Короткозамкнений ротор асинхронного електродвигуна з почергово заглибленими пазами

Реферат: Короткозамкнений ротор асинхронного електродвигуна з почергово заглибленими пазами виконаний з алюмінієвої обмотки, яка складається з короткозамкнених кілець та стрижнів. UA 74442 U (12) UA 74442 U UA 74442 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до галузі електротехніки і може бути використана у електромагнітних пристроях, а саме у асинхронних електродвигунах з короткозамкненим ротором. За найближчий аналог вибрано короткозамкнені ротори асинхронних електродвигунів, виконаних з алюмінієвої обмотки, яка складається з короткозамкнених кілець та стрижнів, обмотку залито тільки у закриті пази або тільки у напівзакриті пази різних типів роторів, пази мають грушоподібну або лопаткову форму, а також з магнітопровідних зубців та ярма (див. Гольдберг О.Д., Гурін Я.С., Свириденко І.С., Проектування електричних машин: Підручник для втузів / під ред. О.Д. Гольдберга. 2-ге вид. - М.: Вища шк., 2001. - С. 430, рис. 9-10). Недоліком відомих короткозамкнених роторів є достатньо високий активний опір обмотки ротора у номінальному режимі роботи, який обумовлено тим, що у пусковому режимі потрібен високий опір для створення достатнього пускового моменту, що призводить до значних електричних втрат і, врешті-решт, знижується коефіцієнт корисної дії. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення короткозамкненого ротора асинхронного електродвигуна шляхом зміни форми паза, а також виконання половини пазів закритими і заглибленими відносно іншої половини пазів, які є напівзакритими, щоб зберігався високий пусковий момент і зменшився активний опір у номінальному режимі роботи, що зменшить електричні втрати у роторі і, відповідно, збільшить ККД асинхронного електродвигуна. Поставлена задача вирішується тим, що у короткозамкненому роторі асинхронного електродвигуна з почергово заглибленими пазами, виконаного з алюмінієвої обмотки, яка складається з короткозамкнених кілець та стрижнів, обмотку залито у пази ротора, пази мають грушоподібну або лопаткову форму, а також з магнітопровідних зубців та ярма, згідно з корисною моделлю, обмотку короткозамкненого ротора залито у пази, одна половина яких виконана напівзакритими, а інша - закритими і заглибленими відносно напівзакритих пазів і всі пази розподілені по черзі, пази виконано з заокругленнями радіусом до 1,5 мм. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де на фіг. 1 зображений сегмент поперечного перерізу короткозамкненого ротора асинхронного електродвигуна з почергово заглибленими пазами, а на фіг. 2 зображений поперечний переріз напівзакритого паза короткозамкненого ротора асинхронного електродвигуна. На фіг. 1 короткозамкнений ротор асинхронного електродвигуна містить закриті пази 1, напівзакриті пази 2, зубці 3 ротора, ярмо 4 ротора, вал 5. На фіг. 2 напівзакритий паз 2 короткозамкненого ротора зі зменшеними радіусами заокруглення у порівнянні зі звичайним овальним пазом, де S1 - це площа поперечного перерізу при стандартному радіусі заокруглення і S2 - площі, які додатково утворюються при зменшенні радіусів заокруглення. Короткозамкнений ротор асинхронного електродвигуна функціонує наступним чином. У номінальному режимі роботи асинхронного електродвигуна магнітне поле статора охоплює увесь ротор, у тому числі напівзакриті 2 та закриті 1 пази, які мають менший опір порівняно з опором звичайного короткозамкненого ротора асинхронного електродвигуна. Це обумовлено тим, що площу поперечного перерізу паза зі зменшеними радіусами заокруглення q'c короткозамкненого ротора виконано більшою ніж площа звичайного овального паза qc, що стало можливим за рахунок зменшення радіусів заокруглення паза короткозамкненого ротора, а саме: q'с=qс+ qс; де qc=q1+q2 - додаткова площа за рахунок зменшення радіусів заокруглення (поз. S2 на фіг. 2). Це призводить до того, що активний опір rс стрижня зменшується: rc  115  l2 l2  115  q'c qc  qc ; 115 50 l де - питомий активний опір матеріалу стрижня при температурі 115 °С; 2 - довжина стрижня короткозамкненого ротора. Відповідно активний опір фази обмотки короткозамкненого ротора r2 зменшується r2  rc  2  rкл 2   115  l2 qc  qc ; 115 де - активний опір кілець короткозамкненого ротора;  - постійна. Для визначення втрат активний опір фази обмотки короткозамкненого ротора r2 приводимо до числа витків обмотки статора: 1 UA 74442 U 4  m  ( w1  k об1)1  l2 2  rкл  4  m  ( w1  k об1)2    115    Z2  k ck qc  qc Z2  k ck 2    При номінальному струмі електричні втрати у роторі зменшуються, так для трифазного асинхронного електродвигуна:  l2 2  rкл  4  m  ( w1  k об1)2  Pe2  3  I'22 r '2  3  I'22  115    qc  qc Z2  k ck 2    ; r '2  r2  5 де I'2 - приведений струм короткозамкненого ротора, який є незмінним у номінальному режимі роботи. За рахунок зменшення електричних втрат у роторі збільшується ККД асинхронного електродвигуна з короткозамкненим ротором:   1 10 15 20 Pcт  Pмех  Ре1  Ре2 Р1   l 2  rкл  4  m  ( w1  k об1)2 Pcт  Pмех  Ре1  3  І'22  115 2  2    Pд  q  q Z2  k ck  Рд   c  c   1 Р1 . У номінальному режимі роботи асинхронного електродвигуна з нерівномірно розподіленими пазами магнітне поле статора створює магнітний потік, який проходить по зубцях 3, ярму 4 і частково по валу 5 і охоплює усю обмотку, залиту у напівзакриті пази 2 і закриті пази 1. В момент пуску асинхронного електродвигуна магнітне поле, створене статором, пронизує поверхню короткозамкненого ротора, яку займають частково напівзакриті пази 2, а на закриті пази 1 поле майже не впливає через їх віддаленість від поверхні ротора. Тому пусковий струм індукується тільки у частині обмотки, що складається з напівзакритих пазів 2, - це призводить до того, що опір обмотки ротора підвищується порівняно з опором обмотки короткозамкненого ротора, де всі пази напівзакриті. Пусковий момент такого короткозамкненого ротора підвищується відносно звичайного короткозамкненого ротора з напівзакритими пазами. Напівзакриті 2 та закриті 1 пази короткозамкненого ротора виконано з маленькими відносно прототипу радіусами заокруглення до 1,5 мм, що додатково збільшують площу перерізу паза короткозамкненого ротора асинхронного двигуна. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 Короткозамкнений ротор асинхронного електродвигуна з почергово заглибленими пазами, який виконаний з алюмінієвої обмотки, яка складається з короткозамкнених кілець та стрижнів, обмотку залито у пази ротора, пази мають грушоподібну або лопаткову форму, а також з магнітопровідних зубців та ярма, який відрізняється тим, що обмотку короткозамкненого ротора залито у пази, одна половина яких виконана напівзакритими, а інша - закритими і заглибленими відносно напівзакритих пазів і всі пази розподілені по черзі, пази виконано з заокругленнями радіусом до 1,5 мм. 2 UA 74442 U 3 UA 74442 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 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