×
17.02.2018
218.016.2d8d

Результат интеллектуальной деятельности: РОТОР ДЛЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002643529
Дата охранного документа
02.02.2018
Аннотация: Изобретение относится к области электротехники, в частности к ротору электродвигателя. Технический результат – повышение максимальной частоты вращения и мощности электродвигателя. Ротор (1) для электродвигателя включает в себя расположенный на валу (4) пакет (2) из некоторого количества изолированных друг от друга листов (10, 16). При этом в осевой краевой зоне пакета (2) в определенном количестве листов (16) выполнены высечки (18), расположенные таким образом, что они образуют огибающую вал (4) полость (22). Пакет (2) ротора состоит из железа. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к ротору для электродвигателя, включающему в себя расположенный на валу пакет из некоторого числа изолированных друг от друга листов, причем в осевой краевой зоне пакета в определенном количестве листов выполнены высечки, расположенные таким образом, что они образуют огибающую вал полость.

Электродвигатели служат для вырабатывания механической, обычно вращательной, энергии из электричества. В них сила, оказываемая магнитным полем на проводник катушки, через который течет ток, преобразуется в движение. Они включают в себя для этого неподвижный статор и вращающийся в нем, установленный в соответствующих подшипниках ротор. При этом наиболее используемым в настоящее время электродвигателем является асинхронный двигатель.

Существуют два вида роторов асинхронных двигателей. У двигателя с фазным ротором последний содержит катушки (проволочные обмотки), концы которых посредством контактных колец выведены из двигателя. Во время пуска они соединяются пусковыми резисторами и по мере возрастания частоты вращения постепенно замыкаются накоротко.

Двигатель с короткозамкнутым ротором, напротив, имеет существенно более простую конструкцию. Ротор состоит из пакета листов, в который помещены ориентированные, в основном аксиально, металлические стержни из цветных металлов. Пакет состоит из большого числа изолированных друг от друга по отдельности листов, в которых для размещения металлических стержней выполнены пазы. Металлические стержни снабжены на обоих осевых концах огибающими короткозамыкающими кольцами.

Максимально допустимая частота вращения таких двигателей с короткозамкнутым ротором определяется сегодня механической нагружаемостью короткозамыкающих колец. Поэтому для дальнейшего повышения частоты вращения конструкторы стремятся повысить механическую нагружаемость короткозамыкающих колец. Для этого предусматривалось, например, опорное кольцо (армирующее кольцо), которое, будучи надето на осевые концы пакета листов, проходит до вала и полностью охватывает короткозамыкающее кольцо. Однако недостатком этого решения является относительно сложная заливка отверждающегося, прочного на сжатие материала, чтобы обеспечить надежное функционирование опорного кольца.

В качестве альтернативы опорные или армирующие кольца могут заливаться непосредственно. Это решение имеет тот недостаток, что армирующие кольца приходится весьма трудоемким образом помещать в пресс-форму. Из-за этого форма становится очень сложной.

Кроме того, известны еще так называемые колпачковые кольца. Это втулки из амагнитного материала, которые в горячем состоянии насаживаются на короткозамыкающие кольца. Для надежной посадки втулки на роторе она должна частью своей длины опираться также на пакет листов. Однако эта часть пакета после этого больше не способствует образованию электромагнитного крутящего момента. Это является значительным недостатком в отношении мощности двигателя.

Из JP S61-185047 известно, что в осевой краевой зоне пакета расположены немагнитные стальные пластины таким образом, что они образуют огибающую вал полость.

Другие короткозамкнутые роторы известны из US 2011/291517 А и US 2944171 А1.

Задача изобретения заключается в создании ротора для электродвигателя описанного выше рода, который обеспечивал бы особенно высокие максимальные частоту вращения и мощность электродвигателя при особенно низких издержках производства.

Эта задача решается в соответствии с формулой изобретения.

При этом изобретение исходит из того факта, что технически особенно простой стабилизации короткозамыкающего кольца можно достичь за счет того, что оно окружается и удерживается самими листами ротора. Последние опираются на вал и могут за счет этого образовать стабильный каркас для соответствующего короткозамыкающего кольца. Для этого в пакете на осевом краю необходимо выполнить огибающую полость, в которой может быть размещено короткозамыкающее кольцо. Поскольку эта полость в отношении своей ширины должна включать в себя несколько листов, она образуется за счет выполнения, например пробивания, соответствующих высечек в листах. За счет соответствующего выбора формы высечек и расположения соседних листов по отношению друг к другу можно образовать соответствующую огибающую полость.

В одном предпочтительном варианте соответствующая высечка проходит в направлении периферии и ограничена радиальными перемычками. За счет этого на каждую высечку уже возникает по меньшей мере частично огибающая полость, которая прерывается лишь радиальными перемычками для стабилизации листа.

Чтобы несмотря на эти прерывания получить сплошную полость, предпочтительным образом соответствующие радиальные перемычки двух листов расположены со смещением по отношению друг к другу в направлении периферии. Благодаря этому прерывания полости за счет перемычек одного листа компенсируются одной сплошной высечкой расположенного рядом с перемычкой соседнего листа. Таким образом, полость зигзагообразно извивается через листы, в результате чего она, несмотря на соответствующие стабилизирующие перемычки, выполнена непрерывно огибающей.

В одном особенно предпочтительном варианте высечки выполнены в соответствующем листе радиально-симметричными. Другими словами, соответствующий лист выполнен так, что он при вращении на определенный угол вокруг образованной валом ротора средней оси снова совпадает сам с собой. Это значительно упрощает процесс изготовления, например путем штамповки.

При этом далее предпочтительным образом высечки выполнены в листах конгруэнтно, т.е. все листы имеют идентичные высечки и расположены лишь со смещением по отношению друг к другу в направлении периферии. За счет этого следует вырубать лишь одну-единственную форму, что дополнительно упрощает процесс изготовления.

Еще одно упрощение изготовления достигается за счет того, что предпочтительным образом одна часть общего числа листов смещена в направлении периферии по отношению к другой части, в основном на 180°, деленных на порядок радиальной симметрии. Другими словами, радиальные перемычки одной части листов расположены посередине высечек другой части. В результате возникает легко изготавливаемая правильная форма огибающей полости по типу огибающего прямоугольного сигнала.

Предпочтительным образом в полости расположено огибающее электропроводящее короткозамыкающее кольцо.

В способе изготовления описанного ротора предпочтительным образом листы вырубаются из непрерывной полосы и укладываются друг на друга в виде пакета, т.е. ротор изготавливается посредством так называемой техники штамповочного пакетирования. При этом листы вырубаются из полосы и на последней операции укладываются друг на друга на рабочей плите. Описанные выше формы высечек и их расположение можно реализовать посредством штамповочного пакетирования особенно просто, поскольку, с одной стороны, можно особенно просто выполнить одинаковые высечки, а, с другой стороны, ориентации в направлении периферии можно достичь за счет соответствующего поворота рабочей плиты или поворота на пакетирующей станции.

В другом предпочтительном варианте способа короткозамыкающее кольцо помещается в полость литьем под давлением. Короткозамыкающее кольцо изготовлено обычно из меди или алюминия, которая/который хорошо подходит для литья под давлением. Образованная высечками полость образует литьевую форму, а короткозамыкающее кольцо помещается в листы с точной посадкой. Это может осуществляться за одну операцию вместе с помещением осевых металлических стержней, которые образуют беличью клетку. За счет этого дополнительно упрощается изготовление.

Электродвигатель включает в себя предпочтительным образом описанный выше или изготовленный описанным выше способом ротор. Такой электродвигатель имеет, несмотря на простоту изготовления, особенно высокую максимальную частоту вращения.

Достигаемые изобретением преимущества заключаются, в частности, в том, что за счет помещения короткозамыкающего кольца непосредственно в огибающую полость в пакете листов ротора электродвигателя достигается стабилизация короткозамыкающего кольца технически особенно простым образом и за счет этого повышается максимальная частота вращения. Благодаря использованию техники штамповочного пакетирования это преимущество достигается с особенно малыми затратами.

Пример осуществления изобретения более подробно поясняется с помощью чертежей, на которых изображают:

- фиг.1: частичный продольный разрез ротора для электродвигателя в конструкции с короткозамкнутым ротором;

- фиг.2: лист ротора;

- фиг.3: концевой лист ротора;

- фиг.4: вид сверху на составленный из листов и концевых листов ротор без помещенной беличьей клетки;

- фиг.5: увеличенный вид сверху на фиг.4;

- фиг.6: вид сверху на ротор после помещения беличьей клетки.

Одинаковые детали обозначены на всех чертежах одинаковыми ссылочными позициями.

На фиг.1 изображен ротор 1 для электродвигателя. Он выполнен в виде короткозамкнутого ротора и содержит вместо намотанной из проволоки, питаемой через контактные кольца катушки, как в двигателе с фазным ротором, постоянно короткозамкнутую в пакете 2 листов клетку. Ротор 1 включает в себя расположенный на валу 4 пакет 2 листов железа, в который помещены металлические стержни 6 из цветных металлов, например меди или алюминия. Металлические стержни 6 проходят, в основном, в осевом направлении, однако немного наклонены к нему в направлении периферии. Они соединены на осевых концах пакета 2 огибающими короткозамыкающими кольцами 8.

Пакет 2 состоит из отдельных изолированных друг от друга листов, в которых вырублены высечки для размещения металлических стержней 6. Это более подробно показано на фиг.2 и 3. Листы изготавливаются способом штамповочного пакетирования. При этом способе полоса последовательно проходит через различные штампы, в результате чего непрерывно вырубаются структуры и, наконец, внешняя форма самого диска. Возникающие таким образом листы объединяются в пакет за счет того, что они после окончательной вырубки падают на рабочую плиту или пакетирующую станцию и соединяются.

Металлические стержни 6 заливаются в высечки пакета 2 (пазы или отверстия) литьем под давлением. Они состоят из алюминия или меди. В короткозамкнутых роторах число пазов или отверстий и тем самым число металлических стержней 6 отличается от числа пазов статора (не показан), оно может быть либо больше, либо меньше. Как правило, короткозамкнутый ротор имеет меньшее число пазов, чем статор. Во-первых, разное число пазов служит мерой преодоления минимального пускового момента в седловине. Кроме того, выполненные таким образом роторы могут использоваться для двигателей с разным числом пар полюсов.

Принцип действия короткозамкнутого ротора кратко поясняется ниже. За счет магнитного вращающегося поля статорных катушек в металлической клетке, т.е. в металлических стержнях 6 и короткозамыкающих кольцах 8, в роторе наводится напряжение. Вследствие короткозамкнутых между собой металлических стержней 6 в них текут соответствующие токи ротора, вырабатывающие собственное магнитное поле. Связь вращающегося поля статора с полем ротора клетки вызывает вращательное движение ротора 1. При возрастании частоты вращения падает как наведенное в роторе напряжение, так и ток ротора. Кроме того, уменьшается реактивное сопротивление ротора, вследствие чего уменьшается фазовый сдвиг между напряжением и током ротора.

Максимальная частота вращения ограничивается, как правило, механической стабильностью огибающих короткозамыкающих колец 8. Поэтому в данном примере короткозамыкающее кольцо интегрировано в пакет 2 особым образом. Пакет 2 состоит в средней части из обычных круглых листов 10 ротора, как это показано на фиг.2 при осевом виде сверху. Лист 10 круглый и имеет в центре отверстие 12 для вала 4. Вдоль периферии выполнены одинаковой формы отверстия 14 таким образом, что возникает множественная радиальная симметрия. Кроме того, они расположены зеркально-симметрично оси, проходящей через центр вала 4 в радиальном направлении.

Расположение металлических стержней 6 слегка наискось достигается за счет того, что листы 10 ротора расположены в направлении периферии вдоль вала 4 непрерывно слегка со смещением по отношению друг к другу.

Листы пакета 2, расположенные в обоих осевых концевых зонах ротора 1, замыкая их, выполнены, напротив, иначе. Такой концевой лист 16 изображен на фиг.3. Он имеет такую же периферию, что и лист 10 ротора, и такое же отверстие 12 в центре для прохождения вала 4.

Вместо небольших отверстий 14 каждый концевой лист 16 имеет высечки 18, проходящие в направлении периферии. Их длина рассчитана так, что они по сравнению с листами 10 ротора охватывают примерно три их отверстия 14. Высечки выполнены так, что возникает радиальная симметрия, которая, однако, лишь восьмерная, т.е. вращение на одну восьмую всей окружности приводит к совпадению концевого листа 16 с самим собой. Кроме того, концевые листы 16 также зеркально-симметричны оси, проходящей через центр вала 4 в радиальном направлении. Между высечками 18 остаются радиальные перемычки 20. Как отверстия 14 листов 10 ротора, так и высечки 18 концевых листов 16 ограничены в радиальном направлении определенными внутренним и наружным радиусами.

Устройство и изготовление ротора 1 поясняются далее на фиг.4-6. Прежде всего, листы штампуются, как показано на фиг.2 и 3, и объединяются в пакет 2, надеваемый на вал 4 (фиг.4). Пакет 2 состоит в центре из листов 10 ротора, которые, как уже сказано, непрерывно смещены по отношению друг к другу в направлении периферии, образуя слегка наклоненный проход.

Концевые листы 16, напротив, образующие с обеих сторон осевое замыкание пакета 2, расположены так, что они образуют огибающую вал 4 полость 22. Это показано на фиг.5 в увеличенном виде. Для этого к листам 10 ротора сначала примыкает первая часть 24 концевых листов 16, которые расположены друг на друге, совпадая. К ней примыкает вторая часть 26 концевых листов 16, которые также расположены друг на друге, совпадая, однако по сравнению с первой частью 24 смещены в направлении периферии на одну шестнадцатую, т.е. ровно на половину порядка радиальной симметрии. Расположение всех листов происходит описанным образом способом штамповочного пакетирования.

В результате возникает сквозная в направлении периферии полость 22, которая, если смотреть в направлении периферии, имеет слева и справа попеременно перемычки 20. В эту полость 22 помещается короткозамыкающее кольцо 8 (фиг.6). Соответственно число концевых листов 16 рассчитано так, что их толщина соответствует рассчитанной для ротора 1 толщине обычного короткозамыкающего кольца 8.

На фиг.6 изображен готовый ротор 1. Полость 22 и проходы, образованные отверстиями 14 в листах 10 ротора, заполняются литьем под давлением алюминием, медью или другими цветными металлами. В результате возникает беличья клетка.

Форма для литья под давлением замыкает при этом осевые концы ротора 1 и снабжена выемками, которые совпадают с перемычками 20 внешней части 26 концевых листов 16. В результате при литье под давлением образуются выступы 28, которые лежат над перемычками 20 и заботятся о том, чтобы аксиально присоединенным был также последний концевой лист 16. Выступы 28 изображены в разрезе также на фиг.1.


РОТОР ДЛЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
РОТОР ДЛЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
РОТОР ДЛЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
РОТОР ДЛЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 611-620 of 1,427 items.
12.01.2017
№217.015.5ce0

Сплав, защитное покрытие и конструктивный элемент

Изобретение относится к области металлургии, а именно к сплавам для защитных покрытий для защиты конструктивного элемента от коррозии и/или окисления. Сплав на основе никеля для защиты конструктивного элемента газовой турбины от коррозии и/или окисления при высоких температурах содержит, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002591096
Дата охранного документа: 10.07.2016
12.01.2017
№217.015.5d1d

Водослив для санитарной системы рельсового транспортного средства

Изобретение относится к санитарно-техническому оборудованию рельсовых транспортных средств. Водослив для санитарной системы рельсового транспортного средства включает водосливную трубу (1) и обогревательное устройство (6) для защиты водосливной трубы (1) от замерзания. Обогревательное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002591104
Дата охранного документа: 10.07.2016
12.01.2017
№217.015.5da3

Устройство облучения и способ облучения для ввода дозы в целевой объем

Изобретение относится к устройству облучения для ввода распределения дозы в подлежащем облучению целевом объеме, а также к способу облучения, соответствующему устройству облучения. Заявленное устройство (11) содержит ускорительное устройство (27) для предоставления пучка (15) частиц для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002590892
Дата охранного документа: 10.07.2016
12.01.2017
№217.015.5f97

Способ изготовления электроизоляционного материала, электроизоляционный материал, а также электрическая машина

Изобретение относится к способу изготовления электроизоляционного материала. Способ изготовления электроизоляционного материала (5, 6, 7) включает стадии изготовления жидкокристаллического полимера; формирования из жидкокристаллического полимера изоляционной пленки так, что в изоляционной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002590896
Дата охранного документа: 10.07.2016
12.01.2017
№217.015.5fc2

Приводная система для шаровой мельницы и способ эксплуатации шаровой мельницы

Изобретение относится к шаровой мельнице, в частности к ее приводной системе, и способу эксплуатации шаровой мельницы. Приводная система для шаровой мельницы содержит переключательный элемент и управляющий оценочный блок, распознающий налипание в барабане шаровой мельницы и управляющий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002590831
Дата охранного документа: 10.07.2016
12.01.2017
№217.015.6327

Способ работы сети управления и сеть управления

Группа изобретений относится к работе сети управления. Технический результат - повышение безопасности и эксплуатационной надежности сети управления. Для этого предложен способ работы сети управления с единственным соединением между первым управляющим компьютером и вторым резервным управляющим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002589390
Дата охранного документа: 10.07.2016
12.01.2017
№217.015.6351

Способ управления процессом охлаждения компонентов турбины

Изобретение относится к энергетике. Способ управления процессом охлаждения компонентов турбины, при котором во время фазы туманного охлаждения для охлаждения компонентов турбины используется разбавленный водяным туманом воздушный поток. В частности, фазе туманного охлаждения предшествует фаза...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002589419
Дата охранного документа: 10.07.2016
12.01.2017
№217.015.636d

Многофазный расходомер

Изобретение относится к многофазному рентгеновскому расходомеру. Расходомер содержит первое детекторное средство для измерения объемного расхода многофазной текучей среды внутри секции трубы и второе детекторное средство для определения поглощения рентгеновского или гамма-излучения текучей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002589354
Дата охранного документа: 10.07.2016
12.01.2017
№217.015.638e

Устройство и способ для добычи на месте залегания (in-situ) битума или тяжелой фракции нефти

Группа изобретений относится к способу и устройству для добычи углеводородсодержащего вещества из резервуара. Способ для добычи углеводородсодержащего вещества, в частности битума или тяжелой фракции нефти, из резервуара, причем резервуар нагружается тепловой энергией для снижения вязкости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002589011
Дата охранного документа: 10.07.2016
12.01.2017
№217.015.640c

Система уплотнения вала

Изобретение относится к устройству (DGSM) для уплотнения (SHS) вала турбомашины (CO), причем устройство (DGSM) для уплотнения вала с одного конца оси имеет сторону (HPS) высокого давления, а с другого конце оси - сторону низкого давления (LPS), содержащему роторную часть (RS), вращающуюся при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002589417
Дата охранного документа: 10.07.2016
Showing 611-620 of 943 items.
10.06.2016
№216.015.4a63

Турбинный узел, соответствующая трубка соударительного охлаждения и газотурбинный двигатель

Турбинный узел содержит полую аэродинамическую часть, имеющую по меньшей мере одну полость с по меньшей мере одной трубкой соударительного охлаждения, предназначенную для введения внутрь полости полой аэродинамической части и используемую для соударительного охлаждения, по меньшей мере,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002587032
Дата охранного документа: 10.06.2016
20.08.2016
№216.015.4b08

Высокочастотное энергоснабжение нагрузки без согласования импедансов

Устройство энергоснабжения для нагрузки (1) имеет источник (2) постоянного напряжения, некоторое число ступеней (3) переключения и управляющее устройство (4). Ступени (3) переключения соединены с источником (2) постоянного напряжения, нагрузкой (1) и управляющим устройством (4), так что...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002594748
Дата охранного документа: 20.08.2016
27.08.2016
№216.015.4d68

Способ переключения в компоновке силовых переключателей и компоновка из множества силовых переключателей

Группа изобретений относится к переключающим устройствам. Технический результат - создание средств переключения, обеспечивающих то, что отдельные ветви оборудования распределения энергии надежно подключаются или отключаются. Для этого предложен способ переключения в компоновке силовых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595600
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.4dea

Система рециркуляции воздуха оболочки камер сгорания в газотурбинном двигателе

Газотурбинный двигатель, имеющий продольную ось, определяющую аксиальное направление двигателя, содержит компрессорную секцию, секцию сжигания, содержащую множество устройств для сжигания, турбинную секцию, кожух и систему рециркуляции воздуха оболочки. Кожух имеет часть, расположенную вокруг...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595465
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.4dfd

Устройство сгорания с импульсным разделением топлива

Дано описание управляющего блока устройства сгорания и устройства сгорания, например, газовой турбины, который на основе по меньшей мере одного рабочего параметра определяет, находится ли устройство сгорания в заданной рабочей фазе. В ответ на это генерируется управляющий сигнал,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595292
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.50ae

Способ и устройство для сжатия данных, представляющих зависящий от времени сигнал

Группа изобретений относится к области обработки сигналов и может быть использована для сжатия данных D(nT), представляющих зависящий от времени сигнал A(t), содержащий зависящие от времени частичные сигналы Aj(t). Техническим результатом является уменьшение объема памяти для хранения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595929
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.5134

Способ контроля контакта рельса с колесом

Изобретение относится к способу контроля контакта между колесом и рельсом железнодорожного транспортного средства. Способ контроля контакта между колесом и рельсом железнодорожного транспортного средства содержит этапы: записи вертикального и/или бокового ускорения по меньшей мере одного колеса...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596048
Дата охранного документа: 27.08.2016
10.08.2016
№216.015.52e6

Рельсовое транспортное средство, снабженное перегородкой

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам. Рельсовое транспортное средство снабжено перегородкой (1), проходящей в поперечном направлении рельсового транспортного средства, соединенной по меньшей мере с одной боковой стенкой (2) рельсового транспортного средства. Соединение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002594045
Дата охранного документа: 10.08.2016
10.08.2016
№216.015.5361

Способ регулирования расхода охлаждающего средства внутри активно охлаждаемых конструктивных элементов и конструктивный элемент

Изобретение относится к способу алитирования внутренней поверхности канала (10) полого конструктивного элемента (1, 120, 130) гидравлической машины и к полому конструктивному элементу (1, 120, 130) гидравлической машины. Осуществляют нанесение покрытия диффузионным алитированием по меньшей мере...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002593798
Дата охранного документа: 10.08.2016
10.08.2016
№216.015.5373

Противопожарное устройство

Изобретение относится к противопожарному устройству для кабельного ввода (22), через который проходит кабельный блок (16) из пожароопасного пространства (12) в подлежащее защите от пожара пространство (14), содержащему противопожарное средство (32), которое предусмотрено для защиты от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002593828
Дата охранного документа: 10.08.2016
+ добавить свой РИД