Разбор различий между замыкающими кольцами и концевыми кольцами стержней в тяговых электродвигателях электропоездов
2025-12-17
В тяговых электродвигателях современных электропоездов (скоростных поездов) замыкающие кольца и концевые кольца стержней являются критически важными компонентами. Каждый из них выполняет свою функцию, обеспечивая в совокупности надежную и эффективную работу двигателя. Ниже представлен подробный анализ ключевых различий между этими элементами.
1.Конструктивные различия
Замыкающее кольцо — это, как правило, отдельное кольцеобразное металлическое изделие, расположенное на торцевой части обмотки ротора. Его основная конструктивная роль — фиксация и уплотнение витков обмотки, предотвращение их смещения или выбрасывания из пазов под действием центробежных сил при высокой скорости вращения.
Концевое кольцо стержня является неотъемлемой частью самой обмотки ротора типа "беличья клетка". Оно представляет собой участок, который соединяется (чаще всего с помощью сварки) с торцами проводящих стержней, формируя тем самым замкнутую токопроводящую клетчатую конструкцию. Таким образом, с точки зрения конструкции, замыкающее кольцо — это отдельный крепежный элемент, а концевое кольцо стержня — составная часть токопроводящего контура ротора.
2.Функциональные различия
Основная функция замыкающего кольца — механическая: обеспечение надежного крепления и целостности обмотки ротора в экстремальных условиях высокоскоростного вращения, что напрямую влияет на безопасность и долговечность двигателя.
Функция концевого кольца стержня — прежде всего, электрическая. Вместе со стержнями оно образует короткозамкнутый контур, в котором наводится ток, создающий вращающий момент. Именно эта пара (стержни + концевые кольца) отвечает за преобразование электромагнитной энергии в механическую, приводящую поезд в движение. Таким образом, хотя оба элемента участвуют в работе электрической цепи, их функциональная направленность различна: одно обеспечивает механическую прочность, другое — эффективное протекание токов.
3.Различия в требованиях к материалам
Разница в назначении диктует различные требования к материалам.
Для замыкающих колец ключевыми являются высокая механическая прочность, устойчивость к вибрациям и усталости, а также удовлетворительная электропроводность, так как они также являются частью токового пути.
Для концевых колец стержней на первый план выходят исключительно высокие характеристики электропроводности и оптимальные механические свойства (прочность, сопротивление усталости). Поскольку через них протекают значительные индуцированные токи, малейшие потери здесь снижают КПД двигателя. Поэтому для их изготовления, как правило, применяются специальные сорта меди или алюминиевых сплавов с максимальной проводимостью и необходимой прочностью.
Вывод
В тяговых электродвигателях электропоездов замыкающие кольца и концевые кольца стержней, несмотря на схожесть названий, существенно различаются по своей конструкции, выполняемым функциям и предъявляемым к ним материалам. Их четкое разделение и оптимизация позволяют обеспечивать высокую надежность, мощность и энергоэффективность современных высокоскоростных составов.
