АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ С ФАЗНЫМ РОТОРОМ

Полезная модель относится к электротехнике, в частности, к электрическим двигателям, предназначенным для преобразования электрической энергии во вращательно-механическую и может быть использован для приводов различных механизмов, в том числе для крановых механизмов подъема и передвижения, работающих в тяжелых механических, вибрационных условиях и на открытом воздухе вне помещений.
Известен асинхронный двигатель с фазным ротором [Д.Э. Брускин, А.Е. Зорохович, B.C. Хвостов. Электрические машины: В 2-х ч. 4.1. М.: Высш. шк., 1987. - С. 216 - 217.], выбранный в качестве прототипа, на статоре которого расположена трехфазная обмотка. Ротор, имеющий трехфазную обмотку с тем же числом полюсов, размещен внутри корпуса статора на подшипниках, установленных в подшипниковых щитах. Подшипники зафиксированы крышками подшипников. Три вывода обмотки ротора соединены с тремя контактными кольцами, вращающимися вместе с валом ротора. Узел коллекторных колец закреплен на валу ротора с помощью стопорных винтов. К крышке подшипника прикреплен кожух щеточно-коллекторного узла, выполненный из тонкого материала. На кожухе щеточно-коллекторного узла изнутри закреплены щеткодержатели с расположенными на них щетками. С помощью щеток, скользящих по контактным кольцам, в ротор включают пусковой или пускорегулирующий реостат. Этот двигатель снабжен двумя коробками выводов. Одна из них расположена сбоку корпуса статора и служит для подвода питания к двигателю. Другая коробка выводов расположена на кожухе щеточно-коллекторного узла. К ней подведены коммутационные провода со щеткодержателей. Корпус статора выполнен с окнами для вентиляции.
Размещение щеткодержателей на кожухе щеточно-коллекторного узла не обеспечивает достаточной жесткости прилегания щеток к контактным кольцам, и это часто вызывает искрение в щеточном контакте. Крепление кожуха щеточно-коллекторного узла электродвигателя ненадежно. Такой двигатель не может работать вне помещений и при вибрациях не выдерживает механических нагрузок.
Кроме того, открытое исполнение корпуса статора неблагоприятно влияет на изоляцию обмоток статора и ротора, так как при вращении ротора происходит засасывание внутрь двигателя пыли и влаги.
Задачей полезной модели является увеличение срока службы электродвигателя и повышение его надежности, за счет повышения его механической прочности и улучшения
электрического сопротивления изоляции обмоток, облегчение обслуживания щеточно-коллекторного узла, замены узла контактных колец и щеток, а также защита от внешних воздействий.
Поставленная задача решена за счет того, что асинхронный электродвигатель с фазным ротором, также как в прототипе, содержит статор, внутри которого расположена трехфазная обмотка и размещен ротор на подшипниках, установленных на подшипниковых щитах. Выводы обмотки ротора соединены с контактными кольцами, вращающимися вместе с валом ротора. Узел контактных колец и щеткодержатели с щетками защищены кожухом, а снаружи статора расположена коробка выводов.
Новым является то, что, узел контактных колец установлен на конце вала ротора посредством шпонки и зафиксирован стопорным кольцом. На заднем подшипниковом щите параллельно валу ротора жестко закреплен палец для щеткодержателей. Кожух щеточно-коллекторного узла, установлен на глубокий посадочный замок на заднем подшипниковом щите и дополнительно закреплен болтами. Коммутационные провода щеткодержателей через отверстие в заднем подшипниковом щите выведены в одну коробку выводов, расположенную на корпусе статора, общую для обмоток статора и ротора. На валу ротора со стороны противоположной щеточно-коллекторному узлу закреплен вентилятор, а корпус статора выполнен закрытым с горизонтальным оребрением снаружи.
За счет предложенного выполнения щеточно-коллекторного узла и закрытого исполнения корпуса асинхронного электродвигателя обмотки статора и ротора не подвергаются атмосферному воздействию, исключается попадание на них пыли из атмосферы и токопроводящей графитовой пыли, появляющейся при износе щеток, что повышает электрическое сопротивление изоляции обмоток.
Надежное крепление всех элементов щеточно-коллекторного узла существенно повышает механическую и вибрационную прочность электродвигателя в целом.
В то же время предложенная конструкция электродвигателя облегчает обслуживание щеточно-коллекторного узла и замену, в случае необходимости, узла контактных колец и щеток.
Наличие одной общей коробка выводов обмоток статора и ротора, расположенной на корпусе статора обеспечивает удобство подключения электродвигателя к питающей сети и пускорегулирующим реостатам.
Таким образом, за счет вышеперечисленного срок службы таких асинхронных электродвигателей с фазным ротором повышается в 2-3 раза по сравнению с прототипом.
Асинхронный электродвигатель с фазным ротором состоит из статора в закрытом корпусе 1, внутри которого расположена трехфазная обмотка и размещен фазный ротор 2 на подшипниках 3, установленных на переднем 4 и на заднем 5 подшипниковых щитах.
Подшипник 3 зафиксирован крышкой подшипника 6 для возможности регулирования осевого перемещения ротора 2 относительно статора.
В части вала ротора 2 выполнены обнижения или отверстия для размещения в них выводных проводов 7 обмоток ротора для замыкания электрической цепи через узел контактных колец 8, минуя подшипник 3.
Узел контактных колец 8 размещен на шпоночном пазу конца вала фазного ротора 2 и зафиксирован посредством шпонки 9 стопорным кольцом 10.
На заднем подшипниковом щите 5 параллельно валу ротора 2 жестко закреплен палец 11 для щеткодержателей 12с щетками.
Коммутационные провода 13 щеткодержателей 12 через отверстие 14 в заднем подшипниковом щите 5 заведены в коробку выводов 15, расположенную сверху корпуса статора на одну клеммную колодку 16 статора и ротора.
Щеточно-коллекторный узел защищен кожухом 17, установленным на глубокий посадочный замок 18 на заднем подшипниковом щите 5 и дополнительно закреплен болтами 19 по посадочному замку 18.
Электродвигатель снабжен вентилятором 20, закрепленным на валу ротора шпонкой.
Корпус статора выполнен с горизонтальным оребрением снаружи.
Принцип работы предложенного асинхронного электродвигателя с фазным ротором не отличается от принципа работы обычных электродвигателей с фазным ротором.