Когтеобразный индуктор электрической машины

Когтеобразный индуктор электрической машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. КОГТЕОБРАЗНЫЙ ИНДУКТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, содержащий шихтованные пакеты полюсов с хвостовиками , .листы которых расположены пареллельно оси вращения, шихтованные пакеты фланцев, листы которых расположены перпендикулярно к оси вращения, и элементы крепления хвостовиков полюсов к пакет 2833 зг го там фланцев, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости и упрощения технологии изготовления, упрощения конструкции , улучшения эксплуатационных характеристик и повышения надежности, фланцы выполнены с продольными отверстиями, в ко орых размещены хвостовики полюсов с радиальным промежутком, в радиальных промежутках установлены элементы крепления в виде клиньев. 2.Индуктор по п. , отличающийся тем, что отверстия в фланцах имеют прямоугольную форму. 3.Индуктор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что верхняя кромка хвостовика полюса выполнена со скос.ом по отнощению к оси индуктора. 4 .Индуктор по пп. 1-3, отличающийся тем, что на хвостовике полюса выполнены выступы, к которым прилегают торцЫ фланцев . .. 77 17 I I

СОЮЗ- СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1064379. A з(д1) Н 02 К h/28 - - А4фф РР. „.1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

И ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ там фланцев, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости и упрощейия технологии изготовлейия, упрощейия конструкции, улучшения эксплуатационных характеристик и повышения надежности, флан- цы выполнены с продольными отверстиями, в ко"орых размещены хвостовики полюсов с радиальным промежутком, в радиальных промежутках установлены элемейты крепления в виде клиньев.

2. Индуктор по п. 1, отличающийся тем, что отверстия в фланцах имеют прямоугольную форму.

3. Индуктор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что верхняя кромка хвостовика полюса выполнена со скосом по отношению к оси индуктора.

4. Индуктор по пп, 1 — 3, отличающийся .тем, что на хвостовике полюса выполнены выступы, к которым прилегают торцЫ фланцев.

17 17

8 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3513941/24-07 (22) 24.11.82

:(46) 30.12.83. Бюл. № 48 (72) P. В. Оганяй (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт комплексного электрооборудования (53) 621.313.322 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 233069, кл. Н 02 К 1/08, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР № 613443, кл. Н 02 К 1/08, 1974 (прототип). (54) (57) 1. КОГТЕОБРАЗНЫЙ ИНДУКТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, содержащий шихтованные пакеты полюсов с хвостовиками, .листы которых расположены пареллельно оси вращения, шихтованные пакеты фланцев, листы которых расположены перпендикулярно к оси вращения, и элементы крепления хвостовиков полюсов к паке7 2333 З2 _#_

ТЕНИЯ -..;;:,,„:;. ." .;. ц

Зааа9ХЯ

1064379

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к индукторам.

Известны когтеобразные индукторы элект35

55 рических машин, содержащий шихтованные полюса и состыкованные с ними витые ярма !1J, Недостатки таких индукторов — наличие дополнительных зазоров на стыках магнитопровода, обусловленное неровностью стыковой поверхности витого ярма, и большая трудоемкость изготовления.

Наиболее близок к предлагаемому когтеобразный индуктор электрической машины, содержащий шихтованные пакеты полюсов с хвостовиками, листы которых расположены параллельно оси вращения, шихтованные пакеты фланцев, листы которых расположены перпендикулярно к оси вращения, и элементы крепления хвостовиков полюсов к пакетам фланцев 12).

Недостатками такой конструкции индуктора являются малая поверхность стыка полюса с ярмом (а следовательно, повышенная индукция в стыковых зазорах) ввиду размещения на этой поверхности крепящих элементов, необходимость сверления пакетов полюсов под крепящие болты и связанная с этим большая трудоемкость изготовления, особенно для многополюсного индуктора, а также большои расход материала болтов, вызванный относительно большой длиной последних. Кроме того, в известных индукторах затруднена фиксация болтов, предохраняющая их от самоотвинчивания в процессе эксплуатации.

Цель изобретения — упрощение конструкции и технологии, снижение трудоемкости изготовления, улучшение эксплуатационных характеристик и повышение надежности.. Указанная цель достигается тем, что в когтеобразном индукторе электричесКой машины, содержащем шихтованные пакеты полюсов с хвостовиками, листы которых расположены параллельно к оси вращения, шихтованные пакеты фланцев, листы которых расположены перпендикулярно оси вращения, и элементы крепления хвостовиков ,полюсов к пакетам фланцев, фланцы выполнены с продольными отверстиями, в которых размещены хвостовики полюсов с радиальным промежутком, в радиальных промежутках установлены элементы крепления в виде клиньев.

Отверстия в фланцах имеют прямоугольную форму.

Верхняя кромка хвостовика полюса может быть выполнена со скосом по отношению к оси индуктора.

На хвостовике полюса могут быть выполнены выступы к которым прилегают торцы фланцев, На фиг. 1 изображен иядуктор, вид сбоку разрезом по продольной оси (показана

30 верхняя полуплоскость); на фиг. 2 — лист фланца индуктора; на фиг. 3 — 6 — отверстия в листе фланца, варианты исполнения: прямоугольная, бочкообразная, крестообразная, прямоугольная с. закругленными тангенциальными кромками формы; на фиг. 7 и 8 — листы полюса индуктора с полным и укороченным выступом коггя; на фиг. 9 и 10 — полюсы индуктора с плоскими и закругленными активными поверхностями; на фиг. 11 — индуктор, вид с торца (показана одна четверть).

Когтеобразный индуктор электрической машины содержит вал 1, ферромагнитную втулку 2, на которую в средней части надета катушка 3, имеющая бандаж 4, два фланца 5, шихтованных из отдельных листов

6 и скрепленных каким-либо известным способом, например, заклепками 7. Вместо катушки 3 между фланцами 5 может быть установлен кольцевой постоянный магнит, намагниченный в направлении оси 8 вращения электрической машины. Лист 6 фланца имеет центральное отверстие 9, в котором размещена втулка 2, и равномерно расположенные отверстия IO вблизи внешней кромки. Отверстия 10 могут иметь различную форму: прямоугольную, бочкообразную, крестообразную и т. д. (фиг. 3 — 6), при этом необходимым условием является перпендикулярность тангенциальных кромок 11 и !2 отверстия 10 осевым радиальным линиям 13.

Наиболее предпочтительной с точки зрения эффективности конструкции является прямоугольная форма отверстия 10. Если отверстия 10 отличаются от прямоугольной формы, в их боковых промежутках размещены головки заклепок и другие конструктивные элементы, Внешняя кромка листа 6 фланца

5 может быть выполнена зубчатой, с зубцами 14, однако в вариантах исполнения эта кромка может быть и гладкой. При этом ширина боковой стороны 15 должна быть такова, чтобы обеспечивалась механическая прочность конструкции при ее вращении и воздействии центробежных усилий. Фланцы 5 насажены на втулку 2 с обеих сторон катушки 3 таким образом, что продольные осевые линии 13 отверстий одного (левого) фланца 5 совпадают с продольными осевыми плоскостями 16 пространства между отверстиями другого (правого) фланца 5. При этом плоскости листов 6 фланцев перпендикулярны оси 8 вращения электрической машины.

Когтеобразные полюсы 17 шихтованы из отдельных листов !8 и скреплены в пакете каким-либо известным способом, например заклепками 19. Листы полюса 18 состоят из хвостовиков 20 и когтеобразного выступа 21. Листы 18 могут быть выполнены или с полным выступом 22 или с укороченным выступом 23. При этом высота полюса от основайия хвостовика 20 до активной кромки когтй 24, выходящей в расточку машины, может быть разной: в листах с!

064379 провод якоря. Этот поток в обмотке якоря индуктирует переменную ЭДС, так как полюсы 17 индуктора разной магнитной полярности чередуются в расточке. Полная поверхность индуктора, по которой рабочий магнитный поток выходит в расточку электрической машины, состоит из активной поверхности полюса 24 и активной поверхности фланца 33. В общем случае контуры этой поверхности на одной полюсном делении

1О составляют ступенчатую фигуру, средняя ширина которой, отнесенная к полюсному шагу электрической машины, равна расчетному коэффициенту полюсного перекрытия, по которому ведется расчет полюса 17.

В случае многополюсного индуктора (при 2р 12) целесообразно с точки зрения простоты и надежности конструкции применять полюсы 17 с плоскими активными поверхностями 33 (фиг. 9) и, соответственно, фланцы 5 с отверстиями (фиг. 3 — 5). Г1ри меньшем количестве полюсов 17 целесообразно использовать полюса 17 с закругленными активными поверхностями (фиг. 10) и, соответственно, фланцы с отверстиями (фиг. 6), при которых достигается более равномерный воздушный зазор и обеспечиваются лучшие характеристики электрической машины. укороченным выступом эта высота меньше по величине. В вариантах конструкции по,пюсные листы 18 могут быть выполнены также с выступами 22 и 23. имеющими равные высоты. В случае использования такой конструкции для получения равномерного воздушного зазора машины полюс 17 собирается в оправке, имеющей закругленные опорные поверхности для основания хвостовика 20 и активной поверхности (кромок 24), причем радиус закругления этих поверхностей равен радиусу наружной кромки листа й; а кромки l l и 12 отверстий 10 фланцев 5 имеют этот же радиус кривизны (фиг. 3). Листы 18 таких полюсов 17 с криволинейными активными поверхностями (фиг.. 10) могут быть скреплены в пакете одним из известных способов — слегка скругленными заклепками, сварочными швами по торцам полюса, клеем и т. п. Шихтованные полюсы 17 своими хвостовиками 20 установлены в отверстиях 10 фланцев 5 таким образом, что плоскости листов 18 полюсов 15 и фланцев 5 взаимно перпендикулярны. Хвостовики 20 полюсов 17 в нижней части имеют радиально йаправленные выступы 25, охватывающие при установке пакет фланца 5 и прилегающие к его торцам 26. В радиальные промежутки 27 между.хвсйтовиком 20 и стенкой 28 отверстия 10 забиты клинья 29, прижимающие хвостовик 20 к пакету фланца 5. Для предотвращения ослабления клинья 29 могут быть зафиксированы каким-либо известным способом, например сварочными швами 30 между клином 29 и хвостовиком 20 полюса 17 или сварочными швами 31 между клином 29 и пакетом фланца 5. В общем. случае хвостовик 20 полюса 17 может быть закреплен в отверстии 10 двумя встречными клиновыми элементами, однако с точки зрения уменьшения количества клиньев 29 и упрощения конструкции в улучшенных вариантах целесообразно хвостовик 20 полюса выполнить с верхней кромкой 32 со скосом относительно активной кромки полюса 24, параллельной направлению оси 8 вращения электрической машины на небольшой угол, величина которого находится в пределах до 10 . В этом случае закрепление полюса 17 в отверстии !О фланца 5 осуществляется лишь одним клином 29, как это показано на фиг. i.

Индуктор электрической машины работает следующим образом.

Собранный индуктор помещается в раСточку якоря электрической машины и при. водится во вращение. Магнитный поток, создаваемый протекающими через катушку 3 постоянным током (или постоянным магнитом, расположенным в том же пространстве между двумя фланцами), проходя через втулку 2, фланцы 5, полюсы 17 и воздушный зазор машины, замыкается через магнито30

В и редл а га ем ом и иду кто ре í à 10 — 15 /, увеличивается активная поверхность полюса 17 путем исключения крепящих элементов с его поверхности; на 40 /р уменьшается магнитное напряжение стыковых зазоров вследствие увеличения поверхностей стыка и уменьшения в них индукции, что приводит к увеличению КПД электрической машины примерно на 0,5Р/р. Изготовление предлагаемого индуктора производится с меньшими трудозатратами (примерно на 20 — 25 /р по сравнению с прототипом), что обусловлено исключением трудоемких операций сверления полюсов, нарезания резьбы в крепящих элементах (стержнях), изготовления болтов, крепления болтами полюсов и т. д.

Последнее преимущество особенно проявляется в случае многополюсного индуктора, в котором вследствие существенного уменьшения трудоемкости по изготовлению и закреплению одного полюса предлагаемого индуктора резко уменьшается трудоемкость изготовления индуктора в целом. С другой стороны, в предлагаемом индукторе имеет место заметная экономия (примерно на 50-70 /o) .материала крепящих элементов (стальной прокат), так как вместо большого количества (минимум 4р, где р — количество пар полюсов индуктора) полюсных болтов и стальных стержней, вложенных в пазы фланцев 5 и стягивающих эти болты, применяются относительно короткие клинья 29 в количестве, равном чвслу полюсов. Применение полюсов 17 с радиальными выступами 25, охватывающими пакет фланца 5

1064379

16 с обеих сторон, позволяет надежно--производить крепление полюса 17 клином 29 и предотвращает его смещение с поверхности стыковки при воздействии усилий затяжки при заби ванин:клиньев и центробежных усилий при вращении индуктора. Применение неразъемных сварных соединений (после посадки полюсов) исключает ослабление посадки и обеспечивает высокую надежность конструкции в эксплуатации.!

064379

РХ

Фиа fo

z уеду з

Фиг. 11

ВНИИПИ Заказ !0354/55 Тираж б87 Подписное

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород. ул Проектная, 4