RU165188U1 - Трехфазный асинхронный электродвигатель - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области машиностроения, судостроения, авиастроения, а именно к двигателям асинхронным трехфазным с короткозамкнутым ротором, которые предназначены для работы в компрессорах при эксплуатации в среде хладона и хладонового масла, а также для тепло- и влажной обработки воздуха в системе кондиционирования воздуха.Задачей полезной модели является повышение срока службы электродвигателя при эксплуатации при повышенных температурах.

Задачей полезной модели является повышение срока службы электродвигателя, в том числе, при эксплуатации в среде хладона и хладонового масла.

Техническим результатом полезной модели является повышение надежности работы двигателя.

Технический результат достигается при использовании трехфазного асинхронного электродвигателя, содержащего статор, ротор без вала, обмотка которого выполнена в виде беличьей клетки, при этом в обмотку статора встроены датчики температурной защиты, на роторе выполнены вентиляционные лопатки, 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.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения, судостроения, авиастроения, а именно к двигателям асинхронным трехфазным с короткозамкнутым ротором, которые предназначены для работы в компрессорах при эксплуатации в среде хладона и хладонового масла, а также для тепло- и влажной обработки воздуха в системе кондиционирования воздуха.

Известна конструкция электродвигателя (заявка на патент РФ №2004123033, 20.01.2006 г.), содержащего статор с первичной обмоткой, короткозамкнутый ротор, обмотка которого выполнена в виде беличьей клетки из токопроводящего сплава.

Недостатком данного устройства является отсутствие термозащиты обмоток статора, вследствие чего в процессе эксплуатации может наступить перегрев электродвигателя и выход его из рабочего режима. В итоге, снижается срок службы изделия и не обеспечивается необходимый уровень надежности его работы. Также данный двигатель не предназначен для эксплуатации в среде хладона (например, R134) и хладонового масла (например, Mobil EAL Arctic 46), а в случае их применения, выйдет из строя непосредственно при первом пуске, так как произойдет короткое замыкание обмоток статора.

Известна конструкция электродвигателя (патент РФ №139866, 27.04.2014 г.), принятого за наиболее близкий аналог к заявляемому решению, содержащего корпус, ротор, статор, в обмотку которого установлено устройство температурной защиты.

Указанная конструкция двигателя позволяет своевременно отключить его во избежание перегрева. Однако нагрев двигателя до критической температуры происходит достаточно быстро из-за отсутствия охлаждения в процессе его эксплуатации, что приводит к более частым отключениям двигателя и его простоям. Также данный двигатель имеет оболочку в виде корпуса, что не позволяет установить его непосредственно внутрь компрессора и тем самым ограничивает его функциональные возможности. К тому же, из-за наличия корпуса двигатель в целом имеет большую массу и габаритные размеры. Как и предыдущий аналог, данный двигатель имеет обмотку статора, не позволяющую использовать его в среде хладона (например, R134) и хладонового масла (например, Mobil EAL Arctic 46), так как это приведет к короткому замыканию обмоток статора и выходу двигателя из строя. Таким образом, рассмотренный двигатель не обеспечивает надежную работу при эксплуатации.

Задачей полезной модели является повышение срока службы электродвигателя, в том числе, при эксплуатации в среде хладона и хладонового масла.

Техническим результатом полезной модели является повышение надежности работы двигателя.

Технический результат достигается при использовании трехфазного асинхронного электродвигателя, содержащего статор, ротор без вала, обмотка которого выполнена в виде беличьей клетки, при этом в обмотку статора встроены датчики температурной защиты, на роторе выполнены вентиляционные лопатки, 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.

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.

На роторе также выполнены бонки для его балансировки.

Датчики температурной защиты представляют собой терморезисторы.

Наличие статора, ротора, обмотка которого выполнена в виде беличьей клетки, датчиков температурной защиты, встроенных в обмотку статора, выполнение на роторе вентиляционных лопаток, выполнение конструкции статора и ротора таким образом, чтобы в пазы статора можно было уложить больше обмоточного провода необходимого сечения позволяют снизить общую массу электродвигателя, упростить его конструкцию и защитить от перегрева, а также сократить время до запуска нового цикла работы двигателя, что в итоге позволяет повысить надежность его работы и срок службы.

Выполнение ротора без вала позволяет заказчику электродвигателя самостоятельно изготовить вал для непосредственного использования двигателя в составе компрессора.

Вентиляционные лопатки ротора всегда находятся в движении вместе с ротором электродвигателя, при этом воздух внутри компрессора в процессе эксплуатации постоянно перемешивается лопатками электродвигателя, обеспечивая необходимое охлаждение.

На фиг. 1 приведена конструкция заявляемого электродвигателя, на фиг. 2 - конструкция листа ротора электродвигателя, на фиг. 3 - конструкция листа статора электродвигателя.

Заявляемый асинхронный трехфазный двигатель имеет статор 1, ротор 2 без вала, обмотка которого выполнена в виде беличьей клетки, при этом в обмотку статора 1 встроены датчики температурной защиты (не указаны на чертеже, так как они укладываются внутри обмотки статора 1), на роторе 2 выполнены вентиляционные лопатки 3 (фиг. 1). Также электродвигатель имеет шихтовочный паз 4, выполненный на внутренней поверхности ротора 2, пазы 5 равномерно размещенные по периметру зубцовой зоны ротора 2 (фиг. 2), шихтовочный паз 6, выполненный на внешней поверхности статора 1, пазы 7, равномерно размещенные по периметру зубцовой зоны статора 1 (фиг. 3).

На роторе 2 также выполняются бонки (не показаны) для его балансировки. Датчики температурной защиты могут представлять собой терморезисторы, подающие сигнал об отключении двигателя при повышении температуры обмотки статора 1 выше допустимой.

Пакеты статора 2 и ротора 2 собирают из листов электротехнической стали 3412 или 3409 толщиной 0,35 мм, а также из стали 2412 толщиной 0,5 мм. Производство листов статора 1 и ротора 2 выполняют методами холодной штамповки или лазерной резки. Готовые листы ротора 2 собирают в пакет с одинаковой ориентацией по шихтовочному пазу 4 и укладывают в оправку (не показана), которую ставят в заливочную машину литья алюминия под давлением, где происходит заливка пазов 5 ротора 2, равномерно размещенных по периметру его зубцовой зоны (фиг. 2). Готовые листы статора 1 собирают в пакет с одинаковой ориентацией по шихтовочному пазу 6. Собранный пакет стягивают скобами из 8 штук. В пазы 7 статора 1, равномерно размещенные по периметру его зубцовой зоны (фиг .3), производят укладку обмоточного провода ПЭТД-180 или ПЭТ-200 необходимого сечения. Конструктивные особенности ротора 2 и статора 1 позволяют в итоге уложить больше обмоточного провода необходимого сечения в пазы статора 1, что позволяет улучшить технические характеристики электродвигателя.

Принцип работы электродвигателей АИРВ112В16БФ2, АИРМВ112В2БФ2, АИРМАВ112В2БФ2 заключается в следующем. При подаче к обмотке статора 1 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 1 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 1, создает пусковой момент двигателя, стремящийся повернуть ротор 2 в направлении вращения магнитного поля статора 1. 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 1 магнитный поток становится равен нулю, и двигатель замедляется до полной остановки.

При наступлении аварийного режима возрастает рабочий ток электродвигателя, что приводит к увеличению нагрузки на него и нагреву обмоток статора. Уложенные в обмотку статора датчики температуры (терморезисторы) начинают увеличивать собственное сопротивление прямо пропорционально величине температуры. В шкафу управления электродвигателем устанавливается контрольно-измерительная аппаратура, которая сигнализирует о перегреве двигателя. Если оператор не производит отключение электродвигателя самостоятельно, то при достижении температуры перегрева 155°С размыкается цепь питания электродвигателя. Вентиляционные лопатки ротора осуществляют доступ воздуха для охлаждения электродвигателя в процессе эксплуатации.

Заявляемый электродвигатель изготавливается по способу монтажа IM5010, имеет специальные установочные размеры для монтажа в компрессоре (СГГ20-11-1), соответствующие требованиям ГОСТ 2479-79 «Машины электрические вращающиеся. Условные обозначения конструктивных исполнений по способу монтажа».

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 и его мощность.

Двигатель работает в диапазоне от 950 до 3000 оборотов в минуту.

Указанные конструктивные особенности электродвигателя в целом позволяют ему работать на частоте 50, 60 и 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.

В электродвигателях применяется электротехническая сталь 3409, 3412, 2412 толщиной 0,35 и 0,5 мм, которая позволяет уменьшить электромагнитные потери, получить больший КПД и большую выходную мощность электродвигателя.

При изготовлении заявляемого двигателя применяется технология вакуумной пропитки бакелитовым лаком ЛВС, а также применяются изоляционные материалы с большой стойкостью к температуре, влажности и давлению (например, эмидофлекс 0,25, пленка ПМА-40, провод в стеклянной изоляции ПСДТ-Л, компаунд пропиточный бакелитовый), что позволяет обеспечить длительную работу электродвигателя в среде смеси хладона (например, R134) и хладонового масла (например, Mobil EAL Arctic 46) при температуре от минус 50°С до плюс 130°С.

Также указанная технология защищает двигатель от проникновения в него пыли и воды.

Биение наружной поверхности сердечника статора 1 относительно его внутренней поверхности не превышает 0,06 мм, что обеспечивается обработкой на высокоточных токарных станках и позволяет получить точное сопряжение электродвигателя с корпусом компрессора.

Таким образом, заявляемая конструкция двигателя позволяет обеспечить надежную работу двигателя, повысить срок его службы, в том числе, в среде хладона и хладонового масла.

Заявляемая конструкция двигателя может быть использована в конструкции трехфазных асинхронных двигателей АИРВ112 В16БФ2, АИРМВ112 В2БФ2, АИРМАВ112 В2БФ2.

Claims (3)

1. Трехфазный асинхронный электродвигатель, характеризующийся тем, что содержит статор, ротор без вала, обмотка которого выполнена в виде беличьей клетки, при этом в обмотку статора встроены датчики температурной защиты, на роторе выполнены вентиляционные лопатки, 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.

2. Трехфазный асинхронный электродвигатель по п. 1, характеризующийся тем, что на роторе также выполнены бонки.

3. Трехфазный асинхронный электродвигатель по п. 1, характеризующийся тем, что датчики температурной защиты представляют собой терморезисторы.

Images