Трехфазный тяговый асинхронный двигатель
Полезная модель относится к электромашиностроению и может быть использована в приводе переменного тока троллейбусов в комплекте с преобразователем частоты, формирующим напряжение по принципу широтно-импульсной модуляции, а также в приводах других транспортных средств: вагонов метрополитена, трамваев. Полезная модель позволяет уменьшить габариты двигателя за счет перехода закрытого исполнения на защищенное, увеличить механическую прочность за счет применения оболочки из литой углеродистой стали, уменьшить аэродинамический и магнитный уровни шума и вибрации за счет использования вентилятора, выполненного с переменным шагом лопаток, за счет увеличенного воздушного зазора между статором и ротором и подбором соотношения пазов статора и ротора. Трехфазный тяговый асинхронный двигатель включает оболочку, статор, выполненный с обмоткой и сердечником, ротор с сердечником и короткозамкнутой обмоткой из медных стержней и медных короткозамыкающих колец, закрепленный на валу двигателя, вентилятор для охлаждения двигателя, размещенный на валу двигателя и выполненный с лопатками с переменным шагом и устройство управления двигателем через преобразователь частоты, включающее датчик частоты вращения, зубчатое колесо, установленное на лопатках вентилятора и электрический разъем для подключения датчика частоты вращения. Обмотка статора выполнена из секций с выводными концами, а сердечники статора и ротора выполнены шихтованными из электротехнической стали. 12 з.п.ф-лы, 2 илл.
Полезная модель относится к электромашиностроению и может быть использована в приводе переменного тока троллейбусов в комплекте с преобразователем частоты, формирующим напряжение по принципу широтно-импульсной модуляции, а также в приводах других транспортных средств: вагонов метрополитена, трамваев.
Уже известен выбранный заявителем в качестве ближайшего аналога (прототипа) тяговый асинхронный двигатель, включающий статор, выполненный с обмоткой и сердечником, закрепленный на валу двигателя ротор с сердечником и короткозамкнутой обмоткой (см. полезную модель РФ№30038, опубл. 10.06.2003).
Недостатком прототипа является сложность конструкции и высокий уровень вибрации и шума. Задачей заявленной полезной модели является уменьшение габаритов двигателя за счет перехода закрытого исполнения на защищенное, увеличение механической прочности за счет применения оболочки из литой углеродистой стали, уменьшение аэродинамических и магнитных уровней шума и вибрации за счет использования вентилятора, выполненного с переменным шагом лопаток, за счет увеличенного воздушного зазора между статором и ротором и подбором соотношения пазов статора и ротора.
Задача заявленной полезной модели достигается за счет того, что в трехфазном тяговом асинхронном двигателе, включающем оболочку, статор, выполненный с обмоткой и сердечником, ротор с сердечником и короткозамкнутой обмоткой из медных стержней и медных короткозамы-кающих колец, закрепленный на валу двигателя, вентилятор для охлаждения двигателя, размещенный на валу двигателя и выполненный с лопатками с переменным шагом и устройство управления двигателем через преобразователь частоты, включающее датчик частоты вращения, зубчатое колесо, установленное на лопатках вентилятора и электрический разъем для подключения датчика частоты вращения, обмотка статора выполнена из секций с выводными концами, а сердечники статора и ротора выполнены шихтованными из электротехнической стали.
Оболочка образована передним, задним подшипниковыми щитами и станиной, причем в заднем подшипниковом щите и в станине выполнены закрытые сетками отверстия, а в роторе и между станиной и сердечником статора образованы каналы для прохождения охлаждающего воздуха.
В качестве изоляции проводов обмотки статора может быть использована полиамидно-фторопластовая
пленка.
Выводные концы обмотки статора могут быть подведены к электрическому разъему со степенью защиты IP68.
Станина может быть выполнена восьмигранной формы из литой углеродистой стали.
Обмотка статора выполнена двухслойной, петлевой, с жесткими секциями из прямоугольного провода с полиамидно-второпластовой пленкой, рассчитанной на работу от преобразователя, формирующего напряжение по принципу широтно-импульсной модуляции.
Передний и задний подшипниковые щиты выполнены в виде отливок из углеродистой стали и прикреплены к станине болтами.
Подшипники могут быть закрыты с наружной стороны подшипниковыми крышками.
В крышках подшипников могут быть выполнены лабиринтные уплотнения.
Для слива конденсата, образующегося при перепаде температур во время работы и стоянок транспорта, в станине двигателя могут быть выполнены отверстия.
Станина может быть выполнена с подвесками для перемещения двигателя при его изготовлении и установке на транспортном средстве.
Датчик частоты вращения может быть снабжен защитным кожухом, а электрический разъем для подключения датчика частоты вращения установлен на защитном кожухе.
Короткозмыкающие кольца могут быть соединены со стержнями посредством сварки и могут плотно прилегать к сердечнику ротора.
На фиг.1 изображен двигатель - продольный разрез.
На фиг.2 изображен двигатель-вид с торца.
Трехфазный тяговый асинхронный двигатель включает запрессованный в станину 1 статор 2, выполненный с обмоткой 3 и сердечником 4, закрепленный на валу 5 двигателя ротор 6 с сердечником и короткозамкнутой обмоткой из медных стержней и медных короткозамыкающих колец 21, размещенный на валу 5 двигателя вентилятор 7 охлаждения двигателя с лопатками, выполненными с переменным шагом и устройство управления двигателем через преобразователь частоты, включающее датчик 8 частоты вращения, зубчатое колесо 9, установленное на лопатках вентилятора 7 и электрический разъем 10 для подключения датчика 8 частоты вращения. Обмотка статора 2 выполнена из секций с выводными концами. Сердечник 4 статора 2 и сердечник ротора 6 выполнены из листов электротехнической стали. Станина 1 может быть выполнена восьмигранной формы из качественной углеродистой стали с каналами для прохода охлаждающего воздуха. Обмотка статора 2 может быть выполнена двухслойной, петлевой, с жесткими секциями из прямоугольного провода с полиамидно-фторопластовой пленкой. Выводные концы обмотки статора 2 могут быть подведены к электрическому разъему 11 фирмы «HARTING» со степенью защиты IP 68. Двигатель может быть снабжен передним и задним подшипниковыми щитами
12 и 13, выполненными в виде отливок из углеродистой стали, и прикрепленными к станине 1 болтами. В станине 1 и заднем подшипниковом щите 13 могут быть выполнены отверстия для прохода охлаждающего воздуха, закрытые сетками 14 и 15. Подшипники 16 и 17 могут быть закрыты подшипниковыми крышками 18. Для предотвращения попадания пыли и грязи в подшипниковый узел в крышках подшипников могут быть выполнены лабиринтные уплотнения. Наружная крышка 18 подшипника 16 может быть выполнена глухой. Для слива конденсата, образующегося при перепаде температур во время работы и стоянок транспорта, в станине 1 двигателя могут быть выполнены отверстия 19. Станина 1 может быть выполнена с подвесками 20 для установки двигателя на троллейбусе. Датчик 8 частоты вращения может быть снабжен защитным кожухом, а электрический разъем 10 для подключения датчика 8 частоты вращения установлен на защитном кожухе. Для уменьшения магнитных составляющих шума и вибрации воздушный зазор между статором 2 и ротором 6 может быть выполнен увеличенным, причем во всем диапазоне регулирования соотношение чисел пазов ротора 6 и статора 2 выполнено по формуле:
Z2 =Z1±2pK,
где
Z2 - ЧИСЛО ПАЗОВ РОТОРА;
Z1 - ЧИСЛО ПАЗОВ СТАТОРА;
К - любое целое число 
0
p - число пар полюсов.
Сборка и работа асинхронного двигателя заключается в следующем.
Обмотка ротора 6 выполняется из медных стержней, замкнутых накоротко приваренными к ним по специальной технологии медными кольцами 20. Охлаждение двигателя осуществляется вентилятором 7. Отверстия в станине 1 и заднем подшипниковом щите 13 для прохода охлаждающего воздуха закрыты сетками. Подшипники 16 и 17 закрыты подшипниковыми крышками 18. Для предотвращения попадания пыли и грязи в подшипниковый узел в крышках 18 подшипников 16 и 17 предусмотрены лабиринтные уплотнения. Наружная крышка подшипника 16 выполнена глухой. Для слива конденсата в станине 1 двигателя предусмотрены отверстия 19. Двигатель поставляется с зубчатым колесом 9, установленном на лопатках вентилятора 7, и служащем для работы датчика 8 частоты вращения. Датчик 8 частоты вращения сверху защищен кожухом, на котором установлен разъем 10 фирмы «HARTING» для подключения датчика 8. Двигатель имеет защищенное исполнение с прохождением охлаждающего воздуха через внутреннее пространство двигателя. Обмотка ротора 6 имеет повышенное активное сопротивление для улучшения управления двигателем. Обмотка 3 статора 2 имеет современную систему
изоляции, учитывающую работу двигателя от преобразователя частоты с фронтом нарастания напряжения до 1000 В/мкс. Выводные концы обмотки 3 статора 2 подведены к электрическому разъему 10 типа «HARTING".
1. Трехфазный тяговый асинхронный двигатель, включающий оболочку, статор, выполненный с обмоткой и сердечником, ротор с сердечником и короткозамкнутой обмоткой из медных стержней и медных короткозамыкающих колец, закрепленный на валу двигателя, вентилятор для охлаждения двигателя, размещенный на валу двигателя и выполненный с лопатками с переменным шагом и устройство управления двигателем через преобразователь частоты, включающее датчик частоты вращения, зубчатое колесо, установленное на лопатках вентилятора и электрический разъем для подключения датчика частоты вращения, причем обмотка статора выполнена из секций с выводными концами, а сердечники статора и ротора выполнены шихтованными из электротехнической стали.
2. Трехфазный тяговый асинхронный двигатель по п.1, отличающийся тем, что оболочка образована передним, задним подшипниковыми щитами и станиной, причем в заднем подшипниковом щите и в станине выполнены закрытые сетками отверстия, а в роторе и между станиной и сердечником статора образованы каналы для прохождения охлаждающего воздуха.
3. Трехфазный тяговый асинхронный двигатель по п.1, отличающийся тем, что в качестве изоляции проводов обмотки статора использована полиамидно-фторопластовая пленка.
4. Трехфазный тяговый асинхронный двигатель по п.1, отличающийся тем, что выводные концы обмотки статора подведены к электрическому разъему.
5. Трехфазный тяговый асинхронный двигатель по п.2, отличающийся тем, что станина выполнена восьмигранной формы из литой углеродистой стали.
6. Трехфазный тяговый асинхронный двигатель по п.1, отличающийся тем, что обмотка статора выполнена двухслойной, петлевой, с жесткими секциями из прямоугольного провода с полиамидно-фторопластовой пленкой.
7. Трехфазный тяговый асинхронный двигатель по п.2, отличающийся тем, что передний и задний подшипниковые щиты выполнены в виде отливок из углеродистой стали и прикреплены к станине болтами.
8. Трехфазный тяговый асинхронный двигатель по п.2, отличающийся тем, что подшипники закрыты с наружной стороны подшипниковыми крышками.
9. Трехфазный тяговый асинхронный двигатель по п.8, отличающийся тем, что в крышках подшипников выполнены лабиринтные уплотнения.
10. Трехфазный тяговый асинхронный двигатель по п.2, отличающийся тем, что для слива конденсата в станине двигателя выполнены отверстия.
11. Трехфазный тяговый асинхронный двигатель по п.2, отличающийся тем, что станина выполнена с подвесками для установки на транспортном средстве.
12. Трехфазный тяговый асинхронный двигатель по п.1, отличающийся тем, что датчик частоты вращения снабжен защитным кожухом, а электрический разъем для подключения датчика частоты вращения установлен на защитном кожухе.
13. Трехфазный тяговый асинхронный двигатель по п.1, отличающийся тем, что короткозамыкающие кольца соединены со стержнями посредством сварки и плотно прилегают к сердечнику ротора.
