Описание конструкции асинхронного двигателя с разъемным статором

6. Описание конструкции асинхронного двигателя с разъемным статором

Асинхронный двигатель с разъемным статором принципиально состоит из тех же частей, что и серийные асинхронные двигатели, т.е. статора,  ротора, конструктивных элементов и элементов системы охлаждения. Если отличий в конструкции ротора, кроме отсутствия скоса пазов, нет, то статор имеет отличия не только в конструкции магнитопровода, но и в обмотке. Ярмо магнитопровода статора имеет форму шестиугольника, как показано на рис 24. С внутренней стороны ярма закреплены с помощью ласточкиных хвостов шесть зубцов, имеющих асимметричные наконечники, причем направление их в каждой из половин статора противоположно. Сердечник статора вдоль оси состоит из двух равных по длине пакетов, между которыми размещены немагнитные прокладки, каждая катушка фазы охватывает по длине статора по одному зубцу каждого пакета при этом, геометрические оси симметрии тела зубцов разных пакетов, охватываемые одной катушкой, параллельны оси вращения и совпадают, а относительно тел зубцов зубцовые наконечники разных пакетов смещены в противоположные стороны. Смещение осуществлено таким образом, что угол между направлением осей первой гармоники поля зубцов, например, для пятой гармоники равен 36°. Ввиду сосредоточенности обмотки двигателя, ее МДС имеет ступенчатую форму, поэтому в воздушном зазоре присутствует весь спектр нечетных высших гармоник поля. На тело каждого зубца надеты катушки прямоугольной формы, т.е. обмотка двигателя состоит из шести сосредоточенных катушек принадлежащих попарно каждой из трех фаз (рис. 1). Коэффициент распределения такой обмотки равен единице, а так как каждая катушка занимает зону 60° эл., что эквивалентно сокращению шага на 2/3 τ, то коэффициент укорочения ky=sin(πβ/2) равен 0,5.

Разработанная конструкция двигателя позволяет компенсировать паразитные моменты от высших гармонических составляющих (5, 7,...) поля. За счет сдвига пакетов статора (рис. 3) суммарная ЭДС от высших гармоник, возникающая в короткозамкнутой обмотке ротора практически равна нулю, поэтому моментов от высших гармонических не создается. Векторная диаграмма, поясняющая принцип компенсации, представлена на рис 25. Выбор угла в 30° обусловлен стремлением подавить как 5-ю, так и 7-ю гармоники, как наиболее вредные.

Рассмотрим конструктивные и технологические отличия двигателя с асимметричным магнитопроводом от серийных асинхронных двигателей.

Как уже упоминалось ранее, принципиальных различий в конструкции короткозамкнутого ротора нет. Единственное отличие ротора АДАМ заключается в том, что он выполнен без скоса пазов. Поэтому для производства роторов такого двигателя не требуется изменять существующую технологию и переоборудовать технологические линии.

Статор машины шихтуется из обычной электротехнической стали, применяемой для традиционных асинхронных двигателей. Для штамповки стали возможно применение существующего оборудования, используя штампы соответствующей конфигурации, либо специальные штампы обеспечивающие не только штамповку листов стали, но и позволяющие одновременно скреплять их в пакет, что в свою очередь обеспечивает монолитность и уменьшение "гребенки" пакетов.

Отметим основные отличительные особенности проектируемой конструкции.

а) В новой конструкции используется минимально возможное число катушек (шесть штук). Катушки имеют простейшую форму прямоугольника и наматываются на каркас (аналогичная технология используется при намотки катушек обмотки возбуждения машин постоянного тока), поэтому процессы изготовления каркасов и намотки поддаются автоматизации.

б) В новой, сравнению с традиционной технологией, отсутствуют такие операции как изолировка пазов статора и укладка обмотки в пазы, формование лобовых частей и их бандажировка, заклиновка обмотки.

Операции установки катушек АДАМ на зубцы, а затем впрессовка их в ярмо статора также возможно осуществить автоматически на поточной лини. В АДАМ отсутствует станина (корпус) ее роль выполняет сам магнитопровод и подшипниковые щиты, на которых расположены лапы. Отсутствие станины в двигателе снижает как трудоемкость его изготовления, так и расход конструктивных  материалов. Подшипниковые щиты отливаются из алюминиевого сплава. Они обеспечивают стяжку пакета статора, а также "играют" роль теплоотвода от лобовых частей обмотки статора. Так как двигатель полностью закрывается кожухом, а также благодаря прямоугольной форме щитов сформированы вентиляционные каналы, через которые вентилятором продувается воздух, осуществляя эффективный отбор тепла с внешней поверхности статора.