Магнитопровод электрической машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. МАГННТОПРОВОД ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, содержащий ярмо и :зубцовую зону, включающую непрерывную ленту, пазы которой чередуются с элементами, образующими зубцы, отличающийся тем, что, с целью повышения энергетических показателей и упрощения технологии изготовления, из упомянутой ленты образованы желоба, соединенные друг с другом расположенными в ихторцовой части перемычками, ширина которых равна высоте зубца, длина равна ширине зубца, а с противоположной стороны боковые стенки желобов имеют лепестки, соединенные с торцовой частью зубцов, при этом о бразующие зубцы элементы размещены в ячейках, образованных боковыми стенками смежных желобов, перемычкой и лепест- § ками боковых стенок желобов. 00 ел 00 ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3дп Н 02 К 1/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3374680/24-07 (22) 04.01.82 (46) 07.03.84. Бюл. Р 9 (72) Я.М. Хант и E.Ñ. Гомануха (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский

Я и технологический институт электромашиностроения (53) 621.3.042(088.8) (56) 1, Патент CtdA Р 3983435, кл. 310-259, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

1по заявке 9 2904263/24-07, кл. Н 02 К 1/06, 1980. (54)(57) 1. МАГНИТОПРОВОД ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, содержащий ярмо и

:эубцовую зону, включающую непрерыв„„SU„„7 5 A ную ленту, пазы которой чередуются с элементами, образующими зубцы, ;отличающийся тем, что, с целью повышения энергетических показателей и упрощения технологии изготовления, из упомянутой ленты образованы желоба, соединенные друг с другом расположенными в их.торцовой части перемычками, ширина которых равна высоте зубца, длина равна ширине зубца, а с противоположной стороны боковые стенки желобов имеют лепестки, соединенные с торцовой частью зубцов, при этом образующие зубцы элементы размещены в ячейках, образованных боковыми стенками смежных желобов, перемычкой и лепест- Я нами боковых стенок желобов.

3, Магнитопровод по п,1, о т л и ч а ю шийся тем, что зубцовая зона соединена с ярмом в торцовой части посредством лепестков, выполненных на зубцовой зоне.

2. Магнитопровод по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что, боковые стенки желобов имеют усики, отогну-. тые в сторону паза.

Изобретение относится к магнитной системе неявнополюсных электрических машин переменного тока.

Известен узел статора, сформованный из плоского полосового материала, 5 содержащий ярмо из первой полосы и снабженный внутренней поверхностью.

Множество зубцов расположено вокруг внутренней поверхности, которые образованы из непрерывной второй поло- 10 сы (1), Однако в данном устройстве все пазы закрыты, для крепления обмотки необходимо вводить дополнительный элемент. Открытый паз снижает энергетические показатели электрической машины, при этом узкий паз не всегда удовлетворяет требования, предъявляемые к электрической машине. К тому же количество дополнительных элементов в магнитопроводе опреде ляется количеством пазов, а технология изготовления дополнительных элементов является трудоемкой. Дополнительный элемент устанавливается между ребрами гофры в середине зуб ца, вследствие чего воздушный зазор между слоем перемычки и изгибом дополнительного элемента увеличивается и повышает ток намагничивания, местные перегревы в магнитопроводе, что снижает надежность электрической машины. Разнотолщинность стали, йз которой изготавливают дополнительные элементы, даже в пределах допусков может привести к выпаданию их из посадочного места, они могут быть источником шума под воздействием магнитных полей.

Наиболее близким к предлагаемому является магнитопровод электрической 4О машины, содержащий ярмо, виток из стальной ленты, намотанной на ребро и зубцовую зону, включающую гофрированную ленту, которая выполнена с чередующимися по окружности паза- 45 ,ми, открытыми в сторону ярма и pac" точки магнитопровода, В пазах, откры" тых со стороны ярма, размещены эле менты, образующие зубцы из гофрированной ленты, ширина которой равна 50 высоте зубца (2 J.

Однако в известном устройстве при изменении числа зубцов магнито провода необходимо менять штампы или технологическую систему, чтобы изготовить гофру с новым числом зубцов и пазов, Такие штампы стоят дорого, они малостойки и устанавливаются в основном на энергоемком и металлоемком оборудовании. Такой маг- нитопровод выполнен с открытыми пазами, что не всегда рентабельно в электромашиностроении, так как снижаются энергопараметры электродвигателя или требуется вводить дополнительный элемент, который бы удерживал обмотку в пазу и осуществлял магнитное прикрытие паза. К тому же у гофры все тангенциальные участки малоактивны и выполняют лишь механические функции. При шлйфовке увеличивается трудоемкость изготовления, появляется дополнительный наклеп в активной зоне магнитопровода. Крепление гофры к ярму возможно лишь в рабочем пространстве магнитопровода, а в малых машинах крепление осуществить трудно, да и клеющий слой не распределяется равномерно.

Цель изобретения — повышение энергетических показателей и упрощение технологии изготовления.

Поставленная цель достигается тем, что в магнитопроводе электрической машины, содержащем ярмо и зубцовую зону, включающую непрерывную ленту, пазы которой чередуются с элементами, образующими зубцы, из упомянутой ленты образованы желоба, соединенные друг с другом расположенными в их торцовой части перемычками, ширина которых равна высоте зубца, длина равна ширине зубца, а с противоположной стороны боковые стенки желобов имеют лепестки, соединенные с торцовой частью зубцов, при этом образующие зубцы элементы размещены в ячейках, образованных .боковыми стенками смежных желобов, перемычкой ,и лепестками боковых стенок желобов.

Боковые стенки желобов имеют усики, отогнутые в сторону паза.

Зубцовая зона соединена с ярмом . в торцовой части посредством лепестков, выполненных на эубцовой зоне.

На фиг. 1 показан магнитопровод статора электрической машины со

1078535 скошенными пазами; на фиг. 2 — нид

A на фиг,1 на внутреннюю расточку статора на фиг. 3 — зубцоная зона магнитопровода; на фиг. 4 — ферромагнитная лента для зубцоной эоны с линиями раскроя и изгибов, Ярмо 1 магнитопровода может быть, выполнено из ленты, нанитой на ребро, штампованным из листов, прессованным из железного порошка или литым-массивным. Зубцовая зона 2 из ферромагнитной ленты выполнена в виде желобов 3. Усики 4 зубцоной зоны, отогнутые к пазу, удерживают обмотку н пазу и служат магнитным прикрытием паза. 15

Монтажные лепестки 5 отогнуты от зубцовой зоны к ярму и соединены с ним с помощью сварки, Места соединения б представляют точечную сварку монтажных лепестков с ярмом. 20

Зубец 7 зубцовой зоны выполнен из гофрированной ферромагнитной ленты или набран из отдельных пластин. Слои зубца 7 изображены в проекции (нид сверху ). Места соединения 8 боковых 25 лепестков 9 со слоями зубцов обозначают точечную сварку.

Боковые лепестки 9 прикрывают зубец с торца, Желоба 3 в торцовой части соединены друг с другом перемычками 10. На ленте показана ось

30 изгиба 11 и Т-образные просечки 12.

На фиг. 3 и 4 приняты следующие обозначения: а — ширина паза: Ь— ширина перемычки; с — длина вылета ,лепестка эа пределы магнитопровода; высота желоба, — длина магнитопровода.

Устройство работает следующим образом.

Полузакрытые пазы, полученные за счет лепестков паза, значительно улучшают состояние поля в рабочем воздушном зазоре. Кривая МДС будет более симметричной, без провалов, что способствует повышению энерго- 45 параметров электрической машины, а скос пазов способствует снижению уровня магнитного шума и вибрации электродвигателя. Установление равномерного воздушного технологичес- 50 кого зазора между зубцоной зоной и ярмом принодит к одинаковому падению магнитного потенциала на всех участках магнитной цепи, что благоприятно сказывается на использова- 55 нии объема машины.

Технология изготовления зубцоной зоны и сборка магнитопровода является простой и доступной. Ярмо магнитопровода выполняют в виде цилиндра б0 любым известным способом. Для статора машины переменного тока может быть применен ферромагнитный лист, из которого наштампованы кольца и собраны в пакет, или из непрерывной ленты, нанитой на ребро. Для ротора, <роме вышеописанных., может быть использовано массивное ярмо, полу ченное методом спекания железного порошка, склеивания в магнитодиэлектрик, литой или точечный из стали или чугуна.

Зубцоная зона состоит из нескольких элементон. Основной несущий элемент выполнен из непрерывной ферромагнитной ленты. Иэ рулона электротехнической стали нарезают ленты, ширина которых ранна периметру паза.

Ленту направляют в устройство, в котором на нее наносят сквозные Т-образные просечки 12. Просечки разных размеров расположены встречно друг другу и н шахматном порядке, начиная от кромок ленты.

Затем на ленту наносят канавки, которые располагают по осям изгибов, которые наносят на ленту, если ее толщина превышает 0,30 мм,и способствуют изгибу материала, а также обеспечивают заданные размеры при фомовании зубцовой зоны. Канавки имеют клиновидную форму, могут быть расположены как по одну, так и по обе стороны ленты (не показаны).

Выполняют их резцом, выбирая часть металла, или острой кромкой ролика, прокаткой. Глубина канавки не должна превышать 70-80% толщины ленты, в результате чего сохраняется непрерывность конструкции.,После этого ленту направляют н следующее технологическое устройство, в котором по осям изгибон с помощью гибочных ножей и штоков, (возможно применение роликов ) формуют ленту в желоба и ломают по линиям поперечных изгибов.

Боковые стенки смежных желобов, отогнутые боковые лепестки 9 вместе с перемычкой 10 образуют ячейку под зубец. 7, который формуют из третьей ленты, ширина которой равна высоте зубца. Ее гофрируют по ширине, обра-. зуя ребра гофры, равные длине магнитопровода, Возможно также изготовление зубцов из отдельных пластин, Сформованные : зубцы размещают в ячейках зубцовой зоны и с торцовых сторон соединяют с основным несущим элементом. Соединение осуществляется в основном с помощью электрической сварки. Расположение монтажных лепестков пока сохраняют горизонтальным по отношению к плоскости дна паза.

Усики паза могут быть расположены в любом положении, удобном для укладки обмотки н паз, При укладке жесткой секции в паз .усики должны быть отогнуты, а если размещение обмотки ведется с помощью существую" щих обмоточных станков, паэ будет полуприкрыт усиками. Сформованная. зубцовая зона достигает заданного

1078535 размера, затем ее отделяют от общей ленты и сворачивают в цилиндр. Цилиндр изолируют по внешнему диаметру и вводят в ярмо 1, затем в пазы вводят опрессовывающие шлицы, которые .отгибают монтажные лепестки к ярму, а вся зубцовая зона опрессовывается с целью равномерного прижатия ее к ярму, С помощью электрической сварки соединяют зубцовую зону с ярмом. 10

После введения обмотки в пазы усики обжимают по внутреннему диаметру магитопровода.. При изготовлении магнитопровода со скошенными пазами просечки выполняют под заданным углом, 35 по отношению к кромке ленты. При изготовлении магнитопровода ротора усики 4 выполняют более широкими, чем для статора, так как при размещении эубцовой эоны на ярме па- 20 зовая коробочка расширяется к внешнему диаметру.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным, н котором получаются разновыдотные ребра, так как 25 в металле механические свойства по длине ленты неоднородны, повышает энергопараметры. В предлагаемом устройстве по всем осям изгибов размещены клиновидные канавки, которые З0 наносят на ленту с учетом ее разнотолщинности и поэтому достижение заданных размеров магнитной цепи электрической машины обеспечивают без доводочных операций. КРоме того предлагаемое устройстно с полузакрытым пазом приводит к улучшению состояния магнитного поля в рабочем воздушном зазоре. Перенос крепления зубцовой зоны к ярму из рабочего пространства на торцовую часть пакета магнитопровода позволяет уменьшить влияние технологического воздушного зазора на параметры машины.

Опрессовка зубцовой эоны н ярме уменьшает зазор до минимума и тем 45 самым повышает энергопараметры электрической машины. При использовании известного устройства невозможно ,получить магнитопровод со скошенными пазами из равной ленты, так 50 как он должен быть ступенчатым, что усложняет технологию его раскроя.

Двигатели со скошенными пазами имеют более низкий уровень магнитного шума и вибрации, 55

Кроме того, формирование несущей части зубцовой зоны в предлагаемом устройстне проще, чем н известном, так как вместо тихоходных прессов с ножами для гофрирования применяют- g0 ся высокопроизводительные катящиеся ролики. При этом часть магнитопровода, выполняющая прикрытие паза, является неотъемлемой частью эубцоной зоны, н то время как у протототипа его необходимо отдельно изготавливать, а, потом крепить.

Обязательной операцией в технологии изготовления известного устройства является сошлифовка части гофры, обращенной. к рабочему зазору, которая трудоемка и неудобна, так как ее необходимо выполнять после того, как в пазы уложена обмотка, иначе вся конструкция рассыпется.В предлагаемом устройстве отсутствуют доводочные технологические операции.

Кроме того, приклеивание зубцовой эоны к ярму представляет малоэффективный способ крепления, так как малое содержание клея в зазоре не обеспечивает прочного крепления, а увеличение его количества приводит к ухудшению энергопараметров,вследствие увеличения воздушного технологического зазора. Крепление осуществляется с торцов пакета, что

1наиболее удобно и надежно в креплении и не влияет отрицательно на энергетические параметры электрической машины. Кроме того, значительно упрощается сборка магнитопровода с остальными частями электродвигателя, например изоляция паза, укладка обмотки и другие. В известном устройстве на выходе из паза, как и у шихтованного магнитопровода,имеются острые кромки, от которых надо тщательно защищать обмотку усиленной изоляцией. В предлагаемом устройстве с торцов пазовой коробочки нет острых кромок, так как углы получены изгибом остальной ленты и имеют скругления и цельный переход, поэтому нет необходимости вводить дополнительную изоляцию или усложнять ее конструкции. Усики, прикрывающие паз, значительно улучшают технологию сборки статора. После укладки обмотки в пазы эти усики подпрессовынают, утопляют несколько в паз, вследствие чего повышается коэффициент заполнения паза медью.

Усики выполнены таким образом, что они несколько выступают за пределы магнитопронода, что дает большие преимущества, так как они частично прикрывают лобовые части обмотки, причем являются теплоотводами, защищают обмотку от ротора прн монтаже или демонтаже. На роторе; например, такие выступы понышают пусковые характеристики °

1078535

Составитель Ф, Подольская

Техред Ж.Кастелевич Корректор С. Патрушева

Редактор Н. Ковалева

Заказ 979/48 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4