RU165132U1

RU165132U1 - THREE PHASE ASYNCHRONOUS MOTOR

Info

Publication number: RU165132U1
Application number: RU2016103892/07U
Authority: RU
Inventors: Алексей Сергеевич Лагерев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Электрозавод"
Priority date: 2016-02-08
Filing date: 2016-02-08
Publication date: 2016-10-10

Abstract

Трехфазный асинхронный электродвигатель, характеризующийся тем, что содержит вал ротора, ротор, статор, передний фланцевый подшипниковый щит, вводное устройство, станину, задний подшипниковый щит, вентилятор, наружную подшипниковую крышку, пленочные уплотнения по линии вала, подшипники, заземляющее устройство, внутреннюю подшипниковую крышку, рым-болт, резиновые уплотнения вводного устройства, при этом ротор имеет шихтовочный паз, выполненный на его внутренней поверхности, и пазы, равномерно размещенные по периметру его зубцовой зоны, статор имеет шихтовочный паз, выполненный на его внешней поверхности, и пазы, равномерно размещенные по периметру его зубцовой зоны.Three-phase asynchronous electric motor, characterized in that it comprises a rotor shaft, a rotor, a stator, a front flange bearing shield, an input device, a bed, a rear bearing shield, a fan, an outer bearing cover, film seals along the shaft line, bearings, a grounding device, an internal bearing cover , an eye bolt, rubber seals of the input device, the rotor having a groove groove made on its inner surface, and grooves evenly spaced around the perimeter of its tooth zone, Tatorey shihtovochny has a groove formed on its outer surface, and grooves, evenly spaced around the perimeter of its tooth zone.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения, судостроения, авиастроения, а именно к двигателям асинхронным трехфазным с короткозамкнутым ротором, который предназначен для работы в системах вращения опорно-поворотных устройств электропривода и гидропривода.The utility model relates to the field of mechanical engineering, shipbuilding, aircraft manufacturing, and in particular to three-phase asynchronous motors with a squirrel-cage rotor, which is designed to work in rotation systems of slewing-rotary devices of electric drive and hydraulic drive.

Известна конструкция электродвигателя (патент РФ №127267, 20.04.2013 г.), который содержит корпус (станину), ротор, статор, задний подшипниковый щит, фланец, вентилятор, кожух вентилятора, подшипниковый узел, уплотнения из пластичного материала, при этом корпус и подшипниковый щит изготавливаются из алюминия, вентилятор - из пластмассы.A known motor design (RF patent No. 127267, 04/20/2013), which contains a housing (bed), a rotor, a stator, a rear bearing shield, a flange, a fan, a fan casing, a bearing assembly, seals of plastic material, the housing and the bearing shield is made of aluminum, the fan is made of plastic.

Вследствие изготовления деталей двигателя из алюминия и пластмассы данная конструкция не позволяет выдерживать сильные механические и ударные нагрузки, то есть обладает невысокой надежностью.Due to the manufacture of engine parts from aluminum and plastic, this design does not allow to withstand strong mechanical and shock loads, that is, it has low reliability.

Известна конструкция трехфазного асинхронного электродвигателя (патент РФ №37968, 20.05.2004 г.), принятая за наиболее близкое решение к заявляемому, который содержит вал электродвигателя, ротор, статор, подшипниковые крышки, подшипники, при этом создаваемые магнитные потоки сдвинуты относительно друг друга на 120 градусов как по времени, так и в пространстве с образованием вращающегося магнитного потока.A known design of a three-phase asynchronous electric motor (RF patent No. 37968, 05.20.2004), adopted as the closest solution to the claimed one, which contains an electric motor shaft, a rotor, a stator, bearing caps, bearings, while the generated magnetic fluxes are shifted relative to each other by 120 degrees both in time and in space with the formation of a rotating magnetic flux.

Данный двигатель имеет узконаправленное применение в качестве исполнительного элемента в узле перевода стрелок железнодорожных путей. Также конструкция данного двигателя является негерметичной, вследствие чего он неустойчив к воздействию повышенных вибрационных нагрузок, морского (соляного) тумана, ударных нагрузок, проведению дегазации, дезинфекции и дезактивации. Следовательно, работа указанного двигателя не обладает достаточным уровнем надежности.This engine has a narrow application as an actuating element in the node translation of the railroad switches. Also, the design of this engine is leaky, as a result of which it is unstable to the effects of increased vibration loads, sea (salt) fog, shock loads, degassing, disinfection and decontamination. Therefore, the operation of the specified engine does not have a sufficient level of reliability.

Задачей полезной модели является повышение вибро- и ударопрочности двигателя.The objective of the utility model is to increase the vibration and impact resistance of the engine.

Техническим результатом полезной модели является повышение надежности работы двигателя.The technical result of the utility model is to increase the reliability of the engine.

Технический результат достигается использованием трехфазного асинхронного электродвигателя, содержащего вал ротора, ротор, статор, передний фланцевый подшипниковый щит, вводное устройство, станину, задний подшипниковый щит, вентилятор, наружную подшипниковую крышку, пленочные уплотнения по линии вала, подшипники, заземляющее устройство, внутреннюю подшипниковую крышку, рым-болт, резиновые уплотнения вводного устройства, при этом ротор имеет шихтовочный паз, выполненный на его внутренней поверхности, и пазы, равномерно размещенные по периметру его зубцовой зоны, статор имеет шихтовочный паз, выполненный на его внешней поверхности, и пазы, равномерно размещенные по периметру его зубцовой зоны.The technical result is achieved by using a three-phase asynchronous motor containing a rotor shaft, a rotor, a stator, a front flange bearing shield, an input device, a bed, a rear bearing shield, a fan, an outer bearing cover, film seals along the shaft line, bearings, an earthing device, an internal bearing cover , an eye bolt, rubber seals of the input device, while the rotor has a groove groove made on its inner surface, and grooves evenly spaced along the perimeter of its tooth zone, the stator has a groove groove made on its outer surface, and grooves evenly spaced around the perimeter of its tooth zone.

Наличие пазов статора и ротора, равномерно размещенных по периметру их зубцовых зон, также наличие шихтовочных пазов на внутренней поверхности ротора и внешней поверхности статора позволяют обеспечить точное соблюдение одинаковой ориентации всех листов ротора и статора при сборке в пакеты и уложить больше обмоточного провода необходимого сечения в пазы статора.The presence of stator and rotor grooves evenly spaced along the perimeter of their tooth zones, as well as the presence of groove grooves on the inner surface of the rotor and the outer surface of the stator, ensure that all sheets of the rotor and stator are aligned in the same orientation when assembling in packages and lay more winding wire of the required section in the grooves stator.

Наличие вала ротора, ротора, статора, переднего фланцевого подшипникового щита, вводного устройства, станины, заднего подшипникового щита, вентилятора, наружной подшипниковой крышки, пленочного уплотнения по линии вала, подшипников, заземляющего устройства, внутренней подшипниковой крышки, рым-болта, резиновых уплотнений вводного устройства, выполнение конструкции статора и ротора таким образом, чтобы в пазы статора можно было уложить больше обмоточного провода необходимого сечения позволяет значительно снизить общую массу электродвигателя и общую нагрузку на фланцевый щит, упростить конструкцию и защитить ее от воздействия условий окружающей среды, что в итоге позволяет повысить надежность работы электродвигателя, его вибро- и ударопрочность.The presence of the rotor shaft, rotor, stator, front flange bearing shield, input device, bed, rear bearing shield, fan, outer bearing cover, film seal along the shaft line, bearings, grounding device, inner bearing cover, eye bolt, rubber seal of the input devices, the design of the stator and rotor so that it is possible to lay more winding wires of the required cross section in the grooves of the stator can significantly reduce the total mass of electric motors igitel and the total load on the flange shield, to simplify the design and protect it from the effects of environmental conditions, which ultimately improves the reliability of the electric motor, its vibration and shock resistance.

На фиг. 1 приведена конструкция заявляемого электродвигателя, на фиг. 2 - конструкция листа ротора электродвигателя, на фиг. 3 - конструкция листа статора электродвигателя.In FIG. 1 shows the design of the inventive electric motor, FIG. 2 - construction of a sheet of a rotor of an electric motor; FIG. 3 - design of the stator sheet of the electric motor.

Заявляемый асинхронный трехфазный двигатель содержит вал 1 ротора, ротор 2, статор 3, передний фланцевый подшипниковый щит 4, вводное устройство 5, станину 6, задний подшипниковый щит 7, кожух вентилятора 8, вентилятор 9, наружную подшипниковую крышку 10, пленочные уплотнения 11, подшипники 12, заземляющее устройство 13, внутреннюю подшипниковую крышку 14, рым-болт 15, резиновые уплотнения 16 вводного устройства 5, шихтовочныйпаз 17, выполненный на внутренней поверхности ротора 2, пазы 18, равномерно размещенные по периметру зубцовой зоны ротора 2, шихтовочный паз 19, выполненный на внешней поверхности статора 3, пазы 20, равномерно размещенные по периметру зубцовой зоны статора 3 (фиг. 1).The inventive three-phase asynchronous motor comprises a rotor shaft 1, a rotor 2, a stator 3, a front flange bearing shield 4, an input device 5, a bed 6, a rear bearing shield 7, a fan casing 8, a fan 9, an outer bearing cover 10, film seals 11, bearings 12, the grounding device 13, the inner bearing cover 14, the eye bolt 15, the rubber seals 16 of the input device 5, the groove groove 17, made on the inner surface of the rotor 2, grooves 18, evenly spaced around the perimeter of the tooth zone of the rotor 2, burden the main groove 19, made on the outer surface of the stator 3, the grooves 20, evenly spaced around the perimeter of the tooth zone of the stator 3 (Fig. 1).

Вводное устройство 5 выполняет роль герметичной клеммной коробки для подключения вводных кабелей. Станина 6 электродвигателя - это наружная оболочка (корпус), выполняющая функцию защиты электродвигателя от воздействия внешних факторов.The input device 5 acts as a sealed terminal box for connecting input cables. The bed 6 of the electric motor is the outer shell (housing), which performs the function of protecting the electric motor from external factors.

Пакеты статора 3 и ротора 2 собирают из листов электротехнической стали 3412 или 3409. Производство листов статора 3 и ротора 2 выполняют методами холодной штамповки или лазерной резки. Готовые листы ротора 2 собирают в пакет с одинаковой ориентацией по шихтовочному пазу 17 и укладывают в оправку (не показана), которую ставят в заливочную машину литья алюминия под давлением, где происходит заливка пазов 18 ротора 2, равномерно размещенных по периметру его зубцовой зоны (фиг. 2). Готовые листы статора 3 собирают в пакет с одинаковой ориентацией по шихтовочному пазу 19, производят укладку обмоточного провода ПЭТД-180 или ПЭТ-200 необходимого сечения в пазы 20 статора 3, равномерно размещенные по периметру его зубцовой зоны (фиг. 3). Далее производят запрессовку статора 3 в корпус, который объединяет в себе основание коробки выводов и лапы двигателя, отлитые из чугуна марки СЧ15. Конструктивные особенности ротора 2 и статора 3 позволяют в итоге уложить больше обмоточного провода необходимого сечения в пазы статора, что позволяет улучшить технические характеристики электродвигателя. Также шихтовочный паз на роторе в дальнейшем при запрессовке на вал применяется как шпоночный паз, который предотвращает от проворачивания ротор на валу электродвигателя при критических нагрузках.The packages of the stator 3 and rotor 2 are assembled from sheets of electrical steel 3412 or 3409. The production of sheets of the stator 3 and rotor 2 is carried out by cold stamping or laser cutting. The finished sheets of the rotor 2 are collected in a bag with the same orientation along the bore groove 17 and placed in a mandrel (not shown), which is placed in an aluminum die casting machine, where the grooves 18 of the rotor 2 are poured uniformly placed around the perimeter of its tooth zone (Fig. . 2). The finished sheets of the stator 3 are collected in a bag with the same orientation along the groove groove 19, the PETD-180 or PET-200 winding wire is laid in the required section into the grooves 20 of the stator 3, evenly spaced around the perimeter of its tooth zone (Fig. 3). Next, the stator 3 is pressed into the housing, which combines the base of the terminal box and the engine legs, cast from SCh15 grade cast iron. The design features of the rotor 2 and stator 3 allow you to ultimately lay more winding wire of the required cross section in the grooves of the stator, which improves the technical characteristics of the electric motor. Also, the groove groove on the rotor is subsequently used when pressing on the shaft as a key groove, which prevents the rotor from turning on the motor shaft under critical loads.

Задний подшипниковый щит 7 и передний фланцевый подшипниковый щит 4 выполняются литыми из чугуна СЧ15, коробка выводов выполняется штампованной из металла СТЗ. На ротор 2 одеваются подшипники 12 (передний и задний). Ротор 2 устанавливается в статор 3, задний подшипниковый щит 7 и передний фланцевый подшипниковый щит 4 фиксируются к корпусу статора 3 винтами. Вентилятор 9 отливается из алюминия, кожух вентилятора 9 выполняется штампованным из стали. Вентилятор 9 одевается на вал 1 ротора и фиксируется болтом и стопорным кольцом. Кожух вентилятора 9 крепится к корпусу статора 3 винтами. Концы обмотки статора 3 выводятся в коробку выводов и крепятся на клеммной колодке. Крышка клеммной коробки крепится к основанию станины 6 винтами.The rear bearing shield 7 and the front flange bearing shield 4 are cast from SCH15 cast iron, the terminal box is stamped from STZ metal. On the rotor 2 are worn bearings 12 (front and rear). The rotor 2 is installed in the stator 3, the rear bearing shield 7 and the front flange bearing shield 4 are fixed to the stator housing by 3 screws. The fan 9 is cast from aluminum, the fan casing 9 is stamped from steel. The fan 9 is put on the shaft 1 of the rotor and is fixed by a bolt and a lock ring. The fan casing 9 is attached to the stator housing by 3 screws. The ends of the stator winding 3 are displayed in the terminal box and are mounted on the terminal block. The terminal box cover is attached to the base of the bed with 6 screws.

Принцип работы электродвигателя АД 132М16/8 УХЛ2 заключается в следующем. При подаче к обмотке статора 3 напряжения в каждой фазе создается магнитный поток, который изменяется с частотой подаваемого напряжения. Эти магнитные потоки сдвинуты относительно друг друга на 120° как во времени, так и в пространстве. Результирующий магнитный поток статора 3 вращается и тем самым создает в проводниках ротора 2 ЭДС. Так как обмотка ротора 2 имеет замкнутую электрическую цепь, в ней возникает ток, который, в свою очередь, взаимодействуя с магнитным потоком статора 3, создает пусковой момент двигателя, стремящийся повернуть ротор 2 в направлении вращения магнитного поля статора 3. Когда он достигает значения тормозного момента ротора 2, а затем превышает его, ротор 2 начинает вращаться. При вращении ротор 2 передает крутящий момент приводному устройству (редуктору, насосу, вентилятору и т.п.). При снятии напряжения с обмотки статора 3 магнитный поток становится равен нулю, и двигатель замедляется до полной остановки. В процессе работы электродвигатель допускает переключение скорости с 3000 об/мин до 6000 об/мин и обратно. Переключение производится коммутационной схемой путем перехода с соединения обмоток «треугольник» на соединение «звезда-звезда с нулевым проводом».The principle of operation of the AD 132M16 / 8 UHL2 electric motor is as follows. When applying voltage to the stator winding 3 in each phase, a magnetic flux is created, which changes with the frequency of the applied voltage. These magnetic fluxes are shifted relative to each other by 120 ° both in time and in space. The resulting magnetic flux of the stator 3 rotates and thereby creates an EMF in the conductors of the rotor 2. Since the winding of the rotor 2 has a closed electric circuit, a current arises in it, which, in turn, interacting with the magnetic flux of the stator 3, creates a starting torque for the motor, which tends to rotate the rotor 2 in the direction of rotation of the magnetic field of the stator 3. When it reaches the braking value moment of the rotor 2, and then exceeds it, the rotor 2 begins to rotate. During rotation, the rotor 2 transmits torque to the drive device (gearbox, pump, fan, etc.). When the voltage is removed from the stator winding 3, the magnetic flux becomes equal to zero, and the motor decelerates to a complete stop. During operation, the electric motor allows speed switching from 3000 rpm to 6000 rpm and vice versa. Switching is carried out by a switching circuit by switching from a “triangle” winding connection to a “star-star with zero wire” connection.

В связи с тем, что электродвигатель имеет передний фланцевый подшипниковый щит 4, соединение с редуктором производится следующим образом: с использованием рым-болта 15 электродвигателя производится страповка и подъем электродвигателя,, после чего он состыковывается с редуктором посредством переднего фланцевого подшипникового щита 4 и притягивается к редуктору четырьмя болтами М18. После сопряжения электродвигателя и редуктора вал 1 электродвигателя входит в зацепление со шкивом редуктора, вследствие чего происходит передача вращающего момента от электродвигателя редуктору.Due to the fact that the electric motor has a front flange bearing shield 4, the connection to the gearbox is as follows: using the eyebolt 15 of the electric motor, the electric motor is strapped and hoisted, after which it is joined to the gearbox by the front flange bearing shield 4 and attracted to gearbox with four M18 bolts. After the motor and gearbox are coupled, the motor shaft 1 engages with the gearbox pulley, as a result of which torque is transmitted from the motor to the gearbox.

Заявляемый электродвигатель изготавливается по способу монтажа IM2061, однако имеет не традиционную круглую, а квадратную (усеченную) форму в отличие от аналогов, что позволяет снизить его массу, не отступая от установочных размеров и требований ГОСТ 2479-79 «Машины электрические вращающиеся. Условные обозначения конструктивных исполнений по способу монтажа».The inventive electric motor is manufactured according to the mounting method IM2061, however, it does not have a traditional round, but a square (truncated) shape, unlike analogues, which allows to reduce its weight without departing from the installation dimensions and requirements of GOST 2479-79 “Electric rotating machines. Conventional designations according to the installation method. "

Специальная конструкция листов ротора и статора, выполненная таким образом, чтобы в пазы статора можно было уложить больше обмоточного провода необходимого сечения, позволяет повысить эффективность заливки алюминием А7 пазов ротора, вследствие чего повышается КПД электродвигателя.The special design of the sheets of the rotor and stator, made in such a way that more winding wires of the required cross section could be laid in the grooves of the stator, makes it possible to increase the efficiency of filling the rotor grooves with aluminum A7, thereby increasing the efficiency of the electric motor.

Также указанные конструктивные особенности ротора и статора позволяют применить двухскоростную схему включения электродвигателя - на 3000 об/мин и 6000 об/мин, что позволяет при использовании одной конструкции двигателя выбирать необходимую скорость вращения исходя из потребностей и целей.Also, the indicated design features of the rotor and stator allow the use of a two-speed scheme for switching on the electric motor - at 3000 rpm and 6000 rpm, which allows using the same motor design to select the required rotation speed based on needs and goals.

К тому же, указанные конструктивные особенности электродвигателя в целом позволяют электродвигателю работать на частоте 400 Гц, в связи с чем питающий генератор передвижных и мобильных установок, выдающий сигнал 400 Гц, имеет собственную массу, в 8 раз меньшую, чем генератор, выдающих сигнал 50 Гц. Этот фактор позволяет значительно снизить массогабаритные показатели, а также упростить конструкцию и повысить надежность работы всего устройства в целом и его ремонтропригодность в полевых условиях.In addition, the indicated design features of the electric motor as a whole allow the electric motor to operate at a frequency of 400 Hz, and therefore the supplying generator of mobile and mobile units, generating a signal of 400 Hz, has its own mass 8 times smaller than a generator generating a signal of 50 Hz . This factor can significantly reduce weight and dimensions, as well as simplify the design and increase the reliability of the entire device as a whole and its maintainability in the field.

В электродвигателях применяется электротехническая сталь 3412 толщиной 0,35 мм, которая позволяет уменьшить электромагнитные потери, получить больший КПД и большую мощность на валу электродвигателя.Electric motors use 3412 steel with a thickness of 0.35 mm, which allows to reduce electromagnetic losses, to obtain greater efficiency and greater power on the motor shaft.

Наличие внутренней подшипниковой крышки 14 электродвигателя, выполненной из стали, повышает устойчивость электродвигателя к воздействию повышенных вибрационных и ударных нагрузок: в диапазоне частот 10 … 120 Гц при амплитуде ускорения 4д, в диапазоне 120 … 350 Гц при амплитуде ускорения 2д, на одной из частот диапазона 25 … 30 Гц при ускорении 2д, двигатель устойчив к воздействию ударных нагрузок при транспортировании с ускорением до 15д и длительностью импульса 5 … 10 мс, что также свидетельствует о повышении надежности работы двигателя.The presence of an internal bearing cover 14 of an electric motor made of steel increases the resistance of the electric motor to the effects of increased vibration and shock loads: in the frequency range 10 ... 120 Hz with an acceleration amplitude of 4d, in the range of 120 ... 350 Hz with an acceleration amplitude of 2d, at one of the frequencies of the range 25 ... 30 Hz with 2d acceleration, the engine is resistant to shock loads during transportation with acceleration up to 15d and a pulse duration of 5 ... 10 ms, which also indicates an increase in engine reliability.

Наличие пленочных 11 и резиновых 116 уплотнений исключает попадание воды внутрь электродвигателя, позволяет осуществлять его перевозку воздушным транспортом при предельной температуре окружающей среды минус 60°С и атмосферном давлении 170 мм рт. ст, также хранить электродвигателем в полевых условиях на складе или под навесом при температуре от минус 50°С до плюс 50°С и относительной влажности до 98%. Использование покрытий позволяет защитить электродвигатель от коррозии.The presence of film 11 and rubber 116 seals eliminates the ingress of water into the electric motor, allows its transportation by air at a maximum ambient temperature of minus 60 ° C and atmospheric pressure of 170 mm RT. Art, also stored by the electric motor in the field in a warehouse or under a canopy at a temperature from minus 50 ° С to plus 50 ° С and relative humidity up to 98%. The use of coatings helps protect the motor from corrosion.

Электродвигатель устойчив к воздействию морского (соляного) тумана. Допускает проведение дегазации, дезинфекции и дезактивации без нарушения работоспособности в соответствии с требованиями ГОСТ РВ 20.39.304. Конструкция электродвигателя обеспечивает смыв OB, ВВ и РВ и стекание дегазирующих, дезинфицирующих и дезактивирующих растворов без избыточного давления.The electric motor is resistant to sea (salt) fog. Allows degassing, disinfection and decontamination without disruption in accordance with the requirements of GOST RV 20.39.304. The design of the electric motor ensures flushing of OB, BB and PB and drainage of degassing, disinfecting and deactivating solutions without excessive pressure.

Таким образом, заявляемая конструкция двигателя позволяет обеспечить надежную работу заявляемого двигателя, его вибро- и ударопрочность,Thus, the inventive engine design allows for reliable operation of the inventive engine, its vibration and shock resistance,

Заявляемая конструкция двигателя может быть использована в конструкции трехфазного асинхронного двигателя АД 132М16/8 УХЛ2.The inventive motor design can be used in the construction of a three-phase asynchronous motor AD 132M16 / 8 UHL2.

Claims

Three-phase asynchronous electric motor, characterized in that it comprises a rotor shaft, a rotor, a stator, a front flange bearing shield, an input device, a bed, a rear bearing shield, a fan, an outer bearing cover, film seals along the shaft line, bearings, a grounding device, an internal bearing cover , an eye bolt, rubber seals of the input device, while the rotor has a groove groove made on its inner surface, and grooves evenly spaced around the perimeter of its tooth zone, Tatorey shihtovochny has a groove formed on its outer surface, and grooves, evenly spaced around the perimeter of its tooth zone.