|
УДК 621.313.333.017.001.5
КОРОТКОЗАМКНУТЫЙ РОТОР АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ С ПОНИЖЕННОЙ МАТЕРИАЛОЕМКОСТЬЮ И УЛУЧШЕННЫМИ ПУСКО-РЕГУЛИРОВОЧНЫМИ СВОЙСТВАМИ
Снижение остаточных напряжений путем уменьшения внутреннего диаметра возможно стягиванием пакета магнитопровода в осевом направлении опорными элементами (хвостовиками), связанными с короткозамыкающими кольцами литой обмотки [3]. При этом снижение заготовительной массы конструкционной стали достигается выполнением хвостовиков составными из центрального стержня входящего в отрезок трубы с радиальными выступами, образованными отгибом участков между прорезями на конце трубы. Центральная часть может быть прерывистой (рис. 1, а) или сквозной с диаметром, соответствующим выходному концу вала (рис. 1, б).
Указанная конструкция позволяет ослабить изгиб оси ротора, небаланс и эксцентриситет рабочего зазора от внутренних остаточных напряжений и повысить надежность АД. Экономится углеродистая сталь для валов, а в малополюсных двигателях снижаются намагничивающий ток и потери пусковых режимов. В соответствии с известными зависимостями величин пусковых тока и момента от параметров и скольжения S короткозамкнутые роторы выполняются, по возможности, с переменными параметрами, т.е. глубокопазными, двухклеточными, а в особых случаях массивными или двухслойными [2]. Однако применение глубоких пазов и двойной клетки улучшает пусковые характеристики частично, а двигатели с массивнодвухслойными роторами не отличаются высокими энергетическими показателями. Улучшенными пуско-регулировочными свойствами обладают короткозамкнутые АД с экранированными короткозамыкающими кольцами (кольцами, охваченными ферромагнитными накладками) и двигатели с ферромагнитной "звездочкой" [1]. При работе АД с экранированными кольцами в случае повышения нагрузки или снижения напряжения питания увеличиваются S, частота и ток кольца ik. Соответственно возрастают частота и поток лобового рассеяния Фsл2 экранированных участков (выноска 1 на рис. 1, а), возникает эффект вытеснения тока и изменение параметров клетки. В роторе со звездочкой каждый стержень клетки соединен с лучом массивной ферромагнитной звездочки, размеры которой превышают двойную глубину проникновения поля в сталь при S = 1. Поверхностный эффект в участках звездочки обеспечивает изменение параметров ротора в функции S в широких пределах. Существенным недостатком известных роторов [1] с ферромагнитными элементами в обмотке являются высокая металлоемкость и стоимость производства точеных фигурных экранирующих колец и фрезерованных звездочек. Кроме того, с целью избежания значительного ухудшения рабочих характеристик рекомендуется лишь частичное экранирование короткозамыкающих колец (например, соответственно изображению фрагмента ротора на выноске кривых 1 рис. 2). Задача повышения технического уровня АД с ферромагнитными элементами в цепи ротора может быть решена на основе описанных выше составных опорных элементов ротора. Экономное экранирование короткозамыкающих колец достигается последовательным отгибом участков выступов хвостовиков с последующим (после отливки клетки) охватом участков колец (вид А и выноска 1 на рис. 1, а). Если радиальные выступы отгиба участков между прорезями на конце трубы соединить со стержнями (рис. 1, б), то можно получить весьма технологичный и наименее металлоемкий короткозамыкающий ферромагнитный элемент — эквивалент звездочки, описанной в [1].
Для оценки влияния частичного экранирования колец проведены испытания АД 3ДМШ90SB2 (1.1 кВт, 50 Гц, 2850 об/мин.) с литой алюминиевой короткозамкнутой обмоткой. В роторе были выполнены следующие изменения: срезаны лопатки и балансировочные выступы, в каждом кольце (сечением
Результаты опыта короткого замыкания упомянутого АД представлены в табл. 1, а механические характеристики на рис. 2. В графе "тип ротора" табл. 1 цифре 1 соответствует ротор с повышенным активным сопротивлением (выемки в кольцах), 2 — ротор с выемками и втулками на кольцах; 3 — ротор с выемками и экранирующими полосками. Более мягкие механические характеристики и пониженные пусковые токи могут быть получены при увеличении числа контуров экранирования (до 30 по числу пазов, Z1/Z2 = 24/30). На основании изложенного можно заключить, что предложенные технические решения могут обеспечить снижение энергоресурсопотребления при производстве и заданный вид характеристик АД. Двигатели с роторами (рис. 1) могут быть использованы в асинхронных приводах с регуляторами напряжения и системах соизмеримой мощности, где требуются низкие кратности пусковых токов. Таблица 1
Список использованной литературы 1. Выбор конструкции электродвигателей стартеров переменного тока / Власов В.Г., Попов В.П., Чурсин В.Р. и др. // Взрывозащищенное и рудничное электрооборудование: Сб. научн. тр. - Кемерово: НИИ завода "Кузбассэлектромотор". - 1974. - №7. - С. 30 - 39. 2. Могильников В.С., Олейников А.М., Стрельников А.Н. Асинхронные двигатели с двухслойным ротором и их применение. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 120 с. 3. Ставинский А.А. Нетрадиционные ресурсосберегающие конструкции асинхронных двигателей с классической технологией производства // Электротехника: 1992. - №8,9. - С. 11 - 14.
Copyright © 1998-1999 Odessa State Polytechnic University. All Rights Reserved. |
13ґ14 мм) равномерно напротив зубцов просверлено по 15 отверстий диаметром 3.5 мм и соответственно отверстиям выфрезеровано по 15 канавок глубиной 2.5 мм. В отверстия были вставлены и изогнуты по канавкам с охватом кольца внахлестку полоски из стали 3-сп толщиной 2 мм. В результате были образованы экранирующие контуры в соответствии с фрагментом ротора на выноске кривых 2 рис. 2. Отдельно на ротор устанавливались сплошные втулки толщиной 4 мм из стали 3-сп частичного экранирования (выноска на кривых 1, рис. 2).
