Ротор асинхронного электродвигателя

Решение относится к области электромашиностроения, конкретно к конструкции высокооборотной электрической машины с малым диаметром ротора вследствие больших центробежных усилий. Задачей его является повышение эффективности охлаждения высокооборотной электрической машины и получение технологичной и надежной конструкции с требуемыми характеристиками.

Ротор асинхронного двигателя состоит из шихтованного сердечника 1 без вентиляционных распорок между пакетами, в пазах 2 которого размещены стержни 3 короткозамкнутой обмотки с трапецеидальными участками 4. Пазы 2 выполнены с аксиальными подпазовыми вентиляционными отверстиями 5 и боковыми вентиляционными каналами 6, 7.

Боковые каналы выполнены закрытыми 6 (аксиальными) или открытыми 7 (аксиально-радиальными) к наружному диаметру 8 сердечника 1. В продольном направлении сердечник 1 набран из чередующихся пакетов с закрытыми 6 и открытыми каналами 7. В зависимости от параметров двигателя и требований по охлаждению возможны варианты чередования каналов 6 и 7 как в продольном, так и в поперечном сечении сердечника. 1 з.п. ф-лы, 2 илл.

Предлагаемое решение относится к области электромашиностроения, конкретно к конструкции высокооборотной электрической машины с малым диаметром ротора вследствие больших центробежных усилий.

Известна конструкция ротора асинхронного двигателя [1], в пазах сердечника которого размещены стержни короткозамкнутой обмотки. Сердечник собран из отдельных пакетов с образованием распорками радиальных вентиляционных каналов. На дне каждого паза выполнен аксиальный вентиляционный канал, сообщающийся с радиальными вентиляционными каналами. В зоне спинки сердечника выполнены аксиальные вентиляционные каналы, образованные ребрами вала. Если сердечник напрессовывается непосредственно на вал, в спинке сердечника выполнены аксиальные вентиляционные отверстия [2].

Ротор асинхронного двигателя, принятый за прототип по сходству исполнения конструктивных элементов и решаемой задаче [3], содержит сердечник, в пазах которого размещены стержни короткозамкнутой обмотки. Стержни выполнены в поперечном сечении трапециевидной формы. Сердечник набран из чередующихся пакетов с аксиальными вентиляционными отверстиями в спинке сердечника и пакетов с аксиальными вентиляционными каналами, которые по ширине превышают размер пазов и в спинке сердечника совмещены с отверстиями первых пакетов и открыты в сторону внешнего диаметра сердечника. Однако, применение такого сердечника ограничено маломощными двигателями для бытовых нужд и двигателей для промышленных вентиляторов на 1500 об/мин.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение эффективности охлаждения высокооборотной электрической машины и получение технологичной и надежной конструкции с требуемыми характеристиками.

Поставленная задача достигается за счет того, что в роторе асинхронного двигателя, содержащем шихтованный сердечник с зубцами и пазами, размещенную в пазах короткозамкнутую обмотку, пакеты сердечника с аксиальными вентиляционными отверстиями в спинке сердечника, чередующиеся с пакетами сердечника с аксиальными вентиляционными каналами, которые в спинке сердечника совмещены с отверстиями первых пакетов и открыты в сторону внешнего диаметра сердечника, новизна заключается в том, что каждое аксиальное вентиляционное отверстие в спинке смещено под паз и

совмещено с ним, образуя подпазовый канал, каждый аксиальный вентиляционный канал так же смещен к одному из соседних пазов и совмещен с ним. Кроме того, подпазовый канал выполнен с переходом на нижнюю часть боковой стороны паза, соответствующей стороне аксиального канала.

Техническое решение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен фрагмент поперечного сечения ротора с закрытыми каналами к внешнему диаметру, на фиг.2 - то же, с открытыми каналами.

Ротор асинхронного двигателя состоит из шихтованного сердечника 1 без вентиляционных распорок между пакетами (см. фиг.1), в пазах 2 которого размещены стержни 3 короткозамкнутой обмотки с трапецеидальными участками 4. Пазы 2 выполнены с аксиальными подпазовыми вентиляционными отверстиями 5 и боковыми вентиляционными каналами 6, 7.

Боковые каналы выполнены закрытыми 6 (аксиальными) или открытыми 7 (аксиально-радиальными) (см. фиг.2) к наружному диаметру 8 сердечника 1. В продольном направлении сердечник 1 набран из чередующихся пакетов с закрытыми 6 и открытыми каналами 7. В зависимости от параметров двигателя и требований по охлаждению возможны варианты чередования каналов 6 и 7 как в продольном, так и в поперечном сечении сердечника. Возможно вариантное исполнение зубцовой зоны сердечника - ширина зубцов 9 сердечника ротора в зоне подпазовых отверстий 5 постоянна (см. фиг.1) либо ширина подпазовых отверстий 5 постоянна (см. фиг.2)

Установку обмотки короткозамкнутого ротора осуществляют следующим образом. Стержни 3 заводят в сердечник с торца через подпазовые отверстия 5, затем перемещают их на штатное пазовое место и, в случае необходимости, заклинивают клиньями 10, прижимая трапецеидальными участками 4 к стенкам пазов 2. Заклиновку можно осуществлять относительно подпазового отверстия 5 (фиг.1) или дна паза 2 (фиг.2).

Охлаждающий газ, поступая, например, с торцов ротора, проходит по подпазовым аксиальным отверстиям 5 и боковым аксиальным каналам 6, затем по открытым каналам 7 в сторону наружного диаметра ротора 8, выходит в воздушный зазор. Используется вентилирующее радиальное действие каналов 7 с аксиальным подводом охлаждающего воздуха. Преимущества такой системы охлаждения заключаются в том, что стержни обмотки ротора охлаждаются газом непосредственно. Напорное действие осевого вентилятора усиливает эффект.

Технические преимущества заявляемого решения с применением глубоких подпазовых каналов и уменьшенным сечением шихтованной спинки ротора заключаются в создании технологичной конструкции ротора асинхронного двигателя, сердечник

которого насажен непосредственно на вал и отношение длины сердечника к его диаметру больше единицы, с требуемыми техническими характеристиками и эффективным охлаждением как ротора, так и активных частей двигателя - сердечника статора, обмоток.

Указанное решение осуществлено в совокупности заявленных признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии его условию промышленная применимость.

1. Ротор асинхронного двигателя, содержащий шихтованный сердечник с зубцами и пазами, размещенную в пазах короткозамкнутую обмотку, пакеты сердечника с аксиальными вентиляционными отверстиями в спинке сердечника, чередующиеся с пакетами сердечника с аксиальными вентиляционными каналами, которые в спинке сердечника совмещены с отверстиями первых пакетов и открыты в сторону внешнего диаметра сердечника, отличающийся тем, что каждое аксиальное вентиляционное отверстие в спинке смещено под паз и совмещено с ним, образуя подпазовый канал, каждый аксиальный вентиляционный канал также смещен к одному из соседних пазов и совмещен с ним.

2. Ротор асинхронного двигателя по п.1, отличающийся тем, что подпазовый канал выполнен с переходом на нижнюю часть боковой стороны паза, соответствующей стороне аксиального канала.