Статор электрической машины

Статор электрической машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ , содержаний выполненный из ферромагнитного материала остов и обмоточные группы, закрепленные на основе, отличающийся тем, что, с целью повышения энергетических показателей, остов имеет отверстия с буртами, образующими посадочные места под обмоточные группы, .изолиру{С1дие зазоры, расположенные с чередованием между отверстиями остова и противоположными торцами, и немагнит1&1е зазоры, расположенные между отверстиями остова, причем активные части остова и обмоточных групп имеют ферромагнитное покрытие, расположенное со стороны обмоточных групп и нанесенное преимущественно плазменным напылением. оо 00 4;: 4;:

СОЮЗ СОЕЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУЬЛИН

МЯ) Н 02 К 1 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCHOINY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

И, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OYHPbf7HA (21 ) 3259110/24-07 (22) 13 ° 03 81 (46 ) 15.02.84. Бюп. В 6 (72) В.В. Домбровский (53) 621.313.042(088.8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

Ф 462225, кл. Н 02 К 5/04, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 106101, кл. Н 01. F 3/02, 1957 ° (54) (57) CTATOP ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ИА

ШИНЫ, содержащий выполненный иэ ферромагнитного материала остов и обмоточные группы, закрепленные на основе, отличающийся

„.SU„„1073844 А тем, что, с целью повьааения энергетических показателей, остов имеет отверстия с буртами, образуыщими посадочные места под обмоточные группы, .изолирукидие зазоры, расположенные с чередованием между отверстиями остова и противоположными торцами, и немагнитные зазоры, расположенные между отверстиями остова, причем активные части остова и обмоточных групп имеют ферромагнитное покрытие, расположенное со стороны обмоточных групп и нанесенное преимущественно плазменным напылением.

1073844

20

25 перечное сечение.

Статор содержит остов 1, обмоточные группы 2, ферромагнитное покры40 тие 3, немагнитный зазор 4, бурты 5, изолирующие зазоры 6 — зубец (полюс) зубцовый зоны 7, паз 8, торец остова 9, магнитный шунт 10, активные части остова и обмоток 11, отверс45. тия 12 в остове 1 °

Покрытие выполнено по наружным контурам остова 1, активных частей катушечных групп 2 и внутреннего диаметра статора. Участки остова 1

5О между отверстиями 12 в остове содержит немагнитные зазоры 4. Обмоточные группы установлены в посадочные места остова 1, образованные буртами 5. В остове предусмотрены изолирующие зазоры 6, чередуемые с различных торцовых участков остова до каждого отверстия 12 в остове, занятого зубцами 7. В пазах 8, образованных в результате нанесения магнитопроводного покрытия 3, размещены участки остова 1 и катушечные группы 2. Торцовые участки остова 9 выполнены в качестве фланцев для размещения подшипниковых щитов. В пазах B,îáðàýîâàííûõ в реИзобретение относится к области электромашиностроения и касается преимущественно конструкции статоров электрических машин с магнитопроводами, выполненными из дисперсных ферромагнитных материалов.

Известна конструкция торцевой электрической машины, содержащей беспазовый статор, набранный из катушечных групп, активная часть которых выполнена из чередующихся между собой проводников обмотки и отдельных слоев изоляции листовых электромагнитных элементов, остов статора, выполненный из материала с повышенным электрическим сопротивлением, на котором в посадочных местах укреплены активные части катушечных групп. Конструкция статора не содержит магнитопровода с зубцовой зоной, а следовательно, исключает операцию установки обмоток в пазы, что, с одной стороны, упроща ет конструкцию магнитопровода, а с другой — упрощает технологию его сборки Г1 3.

Однако в результате отсутствия пазов электродвигатель с беспазовым.статором имеет более высокую величину эквивалентного рабочего зазора, чем у статора с пазами, что снижает энергетические показатели электродвигателя (КПД). Выполнение беспазового сердечника из дисперсных материалов, например из магнитодиэлектриков, имевших пониженную магнитную проницаемость по сравнению с шихтованным сердечником из электротехнической стали, еще более снижает указанные показатели ° Конструкция беспазового статора ограничена в сохранении конструктивных параметров при непосредственно л введении магнитодиэлектриков в конструкцию при формовании сердечника совместно с обмотками давлением 600-800 МПа из-за низкой прочности обмоток и остова ° В результате прессования высоким давлением остов с об лотками подвергается значительной деформации, которая определяется усадкой магнитодиэлектрика, составляющей

2,6-3 от насыпного объема. При низком давлении формбвания, например заливкой. вязкой магнитодиэлектрической массой, не удается получить повышенную проницаемость сердечника, что ограничивает выполнение статора указанной конструкции из материалов с высокой проницаемостью. Использование в конструкции статора остова с повышенньм электросопротивлением не позволяет улучшить структуру магнитного поля в зазоре, что приводит к росту дополнительных потерь и снижает энергетические показатели.

Наиболее близким к предлагаемому является статор электрической машины, содержащий выполненный из ферромагнитного материала остов, и обмоточные группы, закрепленные на остове Г2 3.

Цель изобретения — повышение энергетических показателей статора путем обеспечения необходимых конструктивных параметров и повышения магнитной проницаемости магнитопровода.

Поставленная цель достигаеся тем, что в сенаторе электрической машины, содержащем выполненный из ферромагнитного материала остов и.обмоточные группы, закрепленные на остове, последний имеет отверстия с буртами, образупщими посадочные места под обмоточные группы, изолирующие зазоры, расположенные с чередованием между отверстиями остова и противоположными торцами, и немагнитные зазоры, расположенные между отверстиями остова,: причем активные части остова и обмоточных групп. имеют ферромагнитное покрытие, расположенное со стороны обмоточных групп и нанесенное преимущественно плазменным напылением.

На фиг, 1 изображен статор в изоЗО. метрии; на фиг. 2 - то we,ïoïåðå÷ный разрез; на фиг. 3 — развертка остова статора с одной установленной обмоткой; на фиг. -4 — принципиальная электрическая схема развертки

35 ротора; на фиг..5 - участок остова между отверстиями без покрытия, по1073844 зультате нанесения покрытия 3, размещены участки остова, бурты, обмотки и шунты. Участки остова содержат немагнитные зазоры 4 и используются в качестве магнитных шунтов 10 между зубцами 7.

Устройство работает следующим образом. о

При подключении катушечных групп 2, например обмоток пар полюсов, к источнику тока (зубцам 7 ) наводится магнитный поток, который замыкается в магнитопроводе 3 и за пределами зубцов в воздухе. Этот магнитный поток в то же время проходит через части остова 1 . — бурты 5, которые являются составной частью полюсов 7. Часть остова 1, находящегося в пазу 8, обращенная внутрь статора, шунтирует магнитный поток шунтовыми участками 10, в. результате чего выравнивается магнитный поток в пазовой области между зубцами 7. Пазовое рассеяние ограничивает немагнитный зазор 4 в шунтовой части 10 остова 1.

Созданию тока, индуктированного катушечными группами 2 в остов 1 по периметру посадочного места, образованному буртами 5, препятствуют изолирующие зазоры 6. При сообщении катушечных групп 2 с источниками постоянного или многофазного переменного тока в воздушной области статора, прилегающей к зубцам 7, возбуждается постоянное, пульсирующее или вращающееся магнитное поле, которое используется для перемещения вторичного элемента (ротора).

Буквенныии индексами на фиг. 3-5 обозначены: i — контур тока обмо- . ток; е „, е, е З, е Л вЂ” ЭДС, наведенные указанным током по контурам вокруг отверстий в остове, а и:вточки сечения электрической схем развертки остова.; л - ширина участка сечения остова, включающая бурты и магнитный шунт; Х вЂ” ширина немагнитного зазора, Использование магнитопроводного остова в конструкции позволяет улучшить структуру магнитного поля в рабочем зазоре статора, уменьшить сопротивление магнитной цепи, упростить конструкцию и технологию изготовления статора.

Улучшение структуры лагнитного поля получают за счет использования участков остова между полюсами

7 в качестве магнитных шунтов 10 ° которые сообщают (шунтируют ) в магнитном отношении с ленные полюса, в результате чего индукция в области иунта от полюса (зубца ) снижается плавно по мере удаления от края . .зубца к центру шунта, что способствует снижению гармоник высших поряд5

65 ков в зуоцовой зоне статора, а следовательно, и интерференции указанных гармоник с роторными гармониками, что позволяет улучшить форму механической характеристики и порысить КПД электродвигателя.

Немагнитные зазоры 4, кроме того, позволяют снизить пазовое расстояние через шунтовые участки 10, т.е. ограничить замыкание через эти участки, части магнитного потока от одного зубца к другому.

Введение немагнитного зазора в шунтовую часть остова в 0,1 Х его ширины снижает. магнитную проницаемость этого участка в 100 раз. Следовательно, во столько же раэ увеличивается магнитное сопротивление и снижается пазовое рассеяние, что способствует повышению полезной индукции в,зазоре и, следовательно

КПД электродвигателя.

Изолирующие зазоры 6, расположенные с различных торцов остова 9, препятствуют созданию тока короткого замыкания вокруг отверстий 11, который может возникать в случае питания обмоток 2 переменным током.

Изолирующие зазоры 6 препятствуют созданию тока в посадочных местах, а также возбуждению токов во всем остове, так как в различных контурах вокруг посадочных хлест наводятся равные по модулю ЭДС с противоположными фазами.

Электрическая схема остова 1 (фиг. 4 ) по отношению к одной обмотке разомкнута, а по отношению к любому числу пар обмоток, соотвествующих парам полюсов, является бифиллярной.

Такюл образом, наличие изолирующих зазоров 6 в остове позволяет исключить возбуждение в нем токов наведенных магнитным полем обмоток и связанных с ними дополнительных потерь, что способствует повышению .энергетических параметров электродвигателя предложенной конструкции.

Уменьшение сопротивления лагнитной цепи статора по сравнению с известными конструкциями в предпоженкой конструкции получается за счет повышения плотности магнито- . провода (покрытия )у использования буртов 5 остова в магнитных цепях;. уменьшения длины средней силовой линии напряженности в магнитопроводе.

Так плотность магнитопровода, изготовленного заливной магнитодиэлектрической массой, составляет

0.,4 плотности компактного железа; прессованием порошков железа в прессформе давлением 600 ИПа " 0,8-0,75; ,при плазменном напылении " 0,85-0,95, Таким образом, плазменное напыле1073844 ние позволяет получить более высокую плотность магнитопровода в данном статоре беэ применения высо» ких давлений прессования (600 йПа ), ограничивающих возможность выполнения предложенной конструкции статора.

Бурты 5 служат как элементы крепления обмоток и частями полюсов..

Если учесть, что магнитная проницаемость остова может быть достаточно большой (трансформаторная сталь, армкожелезо и т.д.), то бурты 5 с большей проницаемостьЮ, чем напыленный полюс 7, повысят общую проницаемость.магнитопровода 9 этой области, так как в конструкции бурты 5 совпа- 15 дают с направлением основного магнитного в полюсах 7.

Ддина силовой линии в магнитопроводе зависит от его геометрических размеров и конфигурации. Из фиг. 2 видно, что магнитопровод, образованный с внешней стороны напылением, повторяет контур остова с обмотками, т.е. покрытие ложится по образукщей этих поверхностей по наименьшему расстоянию. В результа- . те чего линии напряженности магнитного поля в нем имеют наименьшую длину.

По сравнению с прототипом в предложенной конструкции преимуществом является наличие зубцовой эоны, так как размещение обмоток на беззубцовом магнитопроводе увеличивает эквивалентный немагнитный зазор между укаэанньвк статором и ротором на величину, пропорциональную толщине обмоток ипи дополнительных зазоров между вспомогательными электромагнитными элементамИ и беззубцовым статором.

Другим преимуществом является простота конструкции предлагаемого статора, что позволяет полностью автоматизировать производство, так как в основе технологии статора лежат современные технологические процессы; штамповка, выполнение обмоток на каркасах, шаблонах и плазменное напыление, что позволяет исключить ручной труд на операциях по изготовлению магнитопровода, его мехобработки, размещению обмоток и их креплению в пазах, тем самым снизить трудоемкость

МФ изделия.

1073844

Ю 12 8 5

L ц .4 г

Заказ 358/51 Тираж 667

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Н. Сухоярская

Редактор О. Колесникова Техред О.Неце КорректорЮ. Макаренко