CS253838B1 - Rotor asynchronního stroje - Google Patents

Abstract

Řešením se umožňuje u rotoru asynchronního stroje se svařovanou klecí nakrátko využít pro rozběh maximálně tepelnou kapacitu rotorových zubů při současném snížení ztrát naprázdno v klecí rotoru a na povrchu statoru. Toho se dosahuje tím, že průřez tyče klece nakrátko sestává v její střední části a v horní části nejméně ze dvou lichoběžníkových částí s různými úkosy, přičemž průřez dolní části tyěe klece nakrátko, která je přivrácena k ose rotoru, má konstantní šířku a šířky lichoběžníkových průřezů střední části a horní části tyče klece nakrátko se zmenšují směrem ke vzduchové mezeře.

Description

Vynález se týká rotoru asynchronního stroje, zejména asynchronního motoru nakrátko, složeného z rotorových plechů s otevřenými rotorovými drážkami pro rotorové vinutí, tvořené klecí z neizolovaných tyčí, uložených v rotorových drážkách a obě stěny rotorové drážky jsou v dotyku s tyčí po celé délce jen v její střední části a tyče jsou v rotorových drážkách upevněny pomocí klínů, umístěných na dně rotorové drážky.

Známé rotorové tyče, které jsou u asynchronních motorů nakrátko součástí rotorové klece, mají obvykle průřez tvaru obdélníka, případně obdélníka se zaoblenými konci, které jsou v rotorových drážkách upevněny zatemováním.

Jiné známé tyče klece asynchronních motorů nakrátko mají průřez tvaru lichoběžníku nebo tvaru obráceného písmene T a jsou upevněny v rotorových drážkách pomocí klínů. Krček rotorových drážek s uvedenými tyčemi je bud zcela otevřen, nebo naopak je otevřen jen minimálně, to znamená, že je značně vyjádřen.

Uvedené známé tvary rotorových drážek a průřezy tyčí, které tvoří rotorové klece, se vyznačují velkým skinovým efektem, vyvolávajícím během rozběhu stroje značné tepelné rozdíly mezi horní částí a dolní částí tyče. Vzhledem k tomu, že mechanický a tedy i tepelný styk tyče klece s rotorovým zubem je u tyčí s průřezem ve tvaru obdélníka, resp. obdélníka se zaoblenými konci, ne zcela spolehlivý a obvykle jen nepatrný jak v horní části, tak i v dolní části tyče, neumožňují tato řešení využít zcela tepelnou kapacitu rotorových zubů během rozběhu.

U tyčí s průřezem ve tvaru lichoběžníku je sice vytvořen mechanický i tepelný styk tyče a rotorového zubu podél obou bočních stran, avšak lichoběžníkový průřez tyče klece nevyužívá efektivně prostor mezi oběma rotorovými zuby a vlastní tepelná kapacita tyče s lichoběžníkovým průřezem je menší, než u tyčí s průřezem obdélníkovým, resp. obdélníkovým se zaoblenými konci. Tyče s průřezem ve tvaru obráceného písmena T spojují v sobě negativní vlastnosti tyčí s průřezem obdélníkovým, resp. obdélníkovým se zaoblenými konci a tyčí s průřezem lichoběžníkovým.

Další nevýhodou uvedených řešení je tvar krčku rotorové drážky. Při zcela otevřeném krčku se zvyšují ztráty naprázdno v kleci tvořící rotorové vinutí a povrchové ztráty statoru. Při vyjádřeném krčku rotorové drážky dochází k větší změně rozptylové reaktance stroje během rozběhu a ke snížení momentové přetížitelnosti.

Nevýhody známých tvarů rotorových drážek a průřezů tyčí, tvořících klec, jsou odstraněny řešením podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že průřez tyče klece nakrátko sestává v její střední části a v horní části nejméně ze dvou lichoběžníkových částí s různými úkosy, přičemž průřez dolní části tyče klece nakrátko, která je přivrácena k ose rotoru, má konstantní šířku a šířky lichoběžníkových průřezů střední části a horní části tyče klece nakrátko se zmenšují směrem ke vzduchové mezeře.

Výhodnost řešení podle vynálezu spočívá v tom, že je v maximální možné míře zvětšena plocha průřezu tyče klece nakrátko při nevyjádřeném krčku rotorové drážky, avšak s minimálním otevřením, přičemž mechanický a tepelný styk je vytvořen ve střední části rotorové drážky, což c maximální možné míře umožňuje pro rozběh využít tepelné kapacity rotorových zubů při současném snížení ztrát naprázdno v kleci rotoru a na povrchu statoru.

Další výhoda řešení podle vynálezu spočívá v tom, že tvar průřezu rotorových tyčí a tvar drážek podle vynálezu umožňuje spojit výhodné vlastnosti tyčí s lichoběžníkovým průřezem a tyčí s obdélníkovým průřezem při současném potlačeni jejich negativních vlastností.

Vynález bude v dalším textu blíže objasněn na příkladu provedení, znázorněného na připojeném výkresu, na kterém je znázorněno provedení rotorové drážky a tyče rotorové klece asynchronního motoru nakrátko.

Rotor asynchronního motoru nakrátko sestává z rotorových plechů 1^, ve kterých jsou vyraženy otevřené rotorové drážky 2 P^ro rotorové vinutí. V těchto rotorových drážkách 2 jsou uloženy neizolované tyče 3 klece nakrátko, která tvoří rotorové vinutí.

Tyče 2 klece nakrátko se ve své horní části 4 a dolní části 2 nedotýkají stěn rotorové drážky 2 pro rotorové vinutí, zatímco ve své střední části 2 ^se dotýkají obou stěn po celé své délce. Tyče 2 klece nakrátko jsou v rotorových drážkách 2 upevněny pomocí klínů 7_ umístěných na dně rotorových drážek 2· Průřez tyče 2 klece nakrátko v její střední části 6 a horní části 4_ sestává alespoň ze dvou lichoběžníkových částí s různými úkosy, jejichž šířka se zmenšuje směrem ke vzduchové mezeře 2* Průřez dolní části 5 tyče 2 klece nakrátko má konstantní šířku.

Během rozběhu asynchronního motoru nakrátko se využívá skinového efektu. Výška horní části 2 klece nakrátko je navržena tak, aby byla menší, než je hloubka vniku skinového efektu pro skluz rovný jedné. Otevření krčku rotorové drážky 2 je navrženo tak, aby vliv nasycení rozptylových vest během rozběhu asynchronního motoru nakrátko byl minimální. Navržené řešení umožňuje, že se teplo vznikající v tyči 3 klece nakrátko částečně odvádí do rotorového zubu již v počáteční fázi rozběhu prostřednictvím střední části 2 tyče 2 klece nakrátko. Vytvoření rotorové drážky 2 a tyče 2 klece nakrátko podle vynálezu umožňuje dosažení optimálního objemu rotorové mědi při zachování minima'ního otevření krčku rotorové drážky při současném omezení změny rozptylové reaktance během rozběhu. Přitom je dokonalý styk střední části 6 tyče 3 klece nakrátko s rotorovými plechy l a tím lepší využití tepelné kapacity rotorových zubů při opakovaných rozbězích.

Řešení rotoru podle vynálezu je použitelné zejména u asynchronních motorů nakrátko velkých výkonů při těžkých rozběhových podmínkách.

Claims (1)

1. Rotor asynchronního stroje, zejména plechů s otevřenými rotorovými drážkami tyčí, uložených v rotorových drážkách a po celé délce jen v její střední části . něny pomocí ibinu. ivíytěných na dné ro klece _:stívá v její střední <

   kovýc.o ?: co.vnjýmí úkosy, př.víon. /rÁov-i k oí»*? rotoru, má ‘.auiv . iO.rr.í části. tyče *3' ile· c Λ asynchronního motoru uakrácko, pro rotorové vinutí ιό řané k v obš' stěny rnort,·'!· < - . r,/ jsc·.

   ojž>-iiý z ηο··- vh ...Í2O? ovnuo .· kcyjtu o tyč? kkňce v'-' ό 0,4 v rotorových drážkách, upev'· - icí se tím, že průřes; tyče Í3) ¹ / horii-ó čé.sti (4) nejméně ze dvou lichoběŽλ’ηί čáře! ; b tyče (3) klece nakrátko, která > šířky lichoběžníkových průřezů střední čátót /•'.(iciif.u . ‘ směrem ke vzduchové mezeře (8)