PL165445B1 - Klatka wirnika silnika Indukcyjnego - Google Patents

Abstract

Klatka wirnika silnika indukcyjnego, prętowana, z występami w kilku wybranych miejscach na długości pręta, zwiększającymi jego wymiar wyskości, przy czym pręt pomiędzy występami osadzony jest w żłobku luźno, znamienna tym, że występy odpowiadają zagnieceniom w prętach klatki i w miejscach występów pręty klatki przylegają ściśle do dna żłobka i do górnego zamknięcia żłobka.

Description

Przedmiotem wynalazku jest klatka wirnika silników indukcyjnych średniej i dużej mocy.

Klatki wirników silników indukcyjnych średniej i dużej mocy mają pręty łączone z pierścieniami zwierającymi metodą spawania lub lutowania. W trakcie rozruchu silnika klatki poddawane są wielkim naprężeniom, które prowadzą często do pęknięć pojedynczych prętów, a następnie zniszczenia całej klatki i awarii silnika.

Głównym zagrożeniem dla ustroju klatki są tętniące siły elektrodynamiczne działające na żłobkową część prętów wirnika, wywołane przepływem prądu. W przypadku żłobków o kształcie prostokątnym skierowane są one zawsze do dna żłobka. Przy istnieniu niewielkich nawet luzów promieniowych pręta w stosunku do dna żłobka, siły te wywołują znaczne naprężenia zginające w prętach zamocowanych sztywno do pierścieni zwierających. Maksimum naprężeń zginających w pręcie występuje w miejscu połączenia pręta z pierścieniem, gdzie też w praktyce eksploatacyjnej pęknięcia prętów występują najczęściej.

Znane rozwiązania konstrukcyjne, mające ograniczać niszczące działanie siły elektrodynamicznej, polegają przede wszystkim (w przypadku prętów o przekroju prostokątnym na ograniczeniu luzów między prętem a ściankami żłobka do niezbędnego minimum - umożliwiającego jednak wsunięcie pręta w żłobek. Wymagają one dodatkowego wygładzenia wnętrza żłobka oraz starannego wykonania prętów wirnika o bardzo zawężonych tolerancjach wymiaru wysokości przekroju poprzecznego pręta. Ponadto w wirniku o takiej konstrukcji miejsca bezpośredniego styku prętów ze ściankami żłobka rozłożone są na długości pakietu przypadkowo, co uniemożliwia przeprowadzenie dokładniejszych obliczeń wytrzymałościowych klatki, a zwłaszcza uniemożliwia obliczeniowe określenie częstotliwości jej drgań własnych.

Inne rozwiązania, polegające na rozklepaniu w dwu określonych miejscach prętów, które wypełnić mają przygotowane wcześniej wycięcia w blachach wirnika, nie stwarzają zabezpieczenia odpowiednio trwałego w całym okresie eskploatacji silnika. Wykonanie klatek o takich rozwiązaniach jest trudne i uciążliwe.

Celem wynalazku jest znalezienie takiej konstrukcji prętowanej klatki wirnika, która długotrwale znosiłaby bez uszkodzeń występujące naprężenia, i której częstotliwości drgań własnych byłyby jednoznacznie określone i dostatecznie oddalone od częstotliwości sił występujących w trakcie rozruchu silnika, a którą możnaby zrealizować stosując pręty prostokątne i okrągłe o normalnych tolerancjach wykonania i bez dodatkowego wygładzania dna żłobka.

Klatka wirnika silnika indukcyjnego według wynalazku ma pręty, które w odpowiednich i dobranych obliczeniowo miejscach, mają wykonane na zimno zagniecenia tak, aby wymiar wysokości przekroju poprzecznego pręta był równy dokładnie wymiarowi wysokości żłobka i jednocześnie tak, aby możliwie najbardziej ograniczyć zwiększenie długościowego wymiaru pręta, nieuniknione przy przeciętnej obróbce plastycznej, a utrudniające prawidłowe łączenie pręta z pierścieniami zwierającymi. W miejscach występów pręty klatki przylegają ściśle do dna żłobka i do górnego zamknięcia żłobka. Pomiędzy występami pręty są osadzone luźno.

165 445

Rozwiązanie konstrukcyjne według wynalazku przedstawiono w przykładowym wykonaniu na rysunku, na którym fig. 1 a,b przedstawia pręt klatki, a fig. 2 i fig. 3 - pręt klatki z zagnieceniami po obróbce. Klatka wirnika silnika indukcyjnego ma pręty o przekroju prostokątnym. Pręty w kilku miejscach na długości mają występy zwiększające wymiar wysokości pręta. Występ pręta odpowiada zagnieceniu w pręcie. W miejscach występów pręty klatki przylegają ściśle do dna żłobka i do górnego zamknięcia żłobka. Żądane zwiększenie wymiaru wysokości pręta, oznaczone jako Ah, uzyskuje się albo stosując odpowiednią wielkość nacisku odpowiednio uskztałtowanego stempla, albo ograniczając wymiar wysokościowy pręta, umieszczając pręt do obróbki plastycznej w matrycy o ściśle określonym, pożądanym wymiarze h + A h.

Wykonany w ten sposób pręt wirnika po wciśnięciu (lub wbiciu) do żłobka, i po połączeniu z pierścieniami zwierającymi, traktować można jako model wytrzymałościowy belki obustronnie sztywno zamocowanej z kilkoma podporami (miejsca rozgnieceń prętów).

Odległości między rozgnieceniami ustalane są obliczeniowo tak, aby naprężenia zginające w prętach były dostatecznie małe, oraz aby częstotliwość poprzecznych drgań własnych pręta była kilkakrotnie wyższa od częstotliwości siły wymuszającej (100 c/s).

165 445

τ 1//4 a; b)

i	o
a)·

fig.2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz Cena 10 000 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Klatka wirnika silnika indukcyjnego, prętowana, z występami w kilku wybranych miejscach na długości pręta, zwiększającymi jego wymiar wyskości, przy czym pręt pomiędzy występami osadzony jest w żłobku luźno, znamienna tym, że występy odpowiadają zagnieceniom w prętach klatki i w miejscach występów pręty klatki przylegają ściśle do dna żłobka i do górnego zamknięcia żłobka.