RU203857U1 - Асинхронная тяговая электрическая машина привода городского электротранспорта - Google Patents
Асинхронная тяговая электрическая машина привода городского электротранспорта Download PDFInfo
- Publication number
- RU203857U1 RU203857U1 RU2020113159U RU2020113159U RU203857U1 RU 203857 U1 RU203857 U1 RU 203857U1 RU 2020113159 U RU2020113159 U RU 2020113159U RU 2020113159 U RU2020113159 U RU 2020113159U RU 203857 U1 RU203857 U1 RU 203857U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- machine
- stator
- electric machine
- winding
- reliability
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
- H02K1/18—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
- H02K1/20—Stationary parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
- H02K9/02—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
- H02K9/04—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
- H02K9/06—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium with fans or impellers driven by the machine shaft
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Motor Or Generator Frames (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к электрическим машинам и может быть использована при производстве тяговых асинхронных электродвигателей для городского транспорта, для привода различных механизмов и аппаратов, для работы в составе станков и иного оборудования.Технический результат - повышение надежности и долговечности. Асинхронная тяговая электрическая машина привода городского электротранспорта состоит из пакета статора с обмоткой, пакета ротора с обмоткой в виде беличьей клетки, подшипниковых щитов, фланцев, вала, вентилятора, имеет пакет статора, выполнен в виде восьмигранника и скреплен сваркой в нескольких точках и по периметру контура листа, а в листах статора выполнены вентиляционные отверстия для обеспечения необходимого теплоотвода, и, как следствие, повышения надежности и ресурса машины. В асинхронной тяговой электрической машине привода городского электротранспорта предусмотрены фланцы, которые обеспечивают крепление и точное базирование подшипниковых щитов и одновременно защиту ее внутренней полости от пыли. При этом статор выполнен эмалированным проводом с двойной изоляцией с дополнительной изоляцией каждого витка, с последующей пропиткой, обеспечивающей прочную фиксацию лобовых частей, в целях повышения ресурса машины и надежности ее работы в эксплуатационных условиях. Обмотка ротора выполнена из медных шин, сваренных и спаянных с короткозамыкающими кольцами, что обеспечивает снижение тепловыделения, и, как следствие, температуры и надежности электрической машины. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Полезная модель относится к электрическим машинам и может быть использовано при производстве тяговых асинхронных электродвигателей для городского транспорта, для привода различных механизмов и аппаратов, для работы в составе станков и иного оборудования.
Известна трехфазная асинхронная электрическая машина в частности двигатель [1] имеющий корпус с ребрами в который устанавливается пакет статора из листов электротехнической стали. Данные электродвигатели, как правило, закрытые со степенью защиты IP44 ГОСТ 17494. Их охлаждение производится потоком воздуха, создаваемым крыльчаткой вентилятора и направляемым вдоль оси по наружной поверхности станины и ребер. Таким образом, охлаждение осуществляется через отдельный (в дополнение к активным материалам) элемент конструкции - корпус.
Недостатками данной конструкции является наличие массивной станины, увеличивающей массу и стоимость электрической машины, а так же недостаточное охлаждение статора состоящего из обмотки и пакета статора ввиду малой площади охлаждения последнего так как его наружная поверхность неразветвленная и представляет собой цилиндр не имеющий обдуваемых проточным воздухом дополнительных поверхностей, а путь прохождения теплового потока проходит не напрямую от поверхности к охлаждающему воздушному потоку, а через дополнительное препятствие - станину, что затрудняет его охлаждение. Известно, что в асинхронных электрических машинах основными источниками тепловыделений являются потери в листах электротехнической стали магнитопровода и в обмотках. При этом срок службы данных машин в значительной мере определяется скоростью старения изоляции обмоток статора которая в свою очередь в значительной степени зависит от температуры. Недостаточное охлаждение статора двигателя [1] ускоряет старение его изоляции, что приводит к снижению надежности и долговечности асинхронной электрической машины.
Известна также конструкция машины в частности асинхронного электродвигателя [2], имеющего литую станину, охватывающую только нижнюю половину сердечника статора и корпус из тонкостенной листовой стали, охватывающий только его верхнюю половину. Благодаря тому, что литая станина, охватывающая нижнюю половину сердечника статора совместно с корпусом из тонкостенной листовой стали имеют массу и трудоемкость изготовления меньше, чем выполняющая аналогичные функции литая станина машины [1], уменьшается масса и себестоимость асинхронной электрической машины. Одновременно за счет охлаждения воздушным потоком непосредственно статора, а не через дополнительный элемент, например, через станину, уменьшается его температура и таким образом повышается надежность и долговечность машины.
Причинами, препятствующими достижению требуемого технического результата, при использовании данного известного двигателя [2] являются недостаточное снижение массы машины ввиду наличия литой массивной станины в нижней половине изделия, что приводит к повышению его массы и себестоимости; недостаточно эффективное охлаждение статора ввиду малой площади охлаждения так как его поверхность цилиндрическая, неразветвленная то есть имеющая минимальную площадь при заданном наружном диаметре, а так же отсутствие защиты от попадания пыли во внутреннюю полость изделия снижают надежность и долговечность машины.
Схожей по совокупности признаков является асинхронная электрическая машина [3], имеющая, так называемую блочную конструкцию с прямоугольной формой внешних очертаний и с литой коробчатой станиной, охватывающей сердечник статора, не по всей окружности или полуокружности, а только в нижней части и прямоугольного кожуха из тонкостенной листовой стали.
Недостатком известного устройства является то, что в ее состав входит литая массивная коробчатая станина, хотя и меньшая по массе чем аналог (2), но тем не менее приводящая к повышенной массе и себестоимости изделия, а так же малая площадь охлаждения статора ввиду его цилиндрической неразветвленной наружной поверхности, что приводит к повышенному нагреву изоляции обмотки и снижению надежности и долговечности машины, отсутствует защита от попадания пыли во внутреннюю полость машины, что так же уменьшает ее надежность и долговечность.
Наиболее близкой машиной того же назначения является асинхронная электрическая машина [4], принятая за прототип, не имеющая корпуса, что снижает трудоемкость изготовления и, как следствие, стоимость изделия. Представленная конструкция имеет статор из листов электротехнической стали в форме восьмигранника, с профильными металлическими уголками, приваренными к собранному статору, и удерживающими пакет в собранном состоянии. Во избежание ускоренного старения изоляции обмотки статора между первым и вторым витком катушек уложена дополнительная изоляция, что позволяет избежать отрицательных воздействий [5] перенапряжений вследствие волновых процессов в первом витке катушки при питании от частотного преобразователя с широтно-импульсной модуляцией [6, 7]. Ротор выполнен шихтованным из листов электротехнической стали. На дне каждого паза выполнены прорези для исключения возможности образования воздушных раковин в теле залитых стержней.
К недостаткам данной конструкции можно отнести крепление пакета статора только в восьми точках сварки металлического уголка и собранного пакета, что может привести к повышенному шуму двигателя вследствие магнитострикции и выходу из строя при воздействии вибраций и ударов на объекте. Укладка дополнительной изоляции между первым и вторым витками не может обеспечить достаточного механического крепления лобовой части, предохраняющего обмотку от воздействий вибраций на объекте. Сопротивление алюминиевой обмотки на роторе выше сопротивления медной обмотки, что в свою очередь приводит к большему тепловыделению в роторе, в сравнении с медной обмоткой. Четыре профильных стандартных уголка не только выполняют функцию каркаса изделия, но и служат для создания четырех полостей-воздуховодов для протекания охлаждающего воздуха. Поверхность контакта охлаждающего агента с пакетом статора выполнена по четырем коротким граням восьмигранника, что не обеспечивает достаточного охлаждения, что в совокупности с вышеперечисленным приводит к уменьшению надежности и долговечности двигателя.
Технический результат - повышение надежности и долговечности.
Технический результат достигается тем, что асинхронная тяговая электрическая машина привода городского электротранспорта, состоящая из пакета статора с обмоткой, пакета ротора с обмоткой в виде беличьей клетки, подшипниковых щитов, фланцев, вала, вентилятора, имеет пакет статора выполнен в виде восьмигранника и скреплен сваркой в нескольких точках и по периметру контура листа, а в листах статора выполнены вентиляционные отверстия для обеспечения необходимого теплоотвода, и, как следствие, повышения надежности и ресурса машины. В асинхронной тяговой электрической машины привода городского электротранспорта предусмотрены фланцы, которые обеспечивают крепление и точное базирование подшипниковых щитов и одновременно защиту ее внутренней полости от пыли. При этом статор выполнен эмалированным проводом с двойной изоляцией с дополнительной изоляцией каждого витка, с последующей пропиткой, обеспечивающей прочную фиксацию лобовых частей, в целях повышения ресурса машины и надежности ее работы в эксплуатационных условиях, а так же обмотка ротора выполнена из медных шин, сваренных и спаянных с короткозамыкающими кольцами, что обеспечивает снижение тепловыделения, как следствие, температуры и надежности электрической машины.
Заявляемая асинхронная тяговая электрическая машина привода городского электротранспорта обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него конструктивным исполнением крепления пакета статора и системы охлаждения, выполненной в виде вентиляционных отверстий в листах пакета статора. Указанное конструктивное улучшение позволяет повысить механическую прочность изделия и эффективность системы охлаждения и, как следствие, обеспечить в совокупности достижение заданного результата.
Заявляемая полезная модель может найти широкое применение в городском электротранспорте, для привода различных механизмов и аппаратов, для работы в составе станков и иного оборудования, и потому соответствует критерию «промышленная применяемость».
Полезная модель иллюстрируется
Фиг. 1 - Продольный разрез асинхронной тяговой электрической машины привода городского электротранспорта.
Фиг. 2 - Поперечный разрез асинхронной тяговой электрической машины привода городского электротранспорта.
Для достижения поставленной задачи предложена бескорпусная конструкция асинхронной тяговой электрической машины привода городского электротранспорта (Фиг. 1, Фиг. 2) в которой пакет статора 1 выполнен в виде восьмигранника и скреплен в нескольких точках и по периметру контура листа статора сваркой, с укладкой в углубление для сварки металлического прутка 2 по большим сторонам восьмигранника и стальных листов 3, 4, 5, 6 по меньшим сторонам с последующей приваркой их по замкнутому контуру. Со стороны всасывания воздуха предусмотрен алюминиевый фланец 7, для обеспечения снижения массы, и с противоположной стороны стальной фланец 8, которые кроме основной функции - быть базой для крепления и точного позиционирования (соосность, осевой размер) щитов машины выполняют дополнительную функцию, а именно защищают внутреннюю полость изделия от попадания пыли. Охлаждающий воздух втягивается через решетку 9, выбрасывается крыльчаткой 10 под углом к оси вала для обеспечения наименьшего аэродинамического сопротивления входа охлаждающего воздуха в полости вентиляционных каналов с большей поверхностью охлаждения (в сравнении с прототипом) конфигурации (фиг. 2), выполненных в листах пакета статора, далее выбрасывается из вентиляционных каналов в окружающую среду. В роторе 11 обмотка выполнена из медных стержней стандартного профиля, приваренных (или припаянных) к коротко замыкающим кольцам 12. В подшипниковых узлах применены стандартные сферические подшипники 13 и 14, позволяющие увеличить максимальный ресурс этих узлов двигателя. При этом удается избежать массивной станины в том или ином виде имеющей у аналогов и прототипа.
Асинхронный тяговый двигатель привода городского электротранспорта работает следующим образом. При подаче напряжения на обмотку статора 1 (собранного из листов электротехнической стали и скрепленный сваркой прутками 2 и пластинами 3, 4, 5, 6) от источника питания переменного напряжения, ротор 11 приводится во вращение путем взаимодействия магнитных полей токов обмотки статора 1 и ротора 11. Ток ротора 11 протекает по медным стержням, уложенным в пазы и короткозамыкающим кольцам 12. Свободное вращение ротора 11 относительно статора 1 обеспечивается подшипниками 13 и 14, установленных во фланцах 8 и 7, соответственно. При вращении крыльчатки 10, установленной на роторе 11 происходит втягивание охлаждающего воздуха в полость фланца 7 через решетку 9 за счет создаваемого крыльчаткой 10 разряжения. Далее охлаждающий воздух проходит из полости фланца 7 в полость вентиляционных каналов, выполненных в листах пакета статора 1, обеспечивающими охлаждение, и выбрасывается через аналогичные отверстия во фланце 8.
Список используемой литературы
1. Гольдберг О.Д., Гурин Я.С., Свириденко И.С. Проектирование электрических машин. М.: Высшая школа, 1984. С. 41, 55.
2. Копылов И.П. Проектирование электрических машин. М.: Энергия, 1980. С. 159-160.
3. Гурин Я.С., Кузнецов Б.И. Проектирование серий электрических машин. М.: Энергия, 1978. С. 63-65.
4. Каледин А.А., Федяков Ю.В., Пахомов Д.М., Попов С.В., Семенов О.С. 19 RU 119477713 U1 кл. Н02К 17/00, Н02К 1/06, Н02К 1/20 Бюл. №15 от 27.05.2010
5. Макаров Л.Н., Ястреба СВ. Особенности работы асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в системе частотного регулирования. Электротехника, 2007. №11. С. 16, 17.
6. Андрианов М.В., Малышев Э.Е., Родионов Р.В. Экспериментальные исследования частотно-регулируемых асинхронных двигателей для атомных станций в специальных режимах работы. Электротехника, 2005. №5. С. 39.
7. Беспалов В.Я., Зверев К.Н. Импульсные перенапряжения в обмотках асинхронных двигателей при питании от ШИМпреобразователя. Электротехника, 1999. №9. С. 58.
Claims (4)
1. Асинхронная электрическая машина, состоящая из пакета ротора с обмоткой в виде беличьей клетки, подшипниковых щитов, фланцев, вала, вентилятора, пакета статора, выполненного в виде восьмигранника, отличающаяся тем, что листы, скрепленные сваркой в нескольких точках и по периметру контура, выполнены с вентиляционными отверстиями.
2. Асинхронная электрическая машина по п. 1, отличающаяся тем, что в ней предусмотрены фланцы, которые обеспечивают крепление и точное базирование подшипниковых щитов.
3. Асинхронная электрическая машина по п. 1, отличающаяся тем, что обмотка статора выполнена эмалированным проводом с двойной изоляцией с дополнительной изоляцией каждого витка.
4. Асинхронная электрическая машина по п. 1, отличающаяся тем, что обмотка ротора выполнена из медных шин, спаянных с короткозамыкающими кольцами.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020113159U RU203857U1 (ru) | 2020-03-27 | 2020-03-27 | Асинхронная тяговая электрическая машина привода городского электротранспорта |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020113159U RU203857U1 (ru) | 2020-03-27 | 2020-03-27 | Асинхронная тяговая электрическая машина привода городского электротранспорта |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU203857U1 true RU203857U1 (ru) | 2021-04-23 |
Family
ID=75587940
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020113159U RU203857U1 (ru) | 2020-03-27 | 2020-03-27 | Асинхронная тяговая электрическая машина привода городского электротранспорта |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU203857U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU212959U1 (ru) * | 2021-09-01 | 2022-08-15 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Электромашина" | Асинхронная тяговая электрическая машина привода городского электротранспорта |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1723628A1 (ru) * | 1989-03-13 | 1992-03-30 | А.В.Сорокин | Статор электродвигател |
DE19742255C1 (de) * | 1997-09-25 | 1998-11-26 | System Antriebstechnik Dresden | Gehäuselose Drehstrommaschine mit achsparallelen Kühlmittelrohren im Ständerblechpaket |
RU2148885C1 (ru) * | 1996-11-05 | 2000-05-10 | Одесский государственный политехнический университет | Электрическая машина |
RU94777U1 (ru) * | 2008-08-25 | 2010-05-27 | ОАО "Псковский электромашиностроительный завод" | Асинхронная электрическая машина |
RU2687560C1 (ru) * | 2018-07-04 | 2019-05-15 | Владимир Андреевич Коровин | Электрическая машина с жидкостным охлаждением статора |
-
2020
- 2020-03-27 RU RU2020113159U patent/RU203857U1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1723628A1 (ru) * | 1989-03-13 | 1992-03-30 | А.В.Сорокин | Статор электродвигател |
RU2148885C1 (ru) * | 1996-11-05 | 2000-05-10 | Одесский государственный политехнический университет | Электрическая машина |
DE19742255C1 (de) * | 1997-09-25 | 1998-11-26 | System Antriebstechnik Dresden | Gehäuselose Drehstrommaschine mit achsparallelen Kühlmittelrohren im Ständerblechpaket |
RU94777U1 (ru) * | 2008-08-25 | 2010-05-27 | ОАО "Псковский электромашиностроительный завод" | Асинхронная электрическая машина |
RU2687560C1 (ru) * | 2018-07-04 | 2019-05-15 | Владимир Андреевич Коровин | Электрическая машина с жидкостным охлаждением статора |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU212959U1 (ru) * | 2021-09-01 | 2022-08-15 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Электромашина" | Асинхронная тяговая электрическая машина привода городского электротранспорта |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5334898A (en) | Polyphase brushless DC and AC synchronous machines | |
JP4558008B2 (ja) | 回転電機 | |
US2406704A (en) | Multiphase alternating current transformer | |
US20180100517A1 (en) | Centrifugal blower and vacuum cleaner | |
KR102245000B1 (ko) | 자속 기계 | |
JPS63140647A (ja) | 全磁束可逆可変リラクタンスブラシレス装置 | |
JP2007181305A (ja) | 永久磁石式同期電動機及びこれを用いた圧縮機 | |
JP2011217517A (ja) | 永久磁石モータ | |
JPH08182282A (ja) | 車両用永久磁石励磁同期電動機 | |
US3231176A (en) | Centrifugal blower assembly with combined rotor and blower wheel | |
Bentouati et al. | Permanent magnet brushless DC motors for consumer products | |
RU203857U1 (ru) | Асинхронная тяговая электрическая машина привода городского электротранспорта | |
JP2005117771A (ja) | 永久磁石式同期電動機及びこれを用いた圧縮機 | |
JP2015198527A (ja) | 回転電機 | |
JP2016208790A (ja) | モータおよび遠心送風機 | |
JP2015512241A (ja) | 電気機械 | |
RU94777U1 (ru) | Асинхронная электрическая машина | |
TWI678053B (zh) | 無槽式電動機、以及使用其之電動送風機或電動吸塵器 | |
WO2013048600A1 (en) | Stator for electric machine | |
Dessouky et al. | Cooling enhancement of electric motors | |
CN110391723B (zh) | 24槽10极轴向磁通电机及电动车辆 | |
CN210092988U (zh) | 一种优化散热型表贴式永磁电机转子及电机 | |
CN109217531A (zh) | 一种辅助启动电机端盖 | |
JP5312518B2 (ja) | 電動機および空調機 | |
RU2105405C1 (ru) | Одноименнополюсный индукторный генератор с встроенным силовым выпрямителем |