ПОЛИФАЗНЫЙ АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С КОРОТКОЗАМКНУТНЫМ РОТОРОМ

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в промышленности и на транспорте.
Известен многофазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, основными конструктивными элементами которого являются неподвижный статор и вращающийся ротор, разделенные воздушным зазором. Сердечники статора и ротора собираются из листов электротехнической стали. Сердечник статора закрепляется в корпусе, а сердечник ротора - на валу (машины малой и средней мощности) или на ободе с крестовиной и втулкой, надетой на вал (машины большой мощности). Вал ротора вращается в подшипниках, которые помещаются в подшипниковых щитах, прикрепляемых к корпусу статора (машины малой и средней мощности), или на отдельно стоящих подшипниковых стояках. На внутренней цилиндрической поверхности статора и на внешней цилиндрической поверхности ротора имеются пазы, в которых размещаются проводники обмоток статора и ротора. Обмотка статора выполнена многофазной в виде секций из множества витков из изолированного медного провода, соединенных в разные группы. Фазы статорной обмотки соединены в звезду. Роторная обмотка представляет собой "беличью клетку" из алюминиевых стержней, залитых в пазы и закороченных по торцам алюминиевыми кольцами [Вольдек А.И., Попов В.В. Электрические машины. Машины переменного тока: Учебник для вузов. - СПб.: Питер, 2008. - 350 с.: ил. ISBN 978-5-469-01381-5, с.14-16].
Недостатками такого асинхронного двигателя являются искажение формы магнитного поля в воздушном зазоре вследствие наличия пазов на статоре, недоиспользование двигателя из-за большого рассеяния магнитного потока лобовых частей, а также затруднительность выполнения обмотки статора с количеством фаз, значительно превышающим три фазы (например, с 96 фазами), в двигателях малых габаритов.
Задачей полезной модели является улучшение формы магнитного поля в воздушном зазоре электрического двигателя, обеспечение возможности размещения, например, 96 фаз статорной обмотки в двигателях малых габаритов, упрощение конструкции и снижение массогабаритных характеристик электродвигателя, уменьшение потерь электрической энергии в электрическом двигателе.
Технический результат достигается тем, что в полифазном асинхронном двигателе с короткозамкнутым ротором, содержащем станину, на которой закреплен статор, имеющий шихтованный сердечник и обмотку, согласно заявляемой полезной модели, внутренняя поверхность шихтованного сердечника статора имеет продольные полосы электропроводящей пленки, образующие обмотку статора, при этом продольные полосы электропроводящей пленки закреплены на клеевой основе и изолированы от шихтованного сердечника статора слоем диэлектрика, причем первые концы продольных полос электропроводящей пленки соединены в «звезду», а вторые концы - присоединены с помощью разъемного соединения к проводу и выведены в коробку выводов для подключения к источнику питания.
Таким образом, главными отличительными особенностями предлагаемого полифазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором являются:
1. Отсутствие пазов на статоре, что улучшает форму магнитного поля в воздушном зазоре асинхронного двигателя (уменьшение воздушного зазора между статором и ротором вследствие отсутствия пазов благоприятно скажется на распределении магнитного потока внутри асинхронного двигателя, так как форма магнитного поля не будет искажаться зубцовыми гармониками).
2. Применение в качестве проводников статорной обмотки продольных полос электропроводящей пленки, что обеспечивает возможность размещения большого количества фаз статорной обмотки в двигателях малых габаритов
3. Наличие разъемного соединения, которое обеспечивает переход от продольной полосы электропроводящей пленки на провод стандартного сечения и предотвращает повреждение обмотки статора из продольных полос электропроводящей пленки, а также облегчает ремонт и обслуживание асинхронного двигателя.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид полифазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 (вид асинхронного двигателя спереди с частичным разрезом А-А), на фиг.3 - вид Б на фиг.1 (увеличенный вид Б места разъемного соединения, осуществляющего сопряжение продольной полосы электропроводящей пленки и провода стандартного сечения); на фиг.4 - размещение продольных полос электропроводящей пленки на статоре (увеличенный вид разреза А-А на фиг.1).
Цифрами на чертежах обозначены следующие узлы и детали:
1 - коробка выводов,
2 - корпус,
3 - разъемное болтовое соединение,
4 - подшипник
5 - подшипниковый щит,
6 - вал,
7 - стопорный винт,
8 - станина,
9 - шихтованный сердечник статора,
10 - диэлектрик,
11 - клеевая основа,
12 - продольная полоса электропроводящей пленки,
13 - стержни ротора
14 - сердечник ротора,
15 - кольцо ротора.
Полифазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором содержит станину 8, на которой закреплен статор, имеющий шихтованный сердечник 9 и обмотку.
Сердечник 14 ротора, закреплен на валу 6, который вращается в подшипниках 4, помещенных в подшипниковые щиты 5. «Беличья клетка» ротора содержит стержни 13, короткозамкнутые с обоих торцов ротора кольцами 15.
Шихтованный сердечник 9 статора закреплен на станине 8 с помощью стопорных винтов 7.
Отличием полифазного асинхронного двигателя является то, что внутренняя поверхность шихтованного сердечника 9 статора имеет продольные полосы электропроводящей пленки 12, образующие обмотку статора.
Продольные полосы электропроводящей пленки 12 закреплены на клеевой основе 11 и изолированы от шихтованного сердечника 9 статора слоем диэлектрика 10. Первые концы продольных полос электропроводящей пленки 12 соединены в «звезду», а вторые концы - присоединены с помощью разъемного соединения 3 к проводу и выведены (через корпус 2 двигателя) в коробку 1 выводов для подключения к источнику питания (на чертеже условно не показан).
Полифазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором работает как обычный многофазный асинхронный двигатель, подключенный к многофазному источнику питания. Причем количество фаз источника питания совпадает с количеством фаз статорной обмотки полифазного асинхронного двигателя. Источником питания может служить многофазный трансформатор, многофазный генератор, многофазная сеть переменного тока или многофазный преобразователь постоянного тока в переменный.
Использование предлагаемой полезной модели позволит:
1. Выполнить обмотку статора с количеством фаз, значительно превышающим три фазы (например, с 96 фазами), в асинхронных двигателях малых габаритов.
2. Упростить изготовление статорной обмотки, так как продольные полосы электропроводящей пленки могут наноситься на статор механизированным способом (кроме этого, упрощается обвязка лобовых частей и соединение секций и фаз статора).
3. Снизить рассеяние магнитного потока в лобовых частях статорной обмотки благодаря их малой длине.
4. Снизить величину фазных токов статора (благодаря увеличению количества фаз статора), что устранит сильный нагрев статора и тем самым, исключит большие потери энергии в виде выделяющегося тепла (кроме этого, малый нагрев позволит использовать обмоточный материал с небольшой теплостойкостью).
5. Снизить расход медного провода.