ТРЕХФАЗНЫЙ ТЯГОВЫЙ АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Полезная модель относится к электромашиностроению и может быть использована в приводе переменного тока троллейбусов в комплекте с преобразователем частоты, формирующим напряжение по принципу широтно-импульсной модуляции, а также в приводах других транспортных средств: вагонов метрополитена, трамваев.
Уже известен выбранный заявителем в качестве ближайшего аналога (прототипа) тяговый асинхронный двигатель, включающий статор, выполненный с обмоткой и сердечником, закрепленный на валу двигателя ротор с сердечником и короткозамкнутой обмоткой (см. полезную модель РФ№30038, опубл. 10.06.2003).
Недостатком прототипа является сложность конструкции и высокий уровень вибрации и шума. Задачей заявленной полезной модели является уменьшение габаритов двигателя за счет перехода закрытого исполнения на защищенное, увеличение механической прочности за счет применения оболочки из литой углеродистой стали, уменьшение аэродинамических и магнитных уровней шума и вибрации за счет использования вентилятора, выполненного с переменным шагом лопаток, за счет увеличенного воздушного зазора между статором и ротором и подбором соотношения пазов статора и ротора.
Задача заявленной полезной модели достигается за счет того, что в трехфазном тяговом асинхронном двигателе, включающем оболочку, статор, выполненный с обмоткой и сердечником, ротор с сердечником и короткозамкнутой обмоткой из медных стержней и медных короткозамы-кающих колец, закрепленный на валу двигателя, вентилятор для охлаждения двигателя, размещенный на валу двигателя и выполненный с лопатками с переменным шагом и устройство управления двигателем через преобразователь частоты, включающее датчик частоты вращения, зубчатое колесо, установленное на лопатках вентилятора и электрический разъем для подключения датчика частоты вращения, обмотка статора выполнена из секций с выводными концами, а сердечники статора и ротора выполнены шихтованными из электротехнической стали.
Оболочка образована передним, задним подшипниковыми щитами и станиной, причем в заднем подшипниковом щите и в станине выполнены закрытые сетками отверстия, а в роторе и между станиной и сердечником статора образованы каналы для прохождения охлаждающего воздуха.
В качестве изоляции проводов обмотки статора может быть использована полиамидно-фторопластовая
пленка.
Выводные концы обмотки статора могут быть подведены к электрическому разъему со степенью защиты IP68.
Станина может быть выполнена восьмигранной формы из литой углеродистой стали.
Обмотка статора выполнена двухслойной, петлевой, с жесткими секциями из прямоугольного провода с полиамидно-второпластовой пленкой, рассчитанной на работу от преобразователя, формирующего напряжение по принципу широтно-импульсной модуляции.
Передний и задний подшипниковые щиты выполнены в виде отливок из углеродистой стали и прикреплены к станине болтами.
Подшипники могут быть закрыты с наружной стороны подшипниковыми крышками.
В крышках подшипников могут быть выполнены лабиринтные уплотнения.
Для слива конденсата, образующегося при перепаде температур во время работы и стоянок транспорта, в станине двигателя могут быть выполнены отверстия.
Станина может быть выполнена с подвесками для перемещения двигателя при его изготовлении и установке на транспортном средстве.
Датчик частоты вращения может быть снабжен защитным кожухом, а электрический разъем для подключения датчика частоты вращения установлен на защитном кожухе.
Короткозмыкающие кольца могут быть соединены со стержнями посредством сварки и могут плотно прилегать к сердечнику ротора.
На фиг.1 изображен двигатель - продольный разрез.
На фиг.2 изображен двигатель-вид с торца.
Трехфазный тяговый асинхронный двигатель включает запрессованный в станину 1 статор 2, выполненный с обмоткой 3 и сердечником 4, закрепленный на валу 5 двигателя ротор 6 с сердечником и короткозамкнутой обмоткой из медных стержней и медных короткозамыкающих колец 21, размещенный на валу 5 двигателя вентилятор 7 охлаждения двигателя с лопатками, выполненными с переменным шагом и устройство управления двигателем через преобразователь частоты, включающее датчик 8 частоты вращения, зубчатое колесо 9, установленное на лопатках вентилятора 7 и электрический разъем 10 для подключения датчика 8 частоты вращения. Обмотка статора 2 выполнена из секций с выводными концами. Сердечник 4 статора 2 и сердечник ротора 6 выполнены из листов электротехнической стали. Станина 1 может быть выполнена восьмигранной формы из качественной углеродистой стали с каналами для прохода охлаждающего воздуха. Обмотка статора 2 может быть выполнена двухслойной, петлевой, с жесткими секциями из прямоугольного провода с полиамидно-фторопластовой пленкой. Выводные концы обмотки статора 2 могут быть подведены к электрическому разъему 11 фирмы «HARTING» со степенью защиты IP 68. Двигатель может быть снабжен передним и задним подшипниковыми щитами
12 и 13, выполненными в виде отливок из углеродистой стали, и прикрепленными к станине 1 болтами. В станине 1 и заднем подшипниковом щите 13 могут быть выполнены отверстия для прохода охлаждающего воздуха, закрытые сетками 14 и 15. Подшипники 16 и 17 могут быть закрыты подшипниковыми крышками 18. Для предотвращения попадания пыли и грязи в подшипниковый узел в крышках подшипников могут быть выполнены лабиринтные уплотнения. Наружная крышка 18 подшипника 16 может быть выполнена глухой. Для слива конденсата, образующегося при перепаде температур во время работы и стоянок транспорта, в станине 1 двигателя могут быть выполнены отверстия 19. Станина 1 может быть выполнена с подвесками 20 для установки двигателя на троллейбусе. Датчик 8 частоты вращения может быть снабжен защитным кожухом, а электрический разъем 10 для подключения датчика 8 частоты вращения установлен на защитном кожухе. Для уменьшения магнитных составляющих шума и вибрации воздушный зазор между статором 2 и ротором 6 может быть выполнен увеличенным, причем во всем диапазоне регулирования соотношение чисел пазов ротора 6 и статора 2 выполнено по формуле:
2
1
p
Z=Z±2K,
где
2
Z - ЧИСЛО ПАЗОВ РОТОРА;
1
Z - ЧИСЛО ПАЗОВ СТАТОРА;
К - любое целое число ≠ 0
p - число пар полюсов.
Сборка и работа асинхронного двигателя заключается в следующем.
Обмотка ротора 6 выполняется из медных стержней, замкнутых накоротко приваренными к ним по специальной технологии медными кольцами 20. Охлаждение двигателя осуществляется вентилятором 7. Отверстия в станине 1 и заднем подшипниковом щите 13 для прохода охлаждающего воздуха закрыты сетками. Подшипники 16 и 17 закрыты подшипниковыми крышками 18. Для предотвращения попадания пыли и грязи в подшипниковый узел в крышках 18 подшипников 16 и 17 предусмотрены лабиринтные уплотнения. Наружная крышка подшипника 16 выполнена глухой. Для слива конденсата в станине 1 двигателя предусмотрены отверстия 19. Двигатель поставляется с зубчатым колесом 9, установленном на лопатках вентилятора 7, и служащем для работы датчика 8 частоты вращения. Датчик 8 частоты вращения сверху защищен кожухом, на котором установлен разъем 10 фирмы «HARTING» для подключения датчика 8. Двигатель имеет защищенное исполнение с прохождением охлаждающего воздуха через внутреннее пространство двигателя. Обмотка ротора 6 имеет повышенное активное сопротивление для улучшения управления двигателем. Обмотка 3 статора 2 имеет современную систему
изоляции, учитывающую работу двигателя от преобразователя частоты с фронтом нарастания напряжения до 1000 В/мкс. Выводные концы обмотки 3 статора 2 подведены к электрическому разъему 10 типа «HARTING".