Шихтованный магнитопровод электрической машины

Шихтованный магнитопровод электрической машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электро машиностроению. Цель изобретения - повышение энергетических параметров и уменьшение материалоемкости элект- f 3 г-. рической машины. Ярмо 1 шихтованного магнитопровода электрической машины в радиальном направлении имеет переменную ширину, определяемую по елеш дующему выражению h, hg , где hg. - ширина ярма в i-м радиальном сечении; hg - ширина ярма в радиальном сечении, где направление рабочего магнитного потока составляет угол об с направлением проката материала; П(о - относительная магнитная проницаемость материала под углом Oi;, к направлению проката; и; - относительная магнитная проницаемость в i-M радиальном сечении в направлении, совпадаюшем с направлением рабочего магнитного потока. Кроме того зубцы 2 могут иметь различную ширину. Это позволяет получить изотропный в магнитном отношении магнитопровод, благодаря чему достигается более полное использование его объема и улучшаются условия охлаждения. 1 з.п. ф-лы,-; 4 ил. о (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (su 4 Н 02 К 1/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ДBTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3952994/24-07 (22) 01,07.85 (46) 07.03.87. Бюл. М- 9 (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт электромашиностроения (72) В. В. Першин, В. Т. Тильк, Н). У. Иавлянбеков и Г. В. Парфенов (53) 621.313.04(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 523484, кл. Н 02 К 1/16.

Виноградов Н, В. Производство электрических машин. — N. Энергия, 1970, с. 45, Авторское свидетельство СССР

1(955368, кл, Н 02 К 1/16. (54) ШИХТОВАННЫЙ ИАГНИТОПРОВОД ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАПППЫ (57) Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретенияповышение энергетических параметров и уменьшение материалоемкости электФ рической машины. Ярмо 1 шихтованного магнитопровода электрической машины в радиальном направлении имеет переменную ширину, определяемую по следующему выражению h . = h

IU а; а„ ц; где hä. — ширина ярма в i-м радиаль-" ном сечении; ho — ширина ярма в радиальном сечений, где направление рабочего магнитного потока составляет угол (с направлением проката материала; р — относительная магнитная проницаемость материала под углом . к направлению проката; р; - относительная магнитная проницаемость в

i-м радиальном сечении в направлении, совпадающем с направлением рабочего магнитного потока. Кроме того зубцы

2 могут иметь различную ширину. Это позволяет получить изотропный в магнитном отношении магнитопровод, благодаря чему достигается более полное использование его объема и улучшаются условия охлаждения. 1 з.п. ф-лы;, 4 ил.

1295482

Изобретение относится к электрическим машинам и может быть использовано преимущественно в производстве магнитопрЬводов электрических машин, например пакетов статора. 5

Цель изобретения — повышение энергетических параметров и уменьшение материалоемкости электрической машины.

На фиг. 1 изображена 1/4 листа статора предлагаемого магнитопровода и исходная лента для его изготовления в сравнении с известными 1/4 листа статора и исходной лентой; на фиг. 2 - схема изготовления оптималь ного варианта предлагаемого магнитопровода; на фиг. 3 — предлагаемый магнитопровод, вариант; на фиг. 4график зависимости относительной магнитной проницаемости от угла к направлению проката для одной из марок холоднокатаной электрической стали.

Магнитопровод состоит из зоны ярма 1 и зубцовой зоны 2.

Для того, чтобы он был изотропен в магнитном отношении, необходимо, чтобы магнитное сопротивление всех его участков было одинаковым. Магнитное сопротивление определяется по выражению

f5

По имеющейся кривой намагничивания материала, например, под углом М, к направлению проката рассчитывается ширина ярма h в радиальном

Р сечении, где касательная к окружности магнитопровода (т.е. направление рабочего магнитного потока) составляет угол М к направлению проката

А поскольку, для обеспечения изотропности магнитопровода произведение

Ьц должно быть равно произведению ; ° hä ° в любом i-м сечении, получают выражение для определения ширины ярма во всех остальных радиальных сечениях (т.е, в любом i-м сечении): где r м где h

35 aÄ

h, с ю

45

r; 1 ha магнитное сопротивление участка магнитопрода; длина участка; площадь сечения участка; относительная магнитная проницаемость материала.

В данном случае для каждого i-го радиального сечения ярма р - О; площадь.i-ro сечения, определяется произведением ширины ярма h . иа длину

1 магнитопровода, которую мощно исключить, так как она является величиной постоянной, относительная магнитная проницаемость в каждом радиальном сечении имеет свое значение

Таким образом, для любого i-го радиального сечения ярма магнитное сопротивление определяется по выражению где r . — магнитное сопротивление ярм1 ма в i-м радиальном сечении1

1 С, — ширина ярма в i-м радиальном сечении; — относительная магнитная ! проницаемость материала в

i-м радиальном сечении в том направлении к прокату, с которым совпадает направление рабочего магнитного потока в этом сечении.

Направление рабочего магнитного потока в каждом радиальном сечении совпадает с касательной к окружности магнитопровода в этом сечении. ширина ярма в любом i-м радиальном сечении; ширина ярма в радиальном сечении, где направление рабочего магнитного потока составляет угол К с направлением проката материала; относительная магнитная проницаемость материала под углом Ж к направлению проката; относительная магнитная проницаемость материала в

i-м радиальном сечении в направлении, совпадающем с направлением рабочего магнитного потока.

Аналогичным образом получают выражение для определения ширины любого

g-ro зубца с учетом того, что направление рабочего магнитного потока в зубцах совпадает с их продольной осью:

1295482

Рм

Ь,. =Ь, где Ь вЂ” ширина j-ro зубца

У

Ь2 — ширина зубца, продольная ось которого составляет с 5 углом о с направлением проката материала, 11А — относительная магнитная проницаемость материала

10 под углом о, к направлению проката; а — относительная .магнитная

ГJ проницаемость материала в направлении рабочего магнитного потока в 1-м зубце.

Таким образом, достаточно иметь кривую намагничивания материала под каким-либо углом <6 к направлению про20 ката и кривую зависимости относительной магнитной проницаемости от угла к направлению проката, чтобы по известной методике рассчитать значения и Ь, а через них по приведенным25 и 2 о выражениям рассчитать ширину ярма и зубцов во всех остальных сечениях предлагаемого магнитопровода..

Для примера приведена кривая (фиг. 4) зависимости относительной магнитной проницаемости от угла к направлению проката для холоднокатаной электротехнической стали марки

3413. Для остальных марок холоднокатаных сталей характер кривых аналогичен и они отличаются только абсо35 лютными значениями магнитной проницаемости.

Поскольку наиболее высокую магнитную проницаемость материал имеет 40 о вдоль направления проката (k = 0 ), а направление рабочего магнитного потока совпадает с касательной к окружности магнитопровода, то ширина ярма h>, наименьшая в том радиаль- 45 ном сечении, где направление рабочего магнитного потока совпадает с направлением проката, т.е. в сечении под а углом 90 к направлению проката, и тот зубец имеет наименьшую ширину

Ь, продольная ось которого совпа а дает с направлением проката. Соответственно, наиболыпую ширину h ярмо

60 имеет в том сечении, где направление рабочего магнитного потока и направление проката в материале составляют а угол в 60, т.е. в сечении под углом о

30 к направлению проката, и наибольшую ширину b имеет тот зубец, продольная ось которого составляет угол о

60 с направлением проката и т.д.

На фиг. 1 сплошной линией показана 1/4 предлагаемого магнитопровода и исходной ленты 3 стали для его изготовления, а пунктирной — известных

1/4 магнитопровода и исходной ленты

4. В остальных четвертях в силу симметричности магнитной анизотропии размеры магнитопровода повторяются.

Таким образом, форма внешней поверхности предлагаемого магнитопровода повторяет форму зеркально отраженной от осиос кривой зависимости относительной магнитной проницаемости материала ц от угла к направлению проката, причем ось а совпадает с окружностью магнитопровода, а ось р в каждом соответствующем радиальном сечении — с радиусом магнитопровода.

Предлагаемый магнитопровод имеет меньший, чем у известного размер в направлении, перпендикулярном направлению проката материала и вдоль этого направления, что позволяет применять по сравнению с известным более узкую на величину С ленту, а также снизить вес магнитопровода.

Увеличение размера предлагаемого магнитопровода по отношению к извео стному в сечении под углом 30 к направлению проката, где направление рабочего магнитного потока состава ляет угол 60 к направлению проката, производится за счет той части ленты, которая идет в отход и к увеличению расхода материала не приводит.

На фиг. 2 показана схема изготовления оптимального варианта предлагаемого магнитопровода. Листы магнитопровода штампуются из ленты 3 электротехнической стали шириной Н, равной рассчитанному наименьшему размеру магнитопровода в сечении, перпендикулярном направлению проката, штампом 5 с наружным диаметром матрицы, равным рассчитанному наибольшему размеру магнитопровода (D) в сео чении под углом 30 к направлению. проката. Участки ярма, полученного таким образом магнитопровода (заштрихованы), выходящие за расчетный наружный контур, используются для выполнения шлицов 6 под скобы или сварку для скрепления пакета магнитопровода. При таком варианте изготовления, штамповка осуществляется

% 12 штампом обычной конструкции с перемычкой по шагу 6.

На фиг. 3 показан вариант предлагаемого магнитопровода с улучшенным охлаждением. Каждый последующий лист (или группа листов) повернут вокруг продольной оси магнитопровода относительно рядом расположенного предыдущего листа (или группы листов) на некоторый угол таким образом, что их зубцы совпадают, а радиальное сечение, в котором ширина ярма минимальная, последующего листа как можно ближе совмещается с радиальным сечением, в котором ширина ярма максимальна, предыдущего. Например, для стали 3413 листы (или группа листов) повернуты один относительно другого, о на угол примерно в 60 . В этом слу-. чае площадь внешней, открытой поверхности магнитопровода за счет выступающих участков 7-9 наибольшая, что обеспечивает для некоторых типов электрических машин, например, безкорпусных или с обливным корпусом, наибольшую теплоотдачу и, поэтому; наилучшие условия охлаждения, что повышает надежность электрической машины. При запрессовке такого магнитопровода в корпус образующиеся полости могут быть запблнены теплопроводящим составом.

Таким образом, предлагаемый магнитопровод позволяет повысить энергетические параметры за счет более полного использования объема магнитопровода, лучших условий охлаждения.

При этом снижается расход материала— холоднокатаной электротехнической стали, вес магнитопровода и его габариты, 95482 зубцы, отличающийся тем, тем, что, с целью повьппения энергети» ческих параметров и уменьшения материалоемкости машины, ярмо выполнено с переменной по радиусу шириной, определяемой по выражению а; а !

20 где b

7)

Ъ

Π— ширина )-го зубца; — ширина зубца, продольная ось которого расположена под углом М, к направлению проката; — относительная магнитная где h,,— ширина ярма в i-м радиальа,, ном сечении; — ширина ярма в радиальном

a„ сечении, где направление рабочего магнитного потока составляет угол п4 с направлением проката материала; — относительная магнитная проницаемость материала под углом с4 к направлению про.ката;

P, » относительная магнитная проницаемость материала в

i-м радиальном сечении, в

25 направлении совпадающем с направлением рабочего магнитного потока.

2. Магнитопровод по п. 1, о т— л и ч а ю шийся тем, зубцы име30 ют различную ширину, определяемую выражением

Формула изобретения

1. Шихтованный магнитопровод электрической машины, содержащий ярмо и проницаемость материала в том направлении к прокату, с которым совпадает продольная ось -го зубца.

1295482

0 15 З

Составитель А. Кузьмин

Редактор Н. Бобкова Техред Л.Сердокова, Корректор N. Пожо

Заказ 625/60 Тираж 661 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4