Ротор асинхронного двигателя

Использование: электромашиностроение. Сущность изобретения. Ротор содержит шихтованный сердечник 1 с пазами, в которых размещены стержни 2 короткозамкнутой обмотки, пазы в верхней части имеют расширенные участки 3. Пазы ротора выполнены закрытыми с мостиком 4. В части стержня 2, начиная с высоты, соответствующей глубине проникновения электромагнитного поля при скольжении двигателя равном 0.2, до высоты стержня 2, соответствующей глубине проникновения электромагнитного поля при скольжении двигателя равном 0.05, выполнены продольные пазы 5 прямоугольной формы, расположенные либо с двух сторон стержня 2, либо с одной стороны. Технический результат: увеличение вращающего момента без изменения величины пускового тока в процессе пуска. 2 илл.

глубине проникновения электромагнитного поля при скольжении двигателя равном 0.05, выполнены продольные пазы прямоугольной формы незаполненные ферромагнитным материалом шириной, составляющей 0.1÷0.25 от ширины стержня, расположенные по длине стержня с двух сторон.

Ротор асинхронного двигателя, содержащий шихтованный сердечник с пазами, в которых размещены стержни короткозамкнутой обмотки, причем пазы в верхней части содержат незаполненные стержнями расширенные участки, пазы ротора выполнены закрытыми с радиальным размером мостика в наиболее его узкой части, равным 1/6-1/15 части зубцового деления статора, отличающийся тем, что в части стержня, начиная с высоты, соответствующей глубине проникновения электромагнитного поля при скольжении двигателя равном 0.2, до высоты стержня, соответствующей глубине проникновения электромагнитного поля при скольжении двигателя равном 0.05, выполнен продольный паз прямоугольной формы незаполненный ферромагнитным материалом шириной, составляющей 0.2÷0.5 от ширины стержня, расположенный по длине стержня с одной стороны.

Полезная модель поясняется фигурами, где изображены: на Фиг.1 - поперечный разрез стержня, расположенного в пазу ротора, с продольными пазами прямоугольной формы с двух сторон в нижней части стержня; на Фиг.2 - поперечный разрез стержня, расположенного в пазу ротора с продольным боковым пазом прямоугольной формы в нижней части стержня.

Полезная модель содержит ферромагнитный сердечник ротора 1 с уложенными стержнями 2 короткозамкнутой обмотки, верхняя часть паза 3 выполнена шире соответствующего участка стержня 2 и отделена от воздушного зазора магнитопроводящим мостиком 4. В нижней части стержня 2 имеются продольные боковые пазы 5 прямоугольной формы,

незаполненные ферромагнитным материалом, двухсторонние (Фиг.1) или односторонние (Фиг.2).

При номинальной частоте вращения ротора эффект вытеснения тока в стержнях короткозамкнутой обмотки пренебрежительно мал и сопротивление обмотки ротора равно номинальному. Характеристики асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в этом режиме совпадают с характеристиками обычного асинхронного двигателя с глубокопазным ротором.

При пуске двигателя с глубокопазным ротором глубина проникновения электромагнитного поля в стержень короткозамкнутой обмотки ротора определяется по формуле:

где h_пр - глубина проникновения электромагнитного поля в стержень,

- удельное сопротивление материала стержня,

f ₁ - частота тока,

s - скольжение асинхронного двигателя,

₀ - магнитная постоянная.

В начале пуска асинхронного двигателя при больших скольжениях ток проходит только по части стержней 2, расположенной близко к внешней поверхности сердечника 1. По мере увеличения частоты вращения ротора частота тока в нем уменьшается, растет глубина проникновения электромагнитного поля в стержне, и ток все глубже проникает в стержни 2 в направлении дна паза. При этом, за счет увеличения сечения стержня 2 уменьшается его активное сопротивление. Когда при уменьшении скольжения глубина проникновения достигает боковых пазов 5 стержней 2, активное сопротивление их увеличивается за счет уменьшения сечения, что приводит к увеличению вращающего момента двигателя практически при

том же токе, так как реактивное сопротивление короткозамкнутой обмотки ротора не возросло.

Ширина продольных боковых пазов 5 в стержне ротора 2 (Фиг.1, Фиг.2) выполняется равной 0.1÷0.25 от ширины стержня (b _ст), когда пазы с двух сторон стержня (Фиг.1), или равной 0.2÷0.5 от ширины стержня (b_ст), когда паз с одной стороны стержня (Фиг.2), с высотой равной h _пр0,05-h_пр0,2,

где h _пр0,05 - глубина проникновения электромагнитного поля в стержень при скольжении двигателя s=0.05,

h _пр0,2 - глубина проникновения электромагнитного поля в стержень при скольжении двигателя s=0.2.

Активное сопротивление стержня 2 короткозамкнутой обмотки ротора во время пуска определяется по формуле:

r_cs=r _с·q_c/q_cs ,

где r_cs - активное сопротивление стержня короткозамкнутой обмотки ротора при скольжении двигателя s,

r_c - активное сопротивление стержня короткозамкнутой обмотки ротора при полном проникновении тока в стержень,

q_c - сечение стержня короткозамкнутой обмотки ротора,

q_cs - сечение части стержня короткозамкнутой обмотки ротора, где во время пуска при скольжении двигателя s протекает ток стержня ротора.

Технический результат увеличения величины вращающего момента асинхронного двигателя в диапазоне скольжений двигателя от 0.2 до 0.05 в процессе пуска достигается увеличением активного сопротивления стержней 2 в зоне вытеснения тока, соответствующего диапазону скольжений двигателя от 0.2 до 0.05, практически при том же пусковом токе. Поэтому при немагнитном заполнении боковых пазов 5 в нижней части стержней 2 полное сопротивление ротора практически не изменится, а активное сопротивление его возрастет. Величина вращающего момента асинхронного

двигателя в диапазоне скольжений двигателя от 0.2 до 0.05 в процессе пуска увеличивается на величину до 15%.

Предлагаемая конструкция ротора асинхронного двигателя опробована в асинхронном двигателе типа 4АЗМ 1-8000/6000 УХЛ4.

1. Ротор асинхронного двигателя, содержащий шихтованный сердечник с пазами, в которых размещены стержни короткозамкнутой обмотки, причем пазы в верхней части содержат незаполненные стержнями расширенные участки, пазы ротора выполнены закрытыми с радиальным размером мостика в наиболее его узкой части, равным 1/6-1/15 части зубцового деления статора, отличающийся тем, что в части стержня, начиная с высоты, соответствующей глубине проникновения электромагнитного поля при скольжении двигателя, равном 0,2, до высоты стержня, соответствующей глубине проникновения электромагнитного поля при скольжении двигателя, равном 0,05, выполнены продольные пазы прямоугольной формы, незаполненные ферромагнитным материалом, шириной, составляющей 0,1÷0,25 от ширины стержня, расположенные по длине стержня с двух сторон.

2. Ротор асинхронного двигателя, содержащий шихтованный сердечник с пазами, в которых размещены стержни короткозамкнутой обмотки, причем пазы в верхней части содержат незаполненные стержнями расширенные участки, пазы ротора выполнены закрытыми с радиальным размером мостика в наиболее его узкой части, равным 1/6-1/15 части зубцового деления статора, отличающийся тем, что в части стержня, начиная с высоты, соответствующей глубине проникновения электромагнитного поля при скольжении двигателя, равном 0,2, до высоты стержня, соответствующей глубине проникновения электромагнитного поля при скольжении двигателя, равном 0,05, выполнен продольный паз прямоугольной формы, незаполненный ферромагнитным материалом, шириной, составляющей 0,2÷0,5 от ширины стержня, расположенный по длине стержня с одной стороны.