РОТОР МОДЕРНИЗИРОВАННОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ СО СТЕРЖНЯМИ ОБМОТКИ БУТЫЛОЧНОГО ПРОФИЛЯ

Полезная модель относится к электромашиностроению, а именно к асинхронным электродвигателям с короткозамкнутой обмоткой ротора.
Известна конструкция, принятая за прототип, (Л.М.Пиотровский «Электрические машины». Издание четвертое, ГЭИ, 1960 г., стр.367-371), глубокопазного ротора модернизированного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутой обмоткой, содержащая стержни бутылочного профиля, размещенные в пазах такого же профиля сердечника ротора, и кольца короткозамыкающие.
Однако, в ряде случаев по условиям эксплуатации необходимо путем модернизации без существенного изменения активного ядра улучшить пусковые характеристики электродвигателя, например, увеличить пусковой момент, не ухудшая тепловое состояние обмотки ротора, или при сохранении пускового момента улучшить тепловое состояние обмотки ротора в пусковых режимах. Удовлетворить этим условиям возможно только путем увеличения площади сечения той части стержня ротора, которая работает в момент пуска.
Недостатком конструкции прототипа является то, что положительный эффект при модернизации, ротора, достигаемый за счет увеличения сечения стержня, невозможно реализовать в полной мере, когда стержень имеет бутылочный профиль и этот профиль должен быть сохранен. Это вызвано тем, что большая часть сечения стержня бутылочного профиля имеет круглую форму, а меньшая - прямоугольную, вытянутую к периферии ротора, при этом круглая часть сечения стержня обеспечивает работоспособность обмотки ротора в номинальном режиме работы электродвигателя, а прямоугольная - в пусковом. Увеличение сечения стержня в его круглой части приведет к уменьшению высоты его прямоугольной части и, соответственно, к ухудшению пусковых характеристик.
Задачей предлагаемого технического решения является сохранение и, при необходимости, увеличение пускового момента электродвигателя по сравнению с тем пусковым моментом, который электродвигатель развивал до модернизации, и одновременно при этом, уменьшение градиента температур по высоте прямоугольной части и уменьшение нагрева стержня при пуске, что обеспечивает уменьшение усталостных деформаций в вершине стержня и, соответственно, увеличение срока службы короткозамкнутой обмотки ротора.
Технический результат достигается тем, что в роторе модернизованного асинхронного электродвигателя со стержнями обмотки бутылочного профиля, расположенными в пазах такого же профиля, стержень обмотки ротора выполнен составным из двух частей, круглой и прямоугольной, имеющей увеличенное сечение за счет увеличения толщины, соединенных при помощи пайки тугоплавким припоем, при этом круглая часть стержня изготовлена из меди, а прямоугольная - из материала, имеющего большее удельное электрическое сопротивление по сравнению с медью, причем увеличение удельного электрического сопротивления пропорционально увеличению площади сечения прямоугольной части стержня.
Конструкция полезной модели показана на фигуре, где 1 - круглая часть стержня бутылочного профиля обмотки ротора, изготовленная из медного прутка, 2 - прямоугольная часть стержня, выполненная из материала с более высоким, чем у меди, удельным электрическим сопротивлением, например, из латуни, и имеет больший размер по толщине, чем тот, который был до модернизации ротора.
Для центрирования прямоугольной части стержня 2 и увеличения площади контакта относительно его круглой части 1 в последней выполнена канавка 3. Соединение прямоугольной и круглой частей стержня выполнено пайкой тугоплавким припоем по всей длине прямоугольной части 2. Для размещения в пазу сердечника ротора 4 утолщенной прямоугольной части стержня 2 прямоугольная часть паза сердечника ротора 5 также расширена фрезеровкой.
Сохранение сечения и материала круглой части стержня и увеличение сечения прямоугольной части стержня, по крайней мере, не ухудшают тепловое состояние обмотки в режиме номинальной нагрузки.
Благодаря увеличению удельного электрического сопротивления материала прямоугольной части стержня и увеличению его сечения в пусковом режиме достигается двойной эффект: уменьшается градиент температур по высоте прямоугольной части стержня, что уменьшает термомеханические напряжения по высоте, а увеличение сечения увеличивает теплоемкость верхней части стержня и, соответственно, снижает пусковой нагрев. В результате ресурс работы до разрушения существенно увеличивается при сохранении величины пускового момента.
Конструкция полезной модели реализуется при модернизации ротора электродвигателя типа ДАЗО 2-18-59-10, используемого на электростанции для привода мельницы для размола угля. Ожидаемый эффект - снижение нагревов стержней при пуске приблизительно в 2 раза.