розміщеним на нижньому торці ротора, показана на фіг. 2. Пристрій має: 1 - стержень білячої клітки; 2 ротор; 3 - вал; 4 - спинка осердя ротора; 5 - короткозамикаюче кільце в верхній торцевій частині ротора; 6 - потік мастила для змазки поверхонь тертя механізму руху компресора; 7 - масляний насос, створюючий потік мастила 6; 8 - крижка теплознімача; 10 - стінка теплознімача (короткозамикаюче кільце); 11 - фіксатори крижки теплознімача; 12 - порожнина теплознімача; 13 - потік масла теплознімача; 14 - канал масляного насосу теплознімача, створюючий потік масла 13; 15 - масловходячий кaнал в порожнину тепло-знімача; 16 масловиходячий канал з порожнини теплознімача. Теплознімач, який зображає замкнений циліндр, має стінку 10, якою є короткозамикаюче кільце, і кришку 8 щільно прилягаючу до короткозамикаючого кільця та щільно примикаючу до валу 3 ротора і розташованого на нижньому торці циліндра. Верхній торець циліндра затулений осердям 4 ротора. Порожниною 12 теплознімача є замкнутий об'єм циліндра. Пристрій, показаний на фіг. 2, працює таким чином. Тепло, виділене в стержнях 1 білячій клітці під час протікання току, передається теплопровідністю до теплознімача, як найбільш холодно і ділянки ротора 2. Перепад температур на ділянках ротора 2 виникне тому, що тепло-знімач безпосередньо охолоджується циркулюючим потоком масла 13, поступаючого в його порожнину 12 з масляної ванни компресора. Для цього в валу 3 додатково зроблений масляний насос 14, за допомогою якого під час обертання валу 3 масло через масловходячий канал 15 поступає в порожнину 12 теплознімача. Масловходячий канал 15 знаходиться в верхній частині порожнини 12. Поступаюче в порожнину 12 теплознімача масло утримується кришкою 8 і під діянням відцентрової сили омиває стінку 10 теплознімача, якою є короткозамикаюче кільце ротора 2, відбираючи при цьому тепло. Після омиву стінки теплознімача гаряче масло по масловиходячому каналу 16 витікає з порожнини теплознімача. Масловиходячий канал 16 знаходиться на протилежному боці циліндра і в нижній торцевій частині порожнини. Для кріплення кришки 8 теплознімача застосовуються фіксатори 11. Спонукувані частини компресора змазуються масляним потоком 6, створеним масляним насосом 7. На верхньому торці ротора 2 розташоване короткозамикаюче кільце 5 меншого перетину, ніж стінка тепло-знімача (короткозамикаюче кільце в нижній торцевій частині ротора). Таким чином, передача тепла від ротора до тіла кожуха компресора маслом дозволяє лиш частково перегрівати всмоктувальну пару, завдяки чому підвищується холодопродуктивність компресора, та знижується температура двигуна. А це дасть можливість підвищити ККД двигуна і його надійність. 3 36559 Використання винаходу в герметичному компреcopі побутового холодильника дозволяє підви щити його удільну холодопродуктивність економічність, надійність та довговічність. Фіг. 1 4 36559 Фіг. 2 5 36559 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 6