CN116746032A - 异步电机的转子 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机电领域，可用于异步电机以提高其特性。异步电机的转子包括芯叠片堆，该芯叠片堆在其槽中布置有直的、非斜面的短路鼠笼型转子绕组，该转子绕组具有不可拆卸地安装在其两个端面上的短路盘，其中短路转子绕组被配置为包括内排和外排的双排形式，转子芯设置在这两排之间。短路转子绕组的内排被配置为一排棒的形式，或者由导电非磁性材料的单个连续套筒配置。

Description

异步电机的转子

技术领域

本发明涉及机电领域，可用于异步电机以提高其性能。

背景技术

已知一种具有封闭凹槽的异步电动机的短路转子，其具有将其与气隙隔开的钢边缘。随着负载的增加，钢边缘从外部封闭转子磁路的槽，对来自定子的主磁通具有分流作用，其中很大一部分磁通在边缘上封闭，而不会进入“鼠笼”单元。同时，异步电动机的负载能力显著降低，导致扭矩损失和转子在过载期间完全停止。

异步电机的转子也是已知的，具有“鼠笼”棒的斜面形状。这种转子的磁芯的倾斜极对定子的磁通也有分流作用，并且在高负载下沿着转子的外部轮廓产生磁通，而无需浸入“鼠笼”的短路单元中。这也显著降低了异步电机的负载能力，并导致扭矩损失和转子在过载期间完全停止。

最接近下面描述的型号的装置是在专利RU 2104608中提出的转子。这是一个巨大的电机转子，在其磁路中有纵向直的和横向的环形凹槽，凹槽中填充了不同性质的材料。纵向凹槽填充有导电的非磁性材料，横向凹槽填充有导磁的介电材料。所述转子的中心部分由具有特定性质的导磁导电复合材料制成。该模型的缺点包括：当在高负载场中运行和启动时，所述转子的横向磁导体环对定子极进行磁分流；内部复合材料的高电阻，导致其在大转子电流流动时发热；磁路的磁路电阻高，这是由于磁性导体材料的横截面小，被纵向凹槽分割成若干段；转子的极划分的设计中的大的可变性；产品的可制造性低，这是由于转子的多步骤布局和使用的材料种类繁多，其中一个转子上有四种以上。

发明内容

下面描述的异步电机的转子模型没有所有上述缺点。

本发明的技术问题是需要提高异步电机的牵引和过载能力，增加异步电机的起动扭矩。

当使用本发明时，已经获得了以下有用的技术结果：

1.减少了异步电机在负载下运行转数的输出时间。这是通过降低鼠笼电路的电阻来实现的。启动时的转子电流随着扭矩的增加而达到更高的值。同时减小了转子的加速时间。

2.增加了异步电机的起动扭矩。这是通过降低鼠笼电路的电阻来实现的。启动时的转子电流随着扭矩的增加而达到更高的值。

3.异步电机的过载能力增加了很多倍。这是通过降低鼠笼电路的电阻来实现的。负载下的转子电流随着扭矩的增加而达到更高的值。

4.异步电机的转子轴的表面受到了有效的保护，免受涡流的加热。定子的感应磁通在转子的磁芯中封闭，集中在由两排鼠笼和短路垫圈形成的轮廓中，而不离开转子的轴所在部分。

5.异步电机的能效等级提高了1-2级。这是由于鼠笼电路的电阻降低，这在运行过程中导致旋转电路中的电(热)损耗降低，并提高了整个电机的效率。

附图说明

本发明以圆柱形转子为例，通过以下附图进行说明：图1—转子磁芯，具有用于鼠笼的槽和用于内排导电棒的导电元件的多个孔，为截面图；图2—短封闭垫圈；图3—工厂和改进的转子的效率图；图4—鼠笼，具有附加内排导电棒(截面图，没有磁芯)；图5—鼠笼，具有以套筒形式制成的附加内排(截面图，没有磁芯)；图6是实际实施方式的示例。

具体实施方式

异步电机的转子包含一组由电工钢制成的磁路板(图1)，该组磁路板具有“鼠笼”型的直的、无斜面的短路转子绕组，该转子绕组包含永久安装在其两端的短路垫圈(图2)；在这种情况下，转子的短路绕组以内排和外排导电元件的形式制成双排(图4、5)。转子的短路绕组的内排制成一排棒的形式(图4)或由导电非磁性材料的单个实心套筒制成(图5)。在较小的方向上，外排鼠笼型短路绕组的棒的数量与定子的槽的数量相差电机的极对的数量。

内排棒通过两端短路垫圈(图2)与由导电材料制成的“鼠笼”的棒直接电连接。

位于“鼠笼”的排之间的空间中的转子的磁芯的横截面应等于定子的磁芯的横截面。

从技术上讲，所有导电元件都可以通过将熔融的非磁性导电金属—铜、铝或其他导电材料—直接铸造到转子的磁芯的直凹槽中而一步制成。

转子的工作原理如下。定子感应的磁通通过转子的磁芯。同时，它在短路的转子棒之间通过，在转子棒中感应出EMF。感应的EMF反过来产生自己的磁场，在相位上滞后于定子场，这开始与定子场相互作用。由此，运动的时刻就产生了。导电棒的横截面比传统鼠笼中的小两倍。电流通过短路垫圈在“鼠笼”的外排和内排的棒之间流动——具有较短的通道路径，并以比传统“鼠笼”更大的扭矩达到更高的值。

实际实施方式的示例。考虑具有36槽定子的1000rpm工业异步电动机的转子的示例(图6)。电动机有三对极，因此转子的“鼠笼”的棒的数量比定子中的槽少三个，即33个棒。内排也有33个棒，它们的角度位置在“鼠笼”(图1)的棒之间。转子的端部有两个垫圈，将“鼠笼”的棒和内排棒的元件封闭在一起(图2)。改装后，对发动机进行了对比试验——使用工厂转子(图3中的“基础(зав.)”)和使用本发明改装的转子(图3中的“变化(изм.)”)。将机械负载施加到电机轴上，并且消除了发动机效率对固定速度负载的依赖性。图3示出了水平的发动机速度标度和竖直的效率标度。显然，与工厂版本相比，改进后的转子显示出更高的效率值。这是通过使用直“鼠笼”和转子的极划分的数字比例来实现的，通过定子的槽的数量和电机的极对的数量来计算，从而获得转子各极处的磁电压的最大值。在图3的图表中，当使用工厂转子时，在420rpm的区域中，电机的效率也明显急剧下降，直到其完全停止，尽管改进后的转子在相同的条件下继续承载负载。工厂转子的特性失效的原因是其各极的轴向倾斜，在一定负载下，它分流了来自定子的主磁通。

Claims (3)

1.一种异步电机的转子，其特征在于，包含一组磁路板，所述一组磁路板具有“鼠笼”型的直的、无斜面的短路转子绕组，所述转子绕组铺设在其凹槽中，在其两端包含永久安装的短路垫圈；同时，所述转子的所述短路绕组以内排和外排的形式被制成两排，所述转子的磁路放置在两排之间。

2.根据权利要求1所述的异步电机的转子，其特征在于，所述转子的所述短路绕组的所述内排以一排棒的形式制成，或者由导电非磁性材料制成的连续套筒制成。

3.根据权利要求1所述的异步电机的转子，其特征在于，“鼠笼”型短路绕组的一排中的棒的数量与定子槽的数量相差所述电机的极对的数量。