АСИНХРОННЫЙ ТЯГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Полезная модель относится к области электротехники и, в частности, к электрическим машинам - асинхронным двигателям.
Из уровня техники известен двигатель асинхронный тяговый, который содержит корпус, статор, ротор. Ротор имеет установленную между валом ротора и пакетом ступицу из алюминиевого сплава, которая имеет не менее восьми охлаждающих осевых каналов округлого сечения и не менее восьми каналов треугольной формы. Статор установлен в корпус по технологии термопередающей прессовой посадки (патент RU 184734 «Двигатель асинхронный тяговый», МПК Н02K 17/16, опубл. 07.08.2018). Недостатками данного асинхронного двигателя также являются массивность конструкции, обусловленная наличием корпуса изделия, высокая трудоемкость технического обслуживания в связи с отсутствием возможности пополнения смазки в подшипниках без частичной разборки двигателя, недостаточная надежность уплотнения подшипников при влиянии внешних воздействующих и эксплуатационных факторов (резкие перепады температур 60°С, ресурс подшипников 2 млн. км) в связи с применением эластичных манжет, отсутствие второго выходного конца вала.
Технической задачей предлагаемого к правовой охране технического решения двигателя асинхронного тягового является обеспечение высокого показателя удельной мощности двигателя.
Технический результат направлен на улучшение ремонтопригодности и снижение материалоемкости, компактности, и соответственно, снижения веса двигателя.
Технический результат достигается тем, что асинхронный тяговый двигатель с обмоткой ротора из медных стержней и короткозамкнутых колец по типу «беличьей клетки» содержит статор с обмоткой, ротор с обмоткой, вал ротора с посадочными конусами для установки малых зубчатых колес, подшипниковые щиты с подшипниками, клеммную коробку для соединения фаз, элементы крепления к раме тележки и узлы крепления к опорно-осевым подшипникам. При этом сердечник ротора собран из листов электротехнической стали, методом горячей посадки установлен на втулку вала ротора и стянут нажимными листами ротора, а втулка выполнена с внутренними полостями с перегородками, предотвращающими циркуляцию охлаждающего воздуха через втулку.
В зубец статора в отверстии нажимной шайбы установлен датчик температуры.
В каждом подшипниковом щите выполнен канал подвода смазки. При этом в правом подшипниковом щите размещен датчик скорости вращения вала, ротор которого установлен на валу.
Бескорпусное исполнение сердечника статора обеспечивает компактность и уменьшение веса двигателя, а, следовательно, и высокий показатель удельной мощности
В целях снижения общей массы ротора втулка вала выполнена из алюминия и имеет внутренние полости с перегородками, предотвращающими циркуляцию охлаждающего воздуха через втулку. Кроме того, наличие втулки на валу ротора обеспечивает снижение материалоемкости ротора, получаемое за счет наличия отверстий во втулке, и ремонтопригодность ротора, достигаемую возможностью выпрессовки вала из втулки без потери целостности пакета ротора.
Наличие в подшипниковых щитах встроенных каналов для подачи и отведения смазки обеспечивают легкую замену смазки при эксплуатации без снятия двигателя и разборки подшипникового узла, что улучшает ремонтопригодность двигателя.
Конструктивное исполнение асинхронного тягового двигателя и сущность заявляемой полезной модели поясняется следующими графическими материалами: фиг. 1 - продольный разрез асинхронного тягового двигателя, фиг. 2 - вид А на фиг. 1, фиг. 3 - вид Б-Б на фиг. 1, фиг. 4 - вид спереди асинхронного тягового двигателя.
Позициями на фиг. 1 - фиг. 4 обозначены следующие элементы: 1 - сердечник статора; 2 - обмотка статора; 3 - вал; 4 - правый (первый) подшипниковый щит; 5 - левый (второй) подшипниковый щит; 6 - клеммная коробка; 7 - устройство защиты воздуховода; 8 - сердечник ротора; 9 - втулка; 10 - обмотка ротора («беличья клетка»); 11 - сетка; 12 - подшипник; 13 - канал подвода смазки; 14 - ротор датчика скорости вращения вала; 15 - основание для крепления к моторно-осевой подвеске, 16 - нажимные листы ротора, нажимная шайба статора 17, 18 - датчик температуры, 19 - канал отвода смазки; 20 - отверстие для слива конденсата из двигателя, 21 - кольцо заземления.
Предлагаемый асинхронный тяговый двигатель с обмоткой 10 ротора по типу «беличьей клетки» (фиг. 1) содержит статор (сердечник статора 1 и обмотка статора 2). Сердечник статора 1 имеет бескорпусное исполнение. Листы статора стягиваются под прессом зажимными кольцами с обеих сторон с помощью разрывопрочных пластин, образуя жесткую конструкцию за счет каркаса, что обеспечивает компактность и уменьшение веса, а, следовательно, и высокий показатель удельной мощности. На разрывопрочной пластине сердечника статора сверху установлена клеммная коробка 6 для соединения фаз, элементы крепления к раме тележки 15 и узлы крепления к опорно-осевым подшипникам (на фиг. 1 условно не обозначены).
При этом сердечник ротора 8 собран из листов электротехнической стали, методом горячей посадки установлен на втулку 9 вала 3 ротора и стянут нажимными листами ротора 16. Втулка 9 выполнена с внутренними полостями с перегородками, предотвращающими циркуляцию охлаждающего воздуха через втулку. Вал 3 ротора выполнен с посадочными конусами для установки малых зубчатых колес.
На вал 3 установлены подшипниковые щиты (правый/первый 4 и левый/второй 5) с подшипниками 12. В каждом подшипниковом щите 4 и 5 выполнены каналы подвода смазки 13 и отвода смазки 19 (фиг. 2, фиг. 4). При этом в правом подшипниковом щите 4 размещен датчик скорости вращения вала, ротор 14 которого установлен на валу 3 (фиг. 2). В цилиндрической части сверху подшипниковых щитов 4 и 5 выполнены каналы воздуховодов, закрытые устройствами защиты 11 и 7 соответственно.
Для обеспечения постоянного контроля температуры обмотки статора 2 в точке с максимальной расчетной температурой нагрева в отверстии нажимной шайбы статора 17, установлен датчик температуры 18 (фиг. 3).
Для предотвращения повреждений зубчатых передач от паразитных токов, протекающих через вал асинхронного двигателя, на подшипниковых щитах устанавливаются кольца заземления 21 (фиг. 4).
Технические решения, используемые в представленном тяговом двигателе, позволяют снизить расходы на обслуживание основного изделия (отсутствует необходимость разборки изделия для пополнения смазки в подшипниках), повысить надежность тягового привода за счет применения колец заземления вала (паразитные токи не влияют на надежность и ресурс зубчатых передач в составе привода).
Опытный образец асинхронного тягового двигателя прошел испытания на выполнение требований технического задания ATД01.00.ООО.ООО ТЗ, что подтверждает работоспособность электродвигателя, выполненного с использованием настоящих технических решений, предлагаемых к правовой охране.