Ротор асинхронного електродвигуна

1. Ротор асинхронного электродвига теля, содержащий магнитопровод, вклю ч а ющ ий о сн о вн ы е п а ке ты с п а з ам и и короткозамкнутую обмотку, состоящую из Изобретение относится к области электромашиностроения, в частности, к асинхронным короткозамкнутым двигателям и может быть использовано в трехфазных двигателях большой и средней мощности при повышенных требованиях к их энергетическим показателями надежности. Известны короткозамкнутые роторы асинхронных двигателей, включающие основные и дополнительные пакеты магнитопровода ротора, обмотку с короткоза стержней, основных короткозамкнутых колец, расположенных по торцам магнитопровода и дополнительных короткозамыкзющих колец, расположенных в пределах длины магнитопровода, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что введены дополнительные пакеты с пазами, расположенными несимметрично относительно пазов основных пакетов, причем расположенные рядом два дополнительных пакета повернуты друг относительно друга на 180°. 2. Ротор по п. 1,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что пазы дополнительных пакетов рото ра имеют выступ, в месте расположения ко торого ширина паза превышает половину зубцового деления. 3. Ротор по п. 1,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что число пазов дополнительных паке тов по меньшей мере вдвое меньше числа пазов основных пакетов, а ширина паза до полнительных пакетов больше суммарной ширины паза'и зубца основного пакета и меньше суммарной ширины двух пазов и зубца основного пакета. мыкающими кольцами [1]. Недостатком этих устройств являются несколько повышенные электрические потери в обмотке ротора, что приводит к повышению нагрева ротора и двигателя в целом, а также ухудшает его энергетические характеристики, прежде всего к.п.д. Прототипом является короткозамкнутый ротор (фиг .1) асинхронного двигателя, состоящий из вала 1, основных пакетов 2, магнитопровода с ярмом 3 и зубцами 4, па С > ел О 11175 кетов 5 уменьшенного диаметра, состоящих только из ярма 3 и короткозамкнутой клетки, в которой наряду с основными короткозамыкающими кольцами 6, расположенными по краям магнитопровода ротора, имеются до- 5 полнительные короткозамыкающие кольца 7, расположенные в пределах длины магни-. топровода концентрично пакетам 5 [2]. Недостатком указанного ротора является то, что наличие дополнительных короткозамы- 10 кающих колец уменьшает длину зубцов 4 ротора и активную длину двигателя в целом, увеличивает магнитную индукцию в его воздушном зазоре и магнитопроводе ротора, следовательно, уменьшает коэффициент 15 мощности и КПД двигателя, что приводит к росту нагрева обмоток и потерь электроэнергии в них. Целью настоящего изобретения является повышение энергетических характери- 20 стик и снижение нагрева двигателя. Указанная цель достигается тем, что в короткозамкнутом роторе асинхронного двигателя, состоящем из вала, магнитопровода, включающего в себя основные пакеты и ли- 25 той короткозамкнутой клетки, состоящей из стержней, основных короткозамыкающих колец, расположенных по краям магнитопровода и дополнительных короткозамыкающих колец, расположенных в пределах 30 длины магнитопровода, введены дополнительные пакеты ротора с пазами, выполненными несимметрично относительно радиальных осей симметрии пазов основных пакетов, а каждое дополнительное ко- 35 роткозамыкающее кольцо ротора образовано путем частичного перекрытия пазов, двух дополнительных пакетов, находящихся рядом, один из которых повернут на 180° относительно другого. Кроме того, 40 пазы дополнительных пакетов ротора имеют выступ, в месте расположения которого ширина паза превышает половину зубцово-го деления, а пазы основных пакетов выполнены несимметрично относительно их 45 радиальных осей, в качестве дополнительных пакетов использованы основные пакеты, повернутые на 180° и прилегающая часть основного пакета. Помимо того число пазов дополнительных пакетов по меньшей 50 мере вдвое меньше числа пазов основных пакетов, а ширина паза дополнительных пакетов больше суммарной ширины двух пазов и зубца основного пакета. Приведенное сочетание существенных 55 признаков в аналогах не обнаружено. На фиг. 2, 3 показан заявляемый ротор, состоящий из вала 1, основных пакетов 2 с ярмом 3 и зубцами 4, неповернутых дополнительных пакетов 5 и повернутых на 180° дополнительных пакетов 5, расположенных рядом с неповернутыми. Как видно из сочетания а - а фиг. 3, при заливке ротора электропроводным материалом, наряду с основными короткозамыкащюими кольцами б, образованы дополнительные короткозамыкающие кольца 7, представляющие собой совокупность электрически соединенных друг с другом участков стержня 8 в неповернутых и повернутых на 180° дополнительных пакетах 5. На фиг. 4-13 показаны варианты пазов в основных 2 и дополнительных 5 пакетах и образование дополнительных короткозамыкающих колец 7. На фиг. 4 показаны пазы 9 (например, двухклеточные) основных пакетов 2, на фиг. 5 - пазы 10 дополнительных пакетов 5 (например, овальные, наклоненные относительно радиальных осей симметрии пазов 9 основных пакетов), на фиг. 6 - наложение основного пакета 2 (сплошные линии) иа неповернутый дополнительный пакет 5 (штриховые линии и на повернутый на 180° дополнительный пакет 5 (штрих-пунктирные линии) Иа фиг. 6 крест накрест заштрихованы места пересечения пазов 10 (и, следовательно, стержней 8 к.з. клетки) неповернутого дополнительного пакета Ъ с пазами 10 повернутого на 180° дополнительного пакета 5 и пазов 10 обоих пакетов 5 с пазами верхней клетки основного пакета 2; слева вверх направо заштрихованы места пересечения пазов 9 нижней клетки основного пакета 2 с пазами 10 неповернутого дополнительного пакета 5; слева вниз направо места пересечения пазов 9 нижней клетки основного пакета 2 с пазами повернутого на 180° дополнительного пакета 5. Как следует из фи г. 6, совокупность неповернутых и повернутых на 180° дополнительных пакетов 5 обеспечивает после заливки пазов магнитопровода ротора электропроводным материалом, электрическое соединение стержней 8 обмотки ротора, размещенных в пазах 9 основного пакета 2. Таким образом, совокупность участков стержней 8, расположенных в дополнительных пакетах 5, играет роль дополнительного короткозамыкающего кольца 7 для стержней 8, расположенных в пазах 9 основного пакета 2. На фиг 7-9 показаны варианты пазов дополнительных пакетов 5; овальные 11, смещенные относительно радиальных осей симметрии пазов 9 основного пакета 2, двухклеточные 12 с выступом, овальные 13 с выступом; на фиг. 10-12 наложение соответствующего неповернутого дополнительного пакета 5 (сплошные линии) иа по 11175 вернутый на 180° дополнительный пакет 5 (штриховые линии); зоны перекрытия на фиг. 1012 заштрихованы. Как видно на фиг. 7 и 10, достоинством овальных пазов 11, смещенных относительно пазов 9 основного па- 5 кета 2 является перекрытие практически по свей высоте паза 11, т.е. достаточное сечение дополнительного короткозамыкающего кольца 7, а недостатком этих пазов 11 является уменьшение ширины зубца 14 дополни- 10 тельных пакетов 5 по сравнению с зубцами 4 основных пакетов 2 также практически по всей высоте зубца 14. Пазы с выступами (фиг. 8-12) приводят к уменьшению ширины зубца 14 лишь на части его высоты, но при 15 этом уменьшается и сечение дополнительного короткозамыкающего кольца 7. На фиг. 13 показано наложение на основной пакет 2 и друг на друга дополнительных пакетов 5 с пазами, перекрывающими 20 по два паза 9 основного пакета 2. Здесь слева вверх направо заштрихованы пазы 15 неповернутого дополнительного пакета 5 (перекрывающие пазы 16 и 17, 18 и 19 и т.д. основного пакета), слева вниз направо - па- 25 зы 20 повернутого на 180° дополнительного Фиг.і пакета 5, перекрывающие пазы 17 и 18, 19 и 21 и т.д. основного пакета 2, а крест-накрест - места перекрытия пазов 15 и 20 обоих пакетов 5 друг с другом и с пазами 9 основного пакета 2. Наличие в роторе дополнительных короткозамыкающих колец 7 снижает активное сопротивление обмотки ротора вследствие уменьшения длины путей токов, возникающих в стержнях 8 при работе двигателя. Снижение сопротивления приводит к уменьшению электрических потерь в обмотке ротора и понижению температуры перегрева двигателя при работе в длительном режиме. При этом, в отличие от прототипа, дополнительные пакеты 5 имеют зубцы 14, что увеличивает, по сравнению с прототипом, активную длину ротора и двигателя в целом, снижает магнитную индукцию в магнитопроводе и воздушном зазоре, следовательно, повышает энергетические характеристики (КПД и коэффициент мощности) двигателя, снижает потери электроэнергии на 0,5-1 % и нагрев его обмоток на 3-7°С. 55 S 5S 92. Ш S І 'гпф 11175 -tr ' сриг, 9 Фиг. 10 фиг. 12 15 20 Фиг. /3 Упорядник Замовлення 4051 Техред М.Моргентал Коректор Н. Король Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, аул.Гагаріна, 101