Асинхронний електродвигун

Реферат: UA 70215 U UA 70215 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Корисна модель належить до галузі електромашинобудування, а саме до асинхронних електродвигунів з короткозамкненим ротором, та може бути використана при виробництві асинхронних електричних машин малої та середньої потужності з намоткою та укладенням статора механізованим способом. Відомі асинхронні електродвигуни [див. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник/ А.Э. Кравчик, Μ.Μ. Шлаф, В.И. Афонин, Е.А. Соболенская. - М.: Энергоиздат, 1982, с. 15], що містять корпус, в якому встановлені статор та ротор, статор яких містить шихтоване осердя, набране з висічок листів електротехнічної сталі, з обмотками, встановленими в пазах магнітопроводу, ротор виконаний короткозамкненим. Недоліком таких електродвигунів є те, що для забезпечення можливості виконувати навивку та укладення статора механізованим способом необхідно збільшувати довжину витка обмотки, та, відповідно збільшувати довжину лобових частин електродвигуна, що призводить до підвищених витрат обмоткового дроту та збільшення опору обмотки статора, що, в свою чергу, знижує ККД електродвигуна та збільшує температуру перегріву обмоток, скорочує довговічність обмотки електродвигуна. Найбільш близьким за технічною суттю до запропонованого технічного рішення є асинхронний електродвигун, за патентом на винахід Російської Федерації RU 2045803 [опубл. 10.10.1995, МПК Н02K 3/12], що містить корпус, в якому встановлені статор та ротор, статор містить шихтоване осердя, набране з висічок листів електротехнічної сталі, з обмотками, встановленими в пазах магнітопроводу, причому котушки обмоток мають укорочені лобові частини, ротор виконаний короткозамкненим. В зазначеному рішенні всипна концентрична обмотка електричної машини, що містить котушкові групи фаз з укороченими лобовими частинами, укладеними в пази рівномірно виконана одно-двошаровою та, при цьому, провідниками однієї фази заповнено парне число пазів, забезпечуючи виконання котушкових груп рівномірно як при парному, так і при непарному значеннях числа пазів на полюс і фазу в фазах обмотки. Недоліками відомого технічного рішення є складність механізації даного виду обмотки внаслідок використання різної кількості провідників в різних пазах статора, а також необхідність, при збереженні коефіцієнта заповнення незмінним, уточнення діаметра обмоткового дроту, що не дозволяє досягти оптимального рівня зниження витрат в обмотки статора за рахунок скорочення лобових частин. В основу корисної моделі поставлено задачу розробки конструкції асинхронного електродвигуна, що забезпечить можливість підвищення коефіцієнта корисної дії (ККД) та електроенергетичних показників електродвигуна за рахунок зменшення втрат електроенергії в обмотки електродвигуна, зменшення витрат конструкційних матеріалів, а також збільшення надійності за рахунок збільшення відстані між лобовими частинами та поверхнями підшипникових щитів, та покращену технологічність виготовлення електродвигуна. Поставлена задача вирішується тим, що в конструкції асинхронного електродвигуна, що містить корпус, в якому встановлені статор та ротор, статор містить шихтоване осердя, набране з висічок листів електротехнічної сталі, з обмотками, встановленими в пазах магнітопроводу, причому котушки обмоток мають укорочені лобові частини, ротор виконаний короткозамкненим, згідно з корисною моделлю, довжину укорочених лобових частин статора вибирають, виходячи з коефіцієнта спряження K лs , описаного математичним виразом: K лs 45  lW1   li  lз   2      Di  h1 п  yi Z1 , де: lW1 - довжина витка котушки, li - подвійна (лінійна) частина на виході із паза магнітопроводу, Di 50 - довжина активної сталі осердя, lз - діаметр розточки статора, h1 п - висота паза статора з врахуванням його наповненості, yi - середній крок по пазах секції, Z1 - кількість пазів статора. 1 UA 70215 U Завдяки тому, що довжину укорочених лобових частин статора вибирають, виходячи з 5 10 15 20 25 30 коефіцієнта спряження K лs , описаного зазначеним вище математичним виразом, забезпечується зменшення втрат в обмотки електродвигуна за рахунок зменшення опору обмотки статора з укороченням довжини лобових частин електродвигуна, при збереженні незмінним коефіцієнта заповнення паза, перерізу і кількості провідників в пазу асинхронного електродвигуна, та збереженні можливості навивки і укладення статора механізованим способом. Корисна модель ілюструється кресленнями, де на Фіг. 1 схематично зображено асинхронний електродвигун, повздовжній переріз, на Фіг. 2 - осердя статора, повздовжній переріз, на Фіг. 3 обмотка статора, фрагмент. Асинхронний електродвигун містить статор 1, запресований у корпус та ротор 2. Статор 1 містить шихтоване осердя 3, набране з висічок листів 4 електротехнічної сталі, ізольованих один від одного. Листи 4 електротехнічної сталі статора 1 мають пази 5. Обмотки 6 статора 1 виконані у вигляді ряда котушок 7 утворених з провідників (дроту) круглого перерізу, укладених в пазах 5 осердя 3. Котушки 7 обмотки 6 статора 1 мають укорочені лобові частини 8. Котушки 7 розбиті на однакові групи за числом фаз та розташовані симетрично уздовж окружності статора 1. В кожній такій групі всі котушки 7 електрично з'єднані, для створення однієї фази обмотки 6. Ротор 2 виконаний з короткозамкнутою обвивкою (короткозамкненим). Збирання статора механізоване та виконується в наступній послідовності: в пази шихтованого осердя 3 статора 1 вкладається пазова ізоляція 8. На шаблони намотувального верстата намотуються котушки 5 обмотки 6 статора 1. Котушки 5 знімаються з намотувального верстата разом з переносним пристроєм та встановлюються на верстат, який втягує обмотку 6 в пази 5 шихтованого осердя 3 статора 1 і фіксує її у пазах 5 клинами 9. Після цього лобові частини 8 розтискаються. На виведені кінці котушок 5 надягається ізоляція та, у відповідності зі схемою включення, приєднуються вивідні провідники 10. Потім запаюються місця з'єднань. Далі вкладається міжфазна ізоляція та лобові частини 8 обмотки 6 статора бандажують. Лобові частини 8 ще раз опресовують до отримання потрібної форми. Через те, що лобові частини 8 не приймають участі в індуціюванні електрорушійної сили, їх виконують якомога коротшими. Довжину укорочених лобових частин статора вибирають, виходячи з коефіцієнта спряження K лs , описаного математичним виразом: K лs 35  lW1   li  lз    2     Di  h1 п  yi Z1 , де: lW1 - довжина витка котушки, li - подвійна (лінійна) частина на виході із паза магнітопроводу, Di 40 - довжина активної сталі осердя, lз - діаметр розточки статора, h1 п - висота паза статора з врахуванням його наповненості, yi - середній крок по пазах секції, Z1 - кількість пазів статора.  При зменшенні об'єму обмоткового дроту в одношаровій обмотці висота паза статора hп1 з врахуванням його наповненості повинна відповідати залежності h1  hп1  п 45 Sиз 0,73  Qп1д , де Sиз Qп1д - площа ізольованого дроту, розташованого в пазу статора, - площа паза статора за вирахуванням ізоляції та клина. 2 UA 70215 U 5 В цілому асинхронний електродвигун описаної конструкції має підвищений коефіцієнт корисної дії (ККД) та електроенергетичні показники електродвигуна за рахунок зменшених втрат в обвивці електродвигуна, що має укорочену довжину лобових частин. Описана конструкція асинхронного електродвигуна забезпечує технологічність виготовлення за рахунок можливості навивки і укладення статора електродвигуна механізованим способом. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Асинхронний електродвигун, що містить корпус, в якому встановлені статор та ротор (ротор виконаний короткозамкненим), статор містить шихтоване осердя, набране з висічок листів електротехнічної сталі, з обмотками, встановленими в пазах магнітопроводу, причому котушки обмоток мають укорочені лобові частини, який відрізняється тим, що довжину укорочених лобових частин статора вибирають, виходячи з коефіцієнта спряження K лs , описаного математичним виразом: K лs  lW1   li  lз   2  ,     Di  h1 п  yi Z1 де: lW1 - довжина витка котушки, li - довжина активної сталі осердя, lз - подвійна (лінійна) частина на виході із паза магнітопроводу, 20 Di - діаметр розточки статора, h1 - висота паза статора з врахуванням його наповненості, п yi - середній крок по пазах секції, Z1 - кількість пазів статора. 3 UA 70215 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4