RU2719602C1

RU2719602C1 - Short-circuited rotor of asynchronous motor

Info

Publication number: RU2719602C1
Application number: RU2019140982A
Authority: RU
Inventors: Павел Николаевич Калачиков; Константин Викторович Корнеев; Михаил Михайлович Талицкий
Priority date: 2019-12-10
Filing date: 2019-12-10
Publication date: 2020-04-21

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to electric machine engineering, namely to design of asynchronous electric motors with squirrel-cage rotor and can be used in electric drives of various purpose at rotation speed up to 8,000 rpm. Asynchronous motor short-circuited rotor contains ferromagnetic core, in slots of which there are rods 2 of winding, which have cross-section shape, tapering to rotor axis. Ends of rods are pressed by binding rings 4 in open radial slots made in short-circuiting rings 3. Rods and short-circuiting rings are pressed from the ends by resilient elements fixed on the rotor shaft.

EFFECT: increased reliability of rotor operation at high speeds of rotation.

5 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области электромашиностроения, а именно к конструкции асинхронных электродвигателей с короткозамкнутой обмоткой ротора (короткозамкнутым роторам) и может быть использовано в электроприводах различного назначения со скоростью вращения до 8000 об/мин.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to the design of asynchronous motors with a short-circuited rotor winding (squirrel-cage rotors) and can be used in electric drives for various purposes with a rotation speed of up to 8000 rpm

Короткозамкнутый ротор асинхронного электродвигателя содержит ферромагнитный сердечник, в пазах которого уложены стержни обмотки, замыкающиеся с обоих концов на короткозамыкающие кольца. Стержни, как правило, запаиваются или привариваются в короткозамыкающие кольца, что приводит к дополнительным затратам на изготовление, опасности разрушения паяного или сварного соединения из-за температурных расширений и увеличению трудоемкости при изготовлении. Конструкция такого ротора, при использовании пайки или сварки, также требует отделить короткозамыкающие кольца от вала ротора, для уменьшения теплопередачи при изготовлении. Кроме того, при работе асинхронного электродвигателя на высоких скоростях паяные или сварные соединения разрушаются.The squirrel-cage rotor of the induction motor contains a ferromagnetic core, in the grooves of which are laid the winding rods, which are closed at both ends by short-circuiting rings. The rods, as a rule, are sealed or welded into short-circuiting rings, which leads to additional manufacturing costs, the risk of destruction of the soldered or welded joint due to temperature expansion and increased labor intensity in manufacturing. The design of such a rotor, when using soldering or welding, also requires the separation of short-circuiting rings from the rotor shaft to reduce heat transfer during manufacture. In addition, when an asynchronous electric motor operates at high speeds, soldered or welded joints are destroyed.

Известно изобретение - электрический двигатель с высокой мощностью и высокой скоростью вращения (Патент US 5495133, «Electric Motor with High Power and High Rotational Speed», H02K 17/16, опубл. 27.02.1996 г.). Известный электродвигатель может работать на скоростях выше 8000 об/мин. В предлагаемой конструкции короткозамкнутый ротор высокооборотного асинхронного электродвигателя содержит вал, на котором установлен ферромагнитный сердечник, в пазах которого уложены стержни обмотки, замыкающиеся на короткозамыкающие кольца. Короткозамыкающие кольца жестко связаны с ферромагнитный сердечником в осевом направлении. Стержни в сечении имеют круглую форму и проходят сквозь сердечник и короткозамыкающие кольца в высокоточных отверстиях. Концы стержней, для обеспечения электрического контакта, плотно замыкаются в отверстиях на короткозамыкающих кольцах по посадке с натягом, что требует точных контактных поверхностей для стержней и отверстий, а также высокой точности расположения отверстий в листах сердечника и короткозамкнутого кольца. При температурных расширениях стержни перемещаются в отверстиях в короткозамыкающих кольцах, что также требует качества контактирующих поверхностей. Для снижения механических напряжений при работе на высоких скоростях и температурных расширениях в известной конструкции не используются сварное или паяное соединение, однако недостатком данной конструкции является сложная технология изготовления из-за необходимости использования высокоточного оборудования для точности при изготовлении деталей для обеспечения собираемости и работоспособности, что повышает затраты на изготовление.The invention is known - an electric motor with high power and high rotation speed (Patent US 5495133, "Electric Motor with High Power and High Rotational Speed", H02K 17/16, publ. 02.27.1996). Known electric motor can operate at speeds above 8000 rpm In the proposed design, the squirrel-cage rotor of a high-speed asynchronous electric motor contains a shaft on which a ferromagnetic core is installed, in the grooves of which are laid the winding rods that are closed on short-circuit rings. Short-circuited rings are rigidly connected with the ferromagnetic core in the axial direction. The rods in the cross section are round in shape and pass through the core and short-circuiting rings in high-precision holes. The ends of the rods, to ensure electrical contact, are tightly closed in the holes on the short-circuited rings to fit tightly, which requires accurate contact surfaces for the rods and holes, as well as high accuracy of the location of the holes in the sheets of the core and the short-circuited ring. During thermal expansions, the rods move in holes in short-circuiting rings, which also requires the quality of the contacting surfaces. To reduce mechanical stresses when working at high speeds and thermal expansions, the known design does not use a welded or soldered connection, however, the disadvantage of this design is the complex manufacturing technology due to the need to use high-precision equipment for precision in the manufacture of parts to ensure assembly and performance, which increases manufacturing costs.

Наиболее близким техническим решением является изобретение «Короткозамкнутый ротор для асинхронной машины» (Патент РФ 2168832, Н02K 17/16, Н02K 17/22, Н02K 3/04, опубл. 27.09.1998 г.), которое является более простым в изготовлении. Короткозамкнутый ротор для асинхронной машины содержит закрепленный на валу и удерживаемый с обеих сторон прижимными кольцами пакет железа (ферромагнитный сердечник), в пазах которого размещены стержни беличьей клетки (стержни обмотки). Согласно изобретению оба прижимных кольца установлены на валу, аксиально дистанцированы от пакета железа и одновременно образуют опорные кольца для короткозамыкающих колец. Каждый стержень за пределами пакета железа соединен с короткозамыкающим кольцом, опирающимся в радиальном направлении на опорное кольцо. Между торцом пакета железа и опорным кольцом предусмотрены радиальные ребра, выполненные, преимущественно, заодно целое с опорным кольцом. Короткозамыкающее кольцо прилегает своей внутренней боковой поверхностью непосредственно или на отдельных отрезках через упругий элемент, преимущественно гофрированную пружину, к наружной боковой поверхности опорного кольца и прижато к нему усадочным (бандажным) кольцом. Концы стержней могут быть выполнены сужающимися в радиальном направлении и установлены в открытых радиальных пазах прямоугольной формы. Благодаря такой конструкции лобовая часть беличьей клетки (обмотки ротора) по всему диапазону частот вращения электрической машины связана, уже начиная с небольших частот вращения, с телом ротора таким образом, что не возникает собственных колебаний или возникают только демпфированные собственные колебания. Кроме того, известное изобретение позволяет учитывать изменения величины короткозамкнутой беличьей клетки, возникающие вследствие центробежной силы и теплового расширения материала беличьей клетки относительно тела ротора. Недостатком данной конструкции является необходимость пайки или сварки в контактном соединении стержней короткозамкнутой обмотки и короткозамыкающих колец, что увеличивает время и стоимость изготовления. Кроме того, известная конструкция не компенсирует неравномерное смещение короткозамыкающего кольца относительно центра ротора в осевом направлении из-за температурных расширений и воздействия центробежных сил, поэтому в случаях использования на высоких оборотах вращения асинхронного электродвигателя, приводит к возможности разрушения паяного или сварного соединения.The closest technical solution is the invention "Squirrel-cage rotor for an asynchronous machine" (RF Patent 2168832, Н02K 17/16, Н02K 17/22, Н02K 3/04, publ. 09/27/1998), which is simpler to manufacture. The squirrel-cage rotor for an asynchronous machine contains a packet of iron (ferromagnetic core) fixed to the shaft and held on both sides by pressure rings, in the grooves of which are squirrel cage rods (winding rods). According to the invention, both pressure rings are mounted on the shaft, axially spaced from the iron stack and at the same time form support rings for short-circuiting rings. Each rod outside the iron package is connected to a short-circuit ring, radially resting on the support ring. Between the end of the iron packet and the support ring, radial ribs are provided, which are mainly integral with the support ring. The short-circuiting ring abuts with its inner side surface directly or on separate segments through an elastic element, mainly a corrugated spring, to the outer side surface of the support ring and is pressed against it by a shrink (bandage) ring. The ends of the rods can be made tapering in the radial direction and installed in open radial grooves of a rectangular shape. Thanks to this design, the frontal part of the squirrel cage (rotor winding) over the entire range of frequencies of rotation of the electric machine is connected, already starting from small rotation frequencies, with the rotor body in such a way that no natural oscillations occur or only damped natural oscillations arise. In addition, the known invention allows to take into account changes in the size of the squirrel-cage squirrel, resulting from the centrifugal force and thermal expansion of the material of the squirrel cage relative to the rotor body. The disadvantage of this design is the need for soldering or welding in the contact connection of the rods of the short-circuited winding and short-circuit rings, which increases the time and cost of manufacture. In addition, the known design does not compensate for the uneven displacement of the short-circuiting ring relative to the center of the rotor in the axial direction due to thermal expansion and the action of centrifugal forces, therefore, in cases of using an asynchronous electric motor at high revolutions, it leads to the possibility of destruction of the soldered or welded joint.

Задачей предлагаемого технического решения является создание конструкции короткозамкнутого ротора асинхронного электродвигателя, который обеспечивает эффективную и надежную работу, в том числе на высоких скоростях вращения до 8000 об/мин.The objective of the proposed technical solution is to create a design of a squirrel-cage rotor of an asynchronous electric motor, which provides efficient and reliable operation, including at high speeds of rotation up to 8000 rpm.

Технический результат направлен на упрощение конструкции и повышение надежности работы короткозамкнутого ротора асинхронного электродвигателя на высоких скоростях вращения за счет достижения равномерного смещения короткозамыкающего кольца относительно центра ротора в осевом направлении, что позволит исключить пайку или сварку в контактном соединении короткозамыкающего кольца и стержней ротора, а также одновременно упростить технологию изготовления ротора.The technical result is aimed at simplifying the design and increasing the reliability of the squirrel cage rotor of the induction motor at high speeds by achieving uniform displacement of the snapping ring relative to the center of the rotor in the axial direction, which eliminates soldering or welding in the contact connection of the snapping ring and the rotor rods, as well as simultaneously to simplify the manufacturing technology of the rotor.

Технический результат достигается тем, что короткозамкнутый ротор асинхронного электродвигателя содержит закрепленный на валу ферромагнитный сердечник, в пазах которого размещены стержни обмотки. Стержни обмотки установлены в открытые радиальные пазы ответной формы, выполненные в короткозамыкающих кольцах. Короткозамыкающие кольца установлены на валу ротора с обоих торцов ферромагнитного сердечника. Бандажные кольца установлены на короткозамыкающие кольца. Стержни обмотки в поперечном сечении имеют форму, сужающуюся к оси ротора, сверху зажаты бандажными кольцами в пазах короткозамыкающих колец и поджаты с обоих торцов упругими элементами. Упругими элементами поджаты внешние торцы короткозамыкающих колец, а внутренние торцы короткозамыкающих колец упираются в ферромагнитный сердечник. Упругие элементы зафиксированы на валу ротора.The technical result is achieved by the fact that the squirrel-cage rotor of an induction motor contains a ferromagnetic core fixed to the shaft, in the grooves of which are placed the winding rods. The winding rods are installed in open radial grooves of the reciprocal form, made in short-circuit rings. Short-circuiting rings are mounted on the rotor shaft from both ends of the ferromagnetic core. The retaining rings are mounted on short-circuiting rings. The winding rods in cross section have a shape tapering to the axis of the rotor, from above are clamped by retaining rings in the grooves of short-circuited rings and pressed from both ends by elastic elements. The elastic ends of the short-circuited rings are pressed by elastic elements, and the inner ends of the short-circuited rings abut against the ferromagnetic core. Elastic elements are fixed on the rotor shaft.

Основными отличиями от наиболее близкого технического решения является то, что стержни обмотки, имеют в своем поперечном сечении сужение к оси ротора, например в форме клина, и зажимаются (запрессовываются) между короткозамыкающим кольцом и бандажным кольцом в пазах ответной формы, выполненных на короткозамыкающем кольце, образуя таким образом соединение с натягом. А поджатие каждого стержня с обоих торцов упругими элементами, зафиксированными на валу ротора, с одновременным поджатием упругими элементами, зафиксированными на валу ротора, короткозамыкающих колец обеспечивает стержням и короткозамыкающим кольцам возможность перемещения в осевом направлении, что позволяет компенсировать линейное расширение обмотки ротора в осевом направлении, что снижает термомеханические напряжения при нагреве.The main differences from the closest technical solution is that the winding rods have a narrowing in their cross section to the axis of the rotor, for example in the form of a wedge, and are clamped (pressed) between the short-circuit ring and the retaining ring in the grooves of the reciprocal shape made on the short-circuit ring, thus forming an interference fit. And the preload of each rod from both ends with elastic elements fixed on the rotor shaft, while the elastic elements fixed on the rotor shaft, while shorting the rings, allows the rods and short-circuit rings to move in the axial direction, which allows to compensate for the linear expansion of the rotor winding in the axial direction, which reduces thermomechanical stresses during heating.

В целом предложенная конструкция проста в изготовлении и имеет надежное контактное соединение короткозамыкающего кольца и стержней ротора асинхронного электродвигателя без пайки и сварки.In general, the proposed design is simple to manufacture and has a reliable contact connection of the short-circuit ring and the rotor rods of the induction motor without soldering and welding.

Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами.The proposed technical solution is illustrated by drawings.

На фиг. 1 изображен пример короткозамкнутого ротора асинхронного электродвигателя с использованием одного упругого элемента для каждого короткозамыкающего кольца и стержней обмотки.In FIG. 1 illustrates an example of a squirrel cage rotor of an induction motor using one elastic member for each squirrel-cage ring and winding rods.

На фиг. 2 - поперечное сечение в зоне магнитного сердечника ротора.In FIG. 2 is a cross section in the area of the magnetic core of the rotor.

На фиг. 3 - поперечное сечение в зоне контакта стержней обмотки и короткозамыкающего кольца.In FIG. 3 is a cross section in the contact zone of the winding rods and the short-circuiting ring.

На фиг. 4 - увеличенное продольное сечения контактного соединения для рассматриваемого примера асинхронного электродвигателя.In FIG. 4 is an enlarged longitudinal section of the contact connection for the considered example of an induction motor.

На фиг. 5 - поперечное сечения контактного соединения. Короткозамкнутый ротор асинхронного электродвигателя содержит вал, на котором установлен ферромагнитный сердечник 1. На представленном чертеже ферромагнитный сердечник 1 выполнен одним целым с валом из ферромагнитного материала. Ферромагнитный сердечник может быть выполнен в виде пакета из шихтованного железа, удерживаемого с обеих сторон шпильками или прижимными кольцами (на фиг. такой вариант не показан).In FIG. 5 is a cross section of a contact joint. The squirrel-cage rotor of an induction motor contains a shaft on which a ferromagnetic core 1 is mounted. In the drawing, the ferromagnetic core 1 is made integrally with the shaft of ferromagnetic material. The ferromagnetic core can be made in the form of a package of laden iron, held on both sides by pins or clamping rings (this option is not shown in FIG.).

Сердечник имеет пазы, в которых располагаются стержни 2 обмотки из электропроводящего материала. Стержни 2 с обоих концов замыкаются на короткозамыкающие кольца 3, выполненные из электропроводного материала и установленные по скользящей посадке на валу ротора.The core has grooves in which the rods 2 of the winding are made of electrically conductive material. The rods 2 at both ends are closed on short-circuiting rings 3 made of electrically conductive material and mounted on a sliding fit on the rotor shaft.

Стержни 2 обмотки ротора имеют в своем поперечном сечении форму, сужающуюся к оси ротора, например, клинообразную (клиновидную, заостренную форму) и зажимаются в радиальных открытых пазах ответной формы, выполненных на короткозамыкающем кольце 3, бандажным кольцом 4, установленным по горячей посадке с натягом. Зажатие стержней 2 между короткозамыкающим кольцом 3 и бандажным кольцом 4 образует таким образом соединение с гарантированным натягом. Электрическое контактное соединение стержня 2, имеющего в своем поперечном сечении форму, сужающуюся к оси ротора, например, клинообразную форму, с короткозамыкающим кольцом 3 достигается с помощью прижатия сверху (запресовки) стержня 2 на короткозамыкающем кольце 3 в паз при помощи бандажного кольца 4. До установки бандажного кольца 4, стержни 2 выступают в радиальном направлении относительно короткозамыкающего кольца 3 на небольшую высоту, соответствующую смятию стержня 2 при посадке бандажного кольца 4. Оптимальная площадь поверхности контактного соединения 5 между стержнем 2 и короткозамыкающим кольцом 3 в пазах на короткозамыкающем кольце 3 рассчитывается исходя из условия допустимого нагрева контактного соединения 5 во время работы электродвигателя. Корректировать площадь контактного соединения 5 можно за счет увеличения длинны контактной поверхности в осевом направлении ротора. Натяг между бандажным кольцом 4 и короткозамыкающим кольцом 3 подбирается из расчета механической прочности конструкции с учетом максимальной частоты вращения и температурного расширения короткозамыкающего кольца 3.The rods of the rotor winding 2 have in their cross section a shape tapering to the axis of the rotor, for example, wedge-shaped (wedge-shaped, pointed shape) and clamped in radial open grooves of the reciprocal form, made on the short-circuiting ring 3, a retaining ring 4, installed on a hot fit with an interference fit . Clamping the rods 2 between the short-circuiting ring 3 and the retaining ring 4 thus forms a connection with a guaranteed interference fit. The electrical contact connection of the rod 2, having in its cross section a shape tapering to the axis of the rotor, for example, a wedge-shaped shape, with a short-circuiting ring 3 is achieved by pressing the rod 2 on the short-circuiting ring 3 into the groove from above using a retaining ring 4. Up the installation of the retaining ring 4, the rods 2 protrude in the radial direction relative to the short-circuiting ring 3 to a small height corresponding to the collapse of the rod 2 when fitting the retaining ring 4. The optimal surface area The contact connection 5 between the rod 2 and the short-circuit ring 3 in the grooves on the short-circuit ring 3 is calculated on the basis of the condition for permissible heating of the contact connection 5 during operation of the electric motor. Correct the area of the contact joint 5 by increasing the length of the contact surface in the axial direction of the rotor. The interference between the retaining ring 4 and the short-circuit ring 3 is selected based on the mechanical strength of the structure, taking into account the maximum speed and thermal expansion of the short-circuit ring 3.

Стержни 2 поджаты с обоих торцов упругими элементами, зафиксированными на валу ротора.The rods 2 are pressed from both ends by elastic elements fixed on the rotor shaft.

Внешние торцы короткозамыкающих колец 3 поджаты упругими элементами, зафиксированными на валу ротора, а внутренние торцы короткозамыкающих колец 3 упираются в ферромагнитный сердечник 1.The outer ends of the short-circuiting rings 3 are pressed by elastic elements fixed on the rotor shaft, and the inner ends of the short-circuiting rings 3 abut against the ferromagnetic core 1.

Фиксация упругих элементов на валу ротора может быть выполнена различными способами, например, стопорными элементами (как показано в примере на фиг. 4), установленными по посадке с натягом на вал ротора или выступами на валу ротора. Также фиксация упругого элемента может быть выполнена креплением самого упругого элемента на вал ротора разъемным или неразъемным соединением.The fixing of the elastic elements on the rotor shaft can be performed in various ways, for example, locking elements (as shown in the example in Fig. 4) installed by fitting with an interference fit on the rotor shaft or by protrusions on the rotor shaft. Also, fixing the elastic element can be accomplished by attaching the elastic element itself to the rotor shaft with a detachable or integral connection.

Упругие элементы, упирающиеся в торцы короткозамыкающих колец 3, должны обеспечивать равномерное перемещение в осевом направлении короткозымыкающих колец 3, а упругие элементы, упирающиеся в торцы стержней 2, должны обеспечивать отсутствие смещения стержней 2 относительно центра ферромагнитного сердечника 1 при нагреве и остывании стержней 2 и таким образом компенсировать термомеханические напряжения. Жесткость упругих элементов в осевом направлении должна обеспечивать усилия, необходимые для перемещения короткозамыкающего кольца 3 в исходное положение после остывания обмотки ротора, а также не превышать допустимые усилия на сжатие стержней 2 в осевом направлении.Elastic elements abutting against the ends of short-circuited rings 3 should ensure uniform axial movement of short-circuited rings 3, and elastic elements abutting against the ends of rods 2 should ensure that the rods 2 are not displaced relative to the center of the ferromagnetic core 1 during heating and cooling of the rods 2 and so compensate for thermomechanical stresses. The stiffness of the elastic elements in the axial direction should provide the effort necessary to move the short-circuiting ring 3 to its original position after cooling of the rotor winding, and also not exceed the allowable compressive forces of the rods 2 in the axial direction.

Упругие элементы могут быть выбраны из пружин или материалов, обладающих упругими свойствами, способных обеспечить равномерное перемещение короткозамыкающих колец 3 и отсутствие смещения стержней 2 относительно центра ферромагнитного сердечника 1 при нагреве и остывании стержней 2.Elastic elements can be selected from springs or materials with elastic properties capable of ensuring uniform movement of short-circuiting rings 3 and the absence of displacement of the rods 2 relative to the center of the ferromagnetic core 1 when heating and cooling the rods 2.

Для упрощения конструкции и использования одного упругого элемента для короткозамыкающего кольца 3 и стержней 2, упорные поверхности короткозамыкающего кольца 3 и стержней 2 должны совпадать друг с другом, образуя единую поверхность, в которую упирается упругий элемент.To simplify the design and use of one elastic element for the short-circuiting ring 3 and the rods 2, the thrust surfaces of the short-circuiting ring 3 and the rods 2 should coincide with each other, forming a single surface, which rests on the elastic element.

В рассматриваемом примере (фиг. 1 и фиг. 4) упругий элемент выполнен в виде тарельчатой пружины 6, одна из сторон которой упирается в торцы короткозамыкающего кольца 3 и стержня 2 через кольцевой выступ, выполненный на бандажном кольце 4, и установлен в канавку, выполненную в бандажном кольце 4. Такое выполнение позволяет реализовать возможность использования по одному упругому элементу для компенсации линейных расширений стержней 2 и взаимосвязанного с ним линейного перемещения короткозамыкающего кольца 3 с каждой стороны ротора.In this example (Fig. 1 and Fig. 4), the elastic element is made in the form of a Belleville spring 6, one of the sides of which abuts against the ends of the short-circuit ring 3 and the rod 2 through an annular protrusion made on the retaining ring 4, and is installed in the groove made in the retaining ring 4. This embodiment allows you to realize the possibility of using one elastic element to compensate for the linear expansion of the rods 2 and the linear displacement of the short-circuiting ring 3 interconnected with it on each side of the rotor.

Второй стороной тарельчатая пружина зафиксирована на валу ротора путем упора в стопорный элемент, выполненный на валу ротора.The second side of the disk spring is fixed on the rotor shaft by abutting against a locking element made on the rotor shaft.

Стопорный элемент может быть выполнен в виде кольца 7, установленного на валу ротора по посадке с натягом (показано на фиг. 4).The locking element can be made in the form of a ring 7 mounted on the rotor shaft to fit tightly (shown in Fig. 4).

Стопорный элемент может быть выполнен в виде конструктивного элемента на валу ротора, например, в виде буртика (на чертеже не показано).The locking element can be made in the form of a structural element on the rotor shaft, for example, in the form of a shoulder (not shown in the drawing).

Стопорный элемент может быть выполнен в виде нескольких элементов, установленных на валу ротора, например, сухарей равномерно размещенных вокруг оси ротора на одном расстоянии от сердечника в кольцевой канавке или аналогично размещенных сегментов, прикрепленных крепежными элементами (болтами, штифтами, скобами и т.д.) (на чертеже не показано).The locking element can be made in the form of several elements mounted on the rotor shaft, for example, crackers evenly placed around the axis of the rotor at the same distance from the core in the annular groove or similarly placed segments attached by fasteners (bolts, pins, brackets, etc. ) (not shown in the drawing).

Заявленное устройство работает следующим образом.The claimed device operates as follows.

Во время работы асинхронного электродвигателя стержни 2 обмотки короткозамкнутого ротора нагреваются и деформируются. Стержни 2 в большей степени расширяются в осевом направлении и перемещают короткозамыкающие кольца 3 вдоль оси ротора в противоположные стороны друг от друга, сжимая упругие элементы, выполненные, например, в виде тарельчатых пружин 6. Упругие элементы, разжимаясь, обеспечивают равномерное перемещение короткозымыкающих колец 3 и отсутствие смещения стержней 2 относительно центра ферромагнитного сердечника 1 при нагреве и остывании обмотки ротора. Форма стержней 2 в поперечном сечении сужающаяся к оси ротора, например, клиновидная, и поджатие (запресовка) стержней бандажным кольцом 4 в пазы на короткозамыкающем кольце 3 позволяет практически исключить риск разрушения контактного соединения 5 при высоких скоростях и температурных расширений.During operation of the induction motor, the rods 2 of the squirrel cage rotor are heated and deformed. The rods 2 to a greater extent expand in the axial direction and move the short-circuiting rings 3 along the axis of the rotor in opposite directions from each other, compressing elastic elements made, for example, in the form of Belleville springs 6. The elastic elements, unclenching, provide uniform movement of short-circuited rings 3 and the lack of displacement of the rods 2 relative to the center of the ferromagnetic core 1 during heating and cooling of the rotor winding. The shape of the rods 2 in the cross section tapering to the axis of the rotor, for example, wedge-shaped, and the preloading (pressing) of the rods with the retaining ring 4 into the grooves on the short-circuit ring 3 allows virtually eliminating the risk of destruction of the contact 5 at high speeds and thermal expansion.

Исключение необходимости пайки и сварки в контактном соединении стержней и короткозамыкающих колец снижает риск его разрушения, а также упрощает и удешевляет процесс изготовления ротора асинхронного электродвигателя и повышает общий срок службы электродвигателя.Eliminating the need for soldering and welding in the contact connection of rods and short-circuiting rings reduces the risk of its destruction, and also simplifies and cheapens the manufacturing process of the rotor of an asynchronous electric motor and increases the overall service life of the electric motor.

Таким образом, достигается повышение надежности работы короткозамкнутого ротора асинхронного электродвигателя, в том числе на высоких скоростях вращения до 8000 об/мин, а также упрощение его конструкции.Thus, an increase in the reliability of the squirrel-cage rotor of an asynchronous electric motor is achieved, including at high speeds up to 8000 rpm, as well as simplification of its design.

Claims

1. A short-circuited rotor of an asynchronous electric motor, comprising a ferromagnetic core mounted on the shaft, in the grooves of which are placed winding rods installed in open radial grooves of the reciprocal form, made in short-circuit rings installed from both ends of the ferromagnetic core on the rotor shaft, retaining rings mounted on the short-circuits rings, characterized in that the winding rods in cross section have a shape tapering to the axis of the rotor, are clamped by retaining rings in the short grooves of the connecting rings and are preloaded from both ends by elastic elements, the external ends of the short-circuited rings are pressed by the elastic elements, and the internal ends of the short-circuited rings abut against the ferromagnetic core, while the elastic elements are fixed on the rotor shaft.

2. The squirrel-cage rotor of an induction motor according to claim 1, characterized in that the winding rods in cross section are wedge-shaped.

3. The squirrel-cage rotor of an induction motor according to claim 1, characterized in that the elastic element is made in the form of a disk spring, one of the sides of which abuts against the ends of the short-circuit ring and the rod through an annular protrusion made on the retaining ring, and is installed in the groove made in the retaining ring, and the other side abuts against the locking element on the rotor shaft.

4. The squirrel-cage rotor of an induction motor according to claim 3, characterized in that the locking element is made in the form of a retaining ring, rigidly fixed to the rotor shaft.

5. The squirrel-cage rotor of an induction motor according to claim 3, characterized in that the locking element is made in the form of a shoulder on the rotor shaft.