RU185236U1 - Массивный ротор быстроходной асинхронной машины с короткозамыкающими кольцами - Google Patents
Массивный ротор быстроходной асинхронной машины с короткозамыкающими кольцами Download PDFInfo
- Publication number
- RU185236U1 RU185236U1 RU2018128594U RU2018128594U RU185236U1 RU 185236 U1 RU185236 U1 RU 185236U1 RU 2018128594 U RU2018128594 U RU 2018128594U RU 2018128594 U RU2018128594 U RU 2018128594U RU 185236 U1 RU185236 U1 RU 185236U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- short
- massive
- disk
- rings
- Prior art date
Links
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims description 4
- 230000006698 induction Effects 0.000 abstract description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical group [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 abstract description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 5
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 241000555745 Sciuridae Species 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009933 burial Methods 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Induction Machinery (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к электротехнике и предназначена для асинхронных машин с массивным ротором при скоростях вращения n>6000 об/мин. Конструкция ротора с короткозамыкающими медными кольцами в виде дисков 1, приваренными к обоим торцам массивного ротора 2 быстроходной машины, уменьшает сопротивление индукционным токам и повышает уровень электромагнитного использования асинхронной машины. Надежность конструкции обеспечивается тем, что диски 1 приварены к торцам ротора 2. Выполнение короткозамыкающие кольца с цилиндрическими выступами позволяет исключить появление переходного сопротивления между торцевыми поверхностями массивного ротора 2 и диска 1. В этих выступах выполняются 4-6 осевых разреза для обеспечения надежной приварки диска 1 к торцу массивного ротора 2. 4 ил.
Description
Полезная модель относится к электротехнике и электромашиностроению и предназначена для применения в асинхронных электродвигателях с короткозамыкающими кольцами.
Для оценки новизны заявленного решения рассмотрим ряд известных технических средств аналогичного назначения, характеризуемых совокупностью сходных с заявленным устройством признаков.
Известна клетка ротора асинхронного электродвигателя по патенту РФ №2643180, содержащая стержни и медные короткозамыкающие кольца, характеризующаяся тем, что медные короткозамыкающие кольца с размерами поперечного сечения 25×44 мм со стороны верхних и наружных боковых поверхностей закрыты экранами из ферромагнитной стали, выполненными в виде колец толщиной 2 мм с поперечным сечением Г-образной формы. Использование данного технического решения дает возможность эксплуатации электродвигателей с заявленными клетками в электрических сетях ограниченной мощности, что существенно расширяет конкурентные преимущества таких электродвигателей.
Известна барабанно-торцевая асинхронная электрическая машина по патенту РФ №167207, содержащая корпус, статор, обмотку статора, два ротора с короткозамкнутыми обмотками, расположенными с двух сторон от статора и установленными в подшипниках качения, характеризующаяся тем, что сердечник статора выполнен составным из двух кольцевых модулей с радиальными пазами, установленных с двух сторон цилиндрического модуля с осевыми пазами, в которые уложена единая трехфазная обмотка, причем стаканообразные роторы, охватывающие статор с воздушным зазором, также выполнены составными из дисков с радиальными стержнями и цилиндров с осевыми стержнями и короткозамыкающими кольцами на дисковой и цилиндрической частях. Применение такой конструкции машины снижает материалоемкость, уменьшает поток рассеяния обмотки, увеличивает удельную мощность машины.
Данное техническое решение, как наиболее близкое к заявленному по техническому существу и достигаемому результату, принято в качестве его прототипа.
Недостатком данного устройства, равно как и других конструкций асинхронных электрических машин с роторами, снабженными короткозамыкающими кольцами является то, что такие решения неприменимы для асинхронных машин с массивным ротором при скоростях вращения n>6000 об/мин, вследствие воздействия на короткозамыкающие кольца центробежных сил, которые приводят к разрыву удерживающих их бандажей.
Существующая техническая проблема заключается в следующем. Асинхронная машина с массивным ротором работает параллельно с преобразователем повышенной частоты (f>50 Гц.); диапазон номинальных скольжений для этих машин невелик и обычно находится в пределах 0<SНОМ≤0,2. Пуск этих машин - частотный, поэтому частота ЭДС и тока ротора определяются в эксплуатационных режимах скольжением в указанных пределах. Пуск осуществляется при условии поддержания неизменным величины потока взаимоиндукции (номинального потока в зазоре), то есть по закону Eст/fст=const. (здесь Ест - ЭДС обмотки статора, fст - частота первой гармоники питающего напряжения), так что насыщение массива ротора в эксплуатационных режимах обусловлено номинальным потоком взаимоиндукции. ЭДС первой гармоники индуктирует в массиве ротора ток Iрот, которому соответствует электромагнитная мощность Рэм машины, определяющая ее габариты [1], вес и конкурентоспособность:
Рэм=0,5mРОТ⋅IРОТ⋅EРОТ⋅cos ϕРОТ,
где mРОТ - эквивалентное число фаз ротора; ЕРОТ - ЭДС, индуктированная в массивном роторе полем взаимоиндукции (результирующим полем в зазоре), cos ϕРОТ - коэффициент мощности.
При проектировании таких машин одной из основных является проблема обеспечения на путях циркуляции этого тока IРОТ наименьшего сопротивления. Тем самым обеспечивается максимальная амплитуда этого тока при минимальных потерях в массиве ротора и его перегревах. В асинхронных машинах с беличьей клеткой [1] для тока по торцам ротора, направленным поперек его оси вращения, предусмотрены короткозамыкающие медные кольца. Однако, для мощных асинхронных машин при скоростях вращения 1500 об/мин≤n≤3000 об/мин эти кольца удерживаются немагнитными бандажами для обеспечения прочности конструкции из-за воздействия на эти кольца центробежных сил и разрыва. В асинхронных машинах с массивным ротором при скоростях вращения 3000 об/мин≤n≤6000 об/мин для тока по торцам ротора, направленным поперек его оси вращения, предусмотрены короткозамыкающие медные бандажи, насаженные на бочку ротора [3] - [5]. В асинхронных машинах с массивным ротором при скоростях вращения n>6000 об/мин, однако, использование таких бандажей исключено из-за воздействия на них центробежных сил, которые приводят к разрыву этих бандажей.
Задачей полезной модели является создание надежной конструкции массивного ротора быстроходной асинхронной машины с короткозамыкающими кольцами.
Сущность заявленного технического решения выражается в следующей совокупности существенных признаков, достаточной для решения указанной заявителем технической проблемы и получения обеспечиваемого полезной моделью технического результата.
Согласно полезной модели массивный ротор быстроходной асинхронной машины с короткозамыкающими кольцами, характеризуется тем, что короткозамыкающие кольца выполнены в виде дисков, приваренных к торцам ротора, при этом наружный диаметр диска соответствует наружному диаметру ротора, а внутренний диаметр диска выбран из условия его соответствия глубине проникновения электромагнитных волн в тело ротора, кроме того в дисках выполнены круглые прорези.
Кроме того, заявленное техническое решение характеризуется наличием ряда дополнительных факультативных признаков, а именно:
- короткозамыкающие кольца по наружному диаметру могут быть выполнены с цилиндрическими выступами, толщина которых равна толщине торцевой части диска;
- короткозамыкающие кольца могут быть снабжены фиксирующими болтами, при этом в торцевой поверхности ротора выполнены резьбовые гнезда под эти болты.
Заявленная совокупность существенных признаков первого независимого объекта изобретения обеспечивает достижение технического результата, который заключается в том, что заявленная конструкция ротора повышает надежность асинхронной машины в целом за счет исключения возможности срыва короткозамыкающих колец под действием центробежных сил высокоскоростной асинхронной машины, а кроме того, уменьшает сопротивление токам, индуктированным в теле ротора полем взаимоиндукции и, следовательно, повышает уровень электромагнитного использования асинхронной машины.
Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен поперечный разрез по заявленному ротору с короткозамыкающими кольцами в виде дисков, на фиг. 2 - вид ротора с короткозамыкающими кольцами в виде дисков со стороны диска, на фиг. 3 - поперечный разрез по ротору с короткозамыкающими кольцами в виде дисков с цилиндрическими выступами, на фиг. 4 - вид ротора с короткозамыкающими кольцами в виде дисков с цилиндрическими выступами со стороны диска.
Массивный ротор быстроходной асинхронной машины содержит короткозамыкающие кольца, выполненные в виде дисков 1, приваренных к торцам ротора 2. Наружный диаметр диска 1 соответствует наружному диаметру ротора 2, а внутренний диаметр диска 1 выбран из условия его соответствия глубине проникновения электромагнитных волн в тело ротора 2. В дисках 1 выполнены круглые прорези 3. Короткозамыкающие кольца по наружному диаметру диска 1 выполнены с цилиндрическими выступами 4, толщина которых равна толщине торцевой части диска 1. Короткозамыкающие кольца в виде дисков 1 снабжены фиксирующими болтами (на чертежах условно не показаны). В торцевой поверхности ротора 2 выполнены резьбовые гнезда 5 под эти болты.
Заявленная конструкция ротора, предназначенная для асинхронных машин с массивным ротором при скоростях вращения n>6000 об/мин, работает следующим образом.
Конструкция ротора с короткозамыкающими медными кольцами в виде дисков 1, приваренными к обоим торцам массивного ротора 2 быстроходной машины, уменьшает сопротивление индукционным токам и повышает уровень электромагнитного использования асинхронной машины. Надежность конструкции обеспечивается тем, что диски 1 приварены к торцам ротора 2. Для того, чтобы обеспечить надежности сварки по всей плоскости каждого такого диска 1 и исключить возможность появления переходного сопротивления между торцевыми поверхностями массивного ротора 1 и диска 1, в диске выполняются несколько дополнительных круглых прорезей 3. Наружный диаметр диска 1 равен наружному диаметру массивного ротора 2. Внутренний диаметр диска 1 определяется глубиной проникновения электромагнитной волны в тело ротора 2. Толщина диска 1 в заявленном роторе определяется номинальным скольжением SНОМ и соотношением LАКТ/τ., где LАКТ - активная длина ротора, τ - полюсное деление [1].
Выполнение короткозамыкающие кольца с цилиндрическими выступами также позволяет исключить появление переходного сопротивления между торцевыми поверхностями массивного ротора 2 и диска 1. В этих выступах выполняются 4-6 осевых разреза для обеспечения надежной приварки диска 1 к торцу массивного ротора 2.
Литература:
1. Костенко, М.П. Электрические машины / М.П. Костенко, Л.М. Пиотровский. Л.: Энергия, 1965. - 704 с..
2. Л.Р. Нейман, К.С. Демирчян, Н.В. Коровкин Теоретические основы электротехники, том 3, изд. «Питер», 2009.
3. Куцевалов В.М. Асинхронные и синхронные машины с массивным ротором. - М.: Энергия, 1979, 160 с.
4. Могильников B.C. Теория, технология и режимы работы асинхронных двигателей с двухслойным ротором / B.C. Могильников, A.M. Олейников, под общей ред. Олейникова A.M. - 2-е изд. перераб. и доп.- Севастополь: Изд. СевНТУ, 2008. - 350 с.
5. Шенфер, К.И. Асинхронные машины / К.И. Шенфер. М.: Госэнергоиздат, 1929. - 457 с.
Claims (3)
1. Массивный ротор быстроходной асинхронной машины с короткозамыкающими кольцами, отличающийся тем, что короткозамыкающие кольца выполнены в виде дисков, приваренных к торцам ротора, при этом наружный диаметр диска соответствует наружному диаметру ротора, а внутренний диаметр диска выбран из условия его соответствия глубине проникновения электромагнитных волн в тело ротора, кроме того, в дисках выполнены круглые прорези.
2. Массивный ротор по п. 1, отличающийся тем, что короткозамыкающие кольца по наружному диаметру могут быть выполнены с цилиндрическими выступами, толщина которых равна толщине торцевой части диска.
3. Массивный ротор по п. 1, отличающийся тем, что короткозамыкающие кольца снабжены фиксирующими болтами, при этом в торцевой поверхности ротора выполнены резьбовые гнезда под эти болты.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018128594U RU185236U1 (ru) | 2018-08-02 | 2018-08-02 | Массивный ротор быстроходной асинхронной машины с короткозамыкающими кольцами |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018128594U RU185236U1 (ru) | 2018-08-02 | 2018-08-02 | Массивный ротор быстроходной асинхронной машины с короткозамыкающими кольцами |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU185236U1 true RU185236U1 (ru) | 2018-11-28 |
Family
ID=64577088
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018128594U RU185236U1 (ru) | 2018-08-02 | 2018-08-02 | Массивный ротор быстроходной асинхронной машины с короткозамыкающими кольцами |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU185236U1 (ru) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2041547C1 (ru) * | 1993-03-02 | 1995-08-09 | Акционерное общество открытого типа "Электросила" | Торцевая электрическая машина ветохина (тэмв) |
RU2079949C1 (ru) * | 1992-04-30 | 1997-05-20 | Производственное объединение "Юргинский машиностроительный завод" | Электрическая машина |
US7309940B2 (en) * | 2004-05-19 | 2007-12-18 | Danfoss Compressors Gmbh | Rotor arrangement for an electrical drive motor of a compressor, particularly a refrigerant compressor |
-
2018
- 2018-08-02 RU RU2018128594U patent/RU185236U1/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2079949C1 (ru) * | 1992-04-30 | 1997-05-20 | Производственное объединение "Юргинский машиностроительный завод" | Электрическая машина |
RU2041547C1 (ru) * | 1993-03-02 | 1995-08-09 | Акционерное общество открытого типа "Электросила" | Торцевая электрическая машина ветохина (тэмв) |
US7309940B2 (en) * | 2004-05-19 | 2007-12-18 | Danfoss Compressors Gmbh | Rotor arrangement for an electrical drive motor of a compressor, particularly a refrigerant compressor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6566778B1 (en) | Cage-type induction motor for high rotational speeds | |
US20120148424A1 (en) | Rim drive electrical machine | |
CN109004780A (zh) | 内置式永磁电机 | |
KR101162477B1 (ko) | 다층 코일과 다층 영구 자석이 장착된 발전기 | |
CN102904405B (zh) | 一种双转子同步发电机 | |
CN101741198B (zh) | 高功率密度强制风冷高频永磁同步电机 | |
Uzhegov et al. | Design of 6-slot 2-pole high-speed permanent magnet synchronous machines with tooth-coil windings | |
SE0850051A1 (sv) | Omröraraggregat | |
RU185236U1 (ru) | Массивный ротор быстроходной асинхронной машины с короткозамыкающими кольцами | |
JPWO2019244238A1 (ja) | 回転子および回転電機 | |
CN207664844U (zh) | 一种电机转子导条结构、电机转子及电机 | |
RU2558661C2 (ru) | Радиальный синхронный генератор | |
EP2879281A1 (en) | Permanent magnet rotary electrical machine and wind-power generation system | |
RU2690680C1 (ru) | Ротор асинхронного электродвигателя | |
EP3084942B1 (en) | Wind power generator | |
KR20160121917A (ko) | 이중계자를 가지는 회전전기자형 풍력발전기 | |
JP5975759B2 (ja) | 回転電機 | |
WO2013185828A1 (en) | Rotating electrical machine with superconducting field coil | |
US11770035B2 (en) | Laminated core for an electric machine | |
RU196593U1 (ru) | Погружной высокоскоростной вентильный электродвигатель | |
CN107834797A (zh) | 一种电机转子导条结构、电机转子及电机 | |
KR20090100691A (ko) | 멀티-링 구조의 풍력 발전기 유닛 | |
US20150084455A1 (en) | Flux Directing, Pole Span Setting, Feature on Rotor Lamination of Air-Cooled Electric Motor/Generator | |
RU2444106C2 (ru) | Ротор синхронной электрической машины и синхронная электрическая машина, содержащая такой ротор | |
KR850002268Y1 (ko) | 유도전동기(誘導電動機) |