×
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 691-700 of 1,427 items.
25.08.2017
№217.015.97be

Помехоустойчивая передача дейтаграмм в сети связи

Изобретение относится к сети связи с множеством сетевых компонентов, которые соединены друг с другом для обмена дейтаграммами, причем сеть связи содержит первую частичную сеть и вторую частичную сеть, и каждый сетевой компонент соединен с обеими частичными сетями. Технический результат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002609074
Дата охранного документа: 30.01.2017
25.08.2017
№217.015.9e53

Принудительное охлаждение турбинных лопаток или лопастей

Турбинный узел содержит в основном полый аэродинамический профиль, по меньшей мере один сегмент стенки, расположенный на стороне полого аэродинамического профиля, ориентированной в основном перпендикулярно направлению размаха полого аэродинамического профиля, и по меньшей мере одно вводное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606004
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.9e97

Пневматический аварийный запорный клапан

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС), предпочтительно железнодорожного подвижного состава. Предложенное устройство (1) для защиты установок имеет потребитель (3), топливный бак (2), который соединен с потребителем (3) топливопроводом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606037
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.9ea0

Устройство регулирования для устранения помех в сети

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройству (1) регулирования для снижения электрических помех в сети (2), которые вызываются колебаниями момента подключенного через инвертор (3) электродвигателя (4). Входной сигнал (8) устройства (1) регулирования содержит информации о токах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606210
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.9eba

Отклоняющая пластина и отклоняющее устройство для отклонения заряженных частиц

Изобретение относится к области ускорительной техники. Отклоняющее устройство (130) для отклонения заряженных частиц выполнено для отклонения движущейся в третьем пространственном направлении (103) заряженной частицы во втором пространственном направлении (102). Отклоняющее устройство (130)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606234
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.9ee1

Распознавание направления неисправности в сетях энергоснабжения среднего напряжения

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение надежности и простоты определения направления неисправности. Согласно способу распознавания направления, в котором возникла неисправность в трехфазной электрической сети (12а) энергоснабжения среднего напряжения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606204
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.9eec

Многослойный материал для радиационной защиты типа сэндвич-структуры

Изобретение относится к многослойному материалу для радиационной защиты типа сэндвич-структуры. Защитный материал содержит слой сцинтилляционного материала, обеспечивающий при поглощении ионизирующего излучения преобразование ионизирующего излучения в множество фотонов сцинтилляции или фотонов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606233
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.9f83

Вч резонатор и ускоритель частиц с вч резонатором

ВЧ резонатор имеет цилиндрическую полость из диэлектрического материала. Полость включает в себя первый цилиндрический участок, второй цилиндрический участок и диэлектрическое кольцо, соединяющее первый участок и второй участок. Внутренняя сторона первого цилиндрического участка имеет первое...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606187
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.9fb0

Изготовление ротора электрической асинхронной машины

Изобретение касается способа изготовления ротора электрической асинхронной машины. Технический результат – упрощение изготовления короткозамкнутых роторов. Способ изготовления ротора электрической асинхронной машины включает изготовление опорного вала (1), снабженного пазами (4) вала. На...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606193
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.9fc4

Высокочастотный резонатор и ускоритель частиц, снабженный высокочастотным резонатором

Высокочастотный резонатор включает в себя цилиндрическую полость из диэлектрического материала. Внутренняя сторона полости имеет электрически проводящее покрытие, которое разделено кольцеобразно проходящим по периметру боковой поверхности полости электрически изолирующим зазором на первое...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606188
Дата охранного документа: 10.01.2017
Showing 691-700 of 943 items.
13.01.2017
№217.015.8907

Механизм блокировки для кнопки включения силового выключателя

Изобретение относится к механизму блокировки для кнопки включения силового выключателя. Механизм блокировки для кнопки (2) включения силового выключателя имеет стопорный элемент (14), установленный на кнопке (2) включения с возможностью поворота, каковой стопорный элемент (14), будучи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602276
Дата охранного документа: 20.11.2016
13.01.2017
№217.015.8915

Улучшение защиты электродвигателя электропривода постоянного тока

Изобретение относится к электрической сети постоянного тока для подводных и надводных транспортных средств, а также морских буровых платформ, содержащей по меньшей мере один расположенный в соответствующей ветви источника источник (12, 13) постоянного тока и по меньшей мере один расположенный в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602271
Дата охранного документа: 20.11.2016
13.01.2017
№217.015.89a1

Способ, управляющее устройство и система хранения природного газа для автоматизированного управления несколькими проточными устройствами

Данное изобретение относится к устройству и способу автоматизированного управления несколькими проточными устройствами (10) для создания общего расхода текучей среды в и/или из хранилища (200), в частности хранилища для природного газа. Управляющее устройство (100) для автоматизированного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602761
Дата охранного документа: 20.11.2016
13.01.2017
№217.015.8aa0

Углубленное расположение топливного инжектора

Изобретение относится к камере сгорания для газовой турбины. Камера сгорания содержит устройство пусковой горелки, топливный инжектор (102) и блок (103) воспламенителя. Устройство пусковой горелки содержит пусковой корпус (100) с пусковой поверхностью (101), которая обращена к внутреннему...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002604230
Дата охранного документа: 10.12.2016
13.01.2017
№217.015.8beb

Реактивный электродвигатель, имеющий ротор повышенной устойчивости

Изобретение касается ротора для реактивного электродвигателя, реактивного электродвигателя, имеющего такой ротор, автомобиля, а также способа изготовления вышеназванного ротора. Технический результат - обеспечение возможности высокого крутящего момента и высокой частоты вращения. Ротор для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002604877
Дата охранного документа: 20.12.2016
13.01.2017
№217.015.8c4e

Электрическая машина с конструкцией с малой массой в магнитно активных частях

Изобретение относится к электрической машине. Технический результат - уменьшение массы активных частей без снижения мощности. Электрическая машина содержит первый магнитный полюс, имеющий систему слоев из магнитно активных слоев с общим объемом V, и второй магнитный полюс. Первый и второй...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002604663
Дата охранного документа: 10.12.2016
13.01.2017
№217.015.8c83

Устройство для ввода hf-мощности в волновод

Устройство (200) для ввода HF-мощности в волновод (100, 110) содержит двухтактный выходной каскад (210) с входом (211, 212) и выходом (213, 214), узел (240) фильтрации, который соединен с выходом (213, 214) двухтактного выходного каскада (210), индуктивную петлю (270), которая соединена с узлом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002604960
Дата охранного документа: 20.12.2016
13.01.2017
№217.015.8ef3

Способ и устройство для отвода легколетучих продуктов деградации из имеющегося в технологическом процессе отделения двуокиси углерода co контура с абсорбирующим веществом

Изобретение относится к способу отвода легколетучих продуктов деградации из имеющегося в технологическом процессе отделения двуокиси углерода контура с абсорбирующим веществом. Способ заключается в том, что направляют адсорбирующее вещество, которым является водный раствор вторичной соли...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605132
Дата охранного документа: 20.12.2016
13.01.2017
№217.015.8f79

Способ передачи информации и устройство для осуществления способа

Изобретение относится к передаче информаций между электродвигателем и блоком управления двигателем. Заявлена группа изобретений, включающая способы передачи информаций между электродвигателем и блоком управления двигателем, а также устройства с блоком управления двигателем для передачи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605155
Дата охранного документа: 20.12.2016
13.01.2017
№217.015.915f

Токоприемник для рельсового транспортного средства

Изобретение относится к токоприёмникам для линий энергоснабжения транспортных средств с электротягой. Токоприемник содержит рычаг (14) токоприемника и изоляционную систему. Изоляционная система включает в себя изолирующие стойки (10) для электроизолирующего крепления рычага (14) токоприемника...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605800
Дата охранного документа: 27.12.2016
+ добавить свой РИД