Беспазовый статор электрической машины

Беспазовый статор электрической машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электромашиностроению . Цель изобретения - уменьшение отходов материалов. Беспазовый статор содержит корпус 1, ярмо 2, вьтолненное витым из электротехнической стали, и распределенньй активньм слой 3, состоящий из магнитоэлектрически активных сторон катушечных групп 4-9, изготовленных независимо от ярма. Каждая группа состоит из двух активных сторон, например 5-5. Активные стороны в группе состоят из сдвоенных элементов 10, соединенных между собой сдво - енными лобовыми частями 11. Пакет объединяет несколько групп. Элементы 10 выполнены из магнитопроводного и электропроводного материала,например биметалла.В предложенной конструкции отсутствует утолщение лобовых част тей, витки на всем протяжении имеют одинаковую длину. Это обеспечивает повышенное использование металла лобовых частей. 1 з.п. ф-лы, 36 ил. г (Л 13 12 Ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) 4 Ai (51) 4 Н 02 К 1/06 3/04

3Я(;() Щ? +5%

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ МОЯ)(() > "" .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3462630/24-07 (22) 05.07.82 (46) 23.08.87. Бюл. N 31 (71) Краматорский индустриальный институт (72) Л.В.Ванкевич (53) 621.313.04(088.8) (56) Авторское свидетельство CCCF

Ф 851646, кл. Н 02 К 1/06, 1979.

Авторское свидетельство СССР

У 1083288,кл. Н 02 К 3/04, 1982. (54) БЕСПАЗОВЬИ СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

МАШИНЫ (57) Изобретение относится к электромашиностроению. Цель из обре те ния уменьшение отходов материалов. Беспазовый статор содержит корпус 1, ярмо 2, выполненное витым из электротехнической стали, и распределенный активный слой 3, состоящий из магнитоэлектрически активных сторон катушечных групп 4-9, изготовленных независимо от ярма. Каждая группа состоит из двух активных сторон, например 5-5. Активные стороны в группе состоят из сдвоенных элемен— тов 10, соединенных между собой сдво— енными лобовыми частями 11. Пакет объединяет несколько групп. Элементы

10 выполнены из магнитопроводного и электропроводного материала, например биметалла. В предложенной конструкции отсутствует утолщение лобовых част тей, витки на всем протяжении имеют одинаковую длину. Это обеспечивает повышенное использование металла лобовых частей. 1 з.п. ф-лы, 36 ил.

1332457

55

Изобретение относится к электрическим машинам.

Цель иэобретения — уменьшение от1 ходов материалов.

На фиг.1 показана конструкция беспазового статора цилиндрического исполнения, правая часть, разрез; на фиг.2 — статор, продольный разрез; на фиг. 3 — полоса для заготовки; на фиг. 4 — то же, с меньшей шириной; на фиг. 5 — полоса с выштампованными вырезами и дополнительными активными элементами, отделенными от лобовой части разрезом; на фиг. 6 — начало 15 формирования группы; на фиг.7 — объединение элементов и лобовой части по разрезу; на фиг.8 — группа из сложенной полосы; на фиг.9- группа после изгиба по продольной оси и рас- рр тяжки; на фиг. 10 — группа с токопроводящим выступом, вид в плане; на фиг. 11 — сложенная группа, вид с торца; на фиг. 12 — сочлененная вторая группа с первой; на фиг. 13 — момент сочленения двух групп; на фиг. 14 — собранный пакет, вид сзади; на фиг. 15 — то же, вид с торца; на фиг. 16 — то же, вид в плане; на фиг. 17 — то же, вид снизу; на фиг. 18 — заготовка для второй группы пакета; на фиг. 19 " заготовка для третьей группы пакета; на фиг. 20— собранная вторая группа, вид в пла— не; на фиг.21 — собранная третья груп- З5 группа; на фиг. 22 — полоса с вьпптампованными элементами (заготовка для первой группы, вариант); на фиг.23 полосы с двумя отогнутыми в разные стороны активными элементами; на 4р фиг. 24 - сложенная группа, вариант; на фиг.25 — сложенная по оси группа; на фиг. 26 — растянутая группа; на фиг. 27 — то же, вид в плане; на фиг.28- то же, вид снизу; на фиг.29 — 45 дополнительное соединение активных элементов с лобовыми соединениями; на фиг. 30 — выштампованная заготовка для второй группы (к варианту); на фиг. 31 — выштампованная заготовка для третьей группы (к варианту); на фиг. 32 — вторая группа из сложенной заготовки по фиг. 30; на фиг. 33— третья группа из сложенной заготовки по фиг. 31; на фиг.34 — сложенная группа, вариант; на фиг. 35 — то же, вид сверху; на фиг. 36 — таблица вырезов в группах для помещения лобовых частей.

Беспазовый. статор имеет корпус 1, выполненный литым или cBBpHbM> ярмом

2, выполненное витым из электротехнической стали с изоляцией, и распределенный активный слой 3, состоящий иэ магнитоэлектрически активных сторон катушечных групп 4-9, изготовленных независимо от ярма.

Каждая группа состоит иэ двух активных сторон, например 5-5 (фиг.1).

Активные стороны в группе состоят из сдвоенных элементов 10, Сдвоенные элементы двух активных сторон группы соединены между собой лобовыми частями 11, имекщими в поперечном сечении П-образную форму, которые представляют одно целое с элемента ми 10. Группы выполняются как одно

I целое с изоляцией 12 всех активных элементов и лобовых соединений. Активные элементы имеют изоляцию 13 от ярма.

Катушечные группы соединяются между собой в зависимости от конструк— ции обмотки (трехфазная, однофазная и т.д.) и принятой схемы соединения (параллельное или последовательное).

От начала и конца групп делаются выводы, которые могут представлять одно целое с группами. Пакет объединяет несколько групп. Для трехфаэной обмотки пакет объединяет три группы (на фиг. 1 группы 4-6 образуют один пакет, а группы 7-9 — второй пакет).

Группы набраны из изолированных и соединенных между собой сдвоенных элементов, выполненных из материала, являющегося магнитопроводным и электропроводным, например биметалла.

Предлагаемая конструкция может быть выполнена и целиком из ферромагнитно4

ro материала. Заготовка группы изготовляется иэ полос. Применение двух полос 14 и 15 для изготовления заготовок, отличающихся ширинами 16 и 17, (фиг.3 и 4) обеспечивает уменьшение отходов по кромке вдвое.

Заготовка группы (фиг.5) изготовляется следукщим образом.

В полосе штампуется вырез 18, а с другой стороны такой же вырез дополняется активным элементом 19 с прорезью 20, т. е. вместо выреза штампуются окно 21 и прорезь 20. 3атем штампуются окна 22 и 23 с прорезями 24 и 25. Штамповка:выреза 18, окон 21 — 23 и прорезей 24 и 25 может производиться и одновременно.

57

4 изгибаются по пунктирным линиям и соединяются другие участки заготовки.

Из фиг. 5 и 7 видно, что все витки группы образуются двойной толщи— ной лобовых частей и двойной толщиной активных элементов. Двойная толщина образуется изгибом по пунктирным линиям лобовых частей и объединением активных элементов (26 с 19, 27 с 28, 29 с 43 и т.д.). Заготовка изолируется витковой изоляцией после полного изготовления всех витков или по ходу изготовления витков и образуется катушечная группа (фиг. 8) с активными сторонами 43 и 44, выполненными иэ элементом 10, соединенных лобовыми частями 11 различной ширины (фиг.8).

Полученная группа изгибается и ей придается форма, представленная на фиг. 9 — 11. Группа состоит иэ трех элементов 10 и имеет токопроводные выступы 45, способствующие прохождению магнитного потока в ярмо 2 статора. Все группы фаз выполнены одинаковой длины 46 и размеров, а вырезы 47 в группах имеют одинаковую длину. Лобовые части имеют одинаковую длину 48.

Три группы собираются вместе и образуют пакет. Сборка пакета осуще— ствляется следующим образом.

Первая группа изолируется и про— ходит полную обработку, становясь Монолитной. Вторая группа сочленяется с первой за счет нанизывания элементов, что осуществляется следующим образом.

В отверстие 49 (фиг. 10) вставляется половина витка 50 (фиг. 11), а вторая половина выводится наружу вместе с остальными витками. В от= верстие заводится очередной полувиток 51, а вторая половина вместе с остальным выводится наружу, затем нанизывается виток 52 и т.д.

После сочленения второй группы с первой она изолируется фазной изоляцией. Третья группа (на фиг. 1 шестая) сочленяется с первой и второй также за счет нанизывания элементов.

Нанизывание происходит одновременно на первую и вторую группы.

Изолированные межфазной изоляцией группы 4 — 6 представляют пакет 53, изображенный в разных проекциях на иг. 14 — 17. Расстояние 54 между стенками лобовой группы равно 2/3 ь (фиг. 11),а размер 55 равен полюсно40

13324

Вырез и все окна ограничены активными элементами 26, 19 и 27 — 29, размеры которых одинаковы.

Справа и слева от остальных элеР 5 ментов расположены лобовые части

30 — 32. Ширины 33 — 35 лобовых час= тей неодинаковы. Разность между ширинами 33 и 35 определяется учетверенной толщиной элемента, а разность между ширинами 33 и 34 составляет удвоенную толщину элемента.

Заготовка может быть изготовлена целиком на группу или состоять иэ неснескольких частей, которые затем соединяются воедино. После штамповки заготовка изолируется легкой изоляцией, например лаком, кроме небольших участков на лобовых частях и активных элементах, прилегающих к прорезям 20, 24 и 25 и которые будут прилегать после сборки. Назначение этой изоляции — противостоять вихревым токам, так что в многих случаях можно обойтись без нее. 25

Для получения группы заготовка складывается по пунктирным линиям

36 — 38, т.е. по оси лобовых частей.

Сложение лобовой части по пунктиру

36 образует вывод обмотки, который З0 может быть отогнут за предел группы.

Таким же образом изготовляется и второй вывод (не показан) . Дальнейший процесс формирования группы проходит следующим образом.

По пунктирной линии 37 изгибается левая часть заготовки (например, по часовой стрелке). При этом активные элементы 26 и 19 соединяются и к ним прилегает вывод, образованный лобовой частью (фиг. 6). Элементы 19 и

26 и вывод объединяются в одно целое по разрезу 20. Объединение производится пайкой, сваркой или при помощи токопроводящего клея. 45

Образовавшийся неполный виток 39 изгибают по линии 38 против часовой стрелки . При этом активные элементы

27 и 28 соед". ..няются и образуют.полный двойной виток. Элементы 27 и 28

50 объединяются в одно целое с лобовой частью по разрезу 24. Детально объединение элементов 27 и 28 и лобовой части по разрезу 24 показано на фиг. 7, где 37 и 38 — линии изгиба

40 и 41 — согнутые пополам лобовые части 30 и 31 и в окружности 42 пока- ф зан узел соединения активных частей и лобового соединения. Аналогично

5 133 му делению . Ha фиг. 17 показан пакет с группами 56 — 58.Изготовленный пакет изолируется, компаундируется, образуя монолитное целое. Пакеты собираются на шаблоне,на них по— мещается ярмо, вместе с которым ак— тивная часть помещается в корпус машины 1 и закрепляется кольцами 59 и 60 и прижимными дисками 61 и 62 лобовых частей статора. Дополнительное крепление обмотки и лобовых частей осуществляется изоляционными упорными элементами 63 и 64.

Группы 56-58 построены по одному принципу и отличие состоит в вырезах, посредством которых группы сочленяясь друг с другом образуют пакет, при этом сочленение осуществляется указанным способом нанизывания. Все вырезы в группах отличаются расположением и длиной.

Вырезы группы 57 имеют длину равную длине одной лобовой части, а вырезы групп 56 и 5 8 — длину, равную двум лобовым частям. Наличие таких вырезов обеспечивает получение пакета согласно фиг. 14 — 17. При этом чередование групп в пакете может быть и обратным.Токопроводящие выступы (фиг. 14) имеют увеличенные размеры по длине за счет использования участков 65, незанятых лобовыми частями (фиг.16).

В качестве варианта предлагается беспазовый электрический статор по фиг. 1 и 2, у которого статор изготовлен из аналогичных заготовок (фиг. 3 и 4) изготовление групп и пакетов ведется согласно фиг. 22-36, а пакеты прежние (фиг. 16 и 35, отличающиеся разным чередованием групп). В заготовках (фиг.3 и

4) штампуются чередующиеся разрезы

66-70 (по два с каждой стороны) и вырезы 71 для размещения лобовых часчастей. Справа и слева разрезов образуются у астки лобовых частей 72 и 73 и участки активных элементов

74-77 (фиг. 22). Такое изготовление

1 заготовки несколько проще и обеспечивает лучшее использование материала.

Элементы 74-77 отгибаются в разные стороны (фиг. 23). В результате происходит сложение верхних и нижних частей активных элементов 74-77. . Формуется группа за счет отгибания полученной заготовки по пунктирным

2457 в

5

40 линиям, которые также, как и в основном решении, делят лобовые части пополам. Изогнутая по пунктирным линиям

78-81 заготовка представляет уже сложенную группу. (фиг. 24) . Заготовка по фиг. 22 до изгиба элементов 74-77 может изолироваться лаком для уменьшения вихревых токов за исключением участков, прилегающих к разрезам. Во время образования группы (фиг. 23 и

24) производится дополнительное сое динение элементов с лобовыми частями (по линиям разреза) . Например, при изгибе по пунктиру лобовой части

72 соединяются между собой обе части элемента 75 и лобовая часть 72 по линии разреза 70 (фиг. 29).

Таким же образом производится соединение обеих частей элемента 76 и обеих лобовых половин элемента 74, после чего накладывается витковая изоляция и операции изгиба по пунктирным линиям, соединение активных элементов с лобовыми частями и изолирование повторяются. Технологией может быть предусмотрено выполнение всех соединений, а затем изолирование всей группы и укладка.

Сложенная группа (фиг. 24) изгибается по оси 82-83 симметрии и получается группа, изображенная на фиг. 25. При совмещении сложения группы и растяжки получается группа, представленная на фиг. 26 — 28. На фиг. 26 изображена группа после растяжки со сложенными активными элементами 84 и сложенными лобовыми частями

85 и 86, которые в конструкции являются активными, так как проводят ток и по ним проходит магнитное поле.

Как видно из фиг. 22, 23 и 29, в группе последовательно соединены активные элементы и лобовые части с образованием сдвоенных соединенных между собой витков. Лобовые части 87 и 88 и активные элементы, например

75, являются сдвоенными.

Выштампованные заготовки для последующих групп, например второй и третьей, приведены на фиг. 30 и 31, а на фиг. 32 и 33 приведены соответствующие сложенные группы.

Заготовки (фиг. 22, 30 и 31) отличаются друг от друга длиной вырезов для размещения лобовых частей.

Вырезы по фиг. 22 и 31 расчитаны на длину двух лобовых частей, а вы7 133245 резы по фиг. 30 — на длину одной лобовой части.

На фиг. 34 и 35 представлены пакеты изготовленного варианта, в окончательном виде соответствующие пакетам основного предложения. Отличие имеется в разном подходе к изготовлению групп. Сборка пакетов осуществляется также способом нанизывания витков групп. На первую группу нанизывается вторая группа, а на первую и вторую (вместе взятые) — третья группа. Из фиг. 35 видно, что по сравнению с аналогами группы имеют существенные отличия, но одновременно все группы эквивалентны по устройству и количеству затраченного материала. (фиг. 36).

8 другая часть рабоче го потока проходит через активные лобовые части 11, воз— душный зазор и ротор. Кроме того, часть рабочего потока проходит чере з активные элементы 10, пересекающие их лобовые части, и замыкается с корочением.

Предлагаемая конструкция статора обеспечивает экономию металла за счет уменьшения отходов кромок групп, за счет добавления ранее неиспользовавшихся (вырезавшихся) активных элементов, за счет повышенного использования металла лобовых частей, экономию в объеме машины за счет устранения двойной толщины в лобовых соединениях.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Группа 89 имеет полную длину активной части 92 и неполную (частично срезанную по сечению) часть 93.Уменьшение составляет (в правой части) две 25 лобовые части. Группа 90 имеет уменьшение активного сечения также на две лобовые части (-1,-1).Группа 91 имеет уменьшение на две лобовые части (-2 с левой стороны). Такое устройство gp обеспечивает симметричную работу всех трех фаз.

Из фиг. 35 и 16 видно, что пакеты в предлагаемой конструкции изготовлены с полным использованием объема и материала

При изготовлении групп в извест— ных устройствах образуются двойные утолщения в лобовых частях при изги- 4р бе. Эти утолщения компенсируются лри сборке пакетов не полностью и в результате получается общее увеличение объема на одну сторону группы, составляющее 7:6=1,17.

В предлагаемой конструкции отсут— ствует утолщение лобовых частей.Витки на всем протяжении имеют одинаковую длину.

Предлагаемый статор работает так же,как и известные устройства. Статор создает магнитное поле, которое взаимодействует с ротором, образуя вращательный момент для двигателя. В статоре создается ЭДС, если он применен в генераторе. Магнитное поле замыкается через активные элементы 10 статора, ярмо 2, снова активные эле— менты, воздушный зазор и ротор, а

1. Беспазовый статор электрической машины, содержащий ярмо и изолированную от него активную часть с лобовыми частями, выполненными из ряда пакетов, каждый из которых состоит из групп, выполненных из отдельных изоJIHpoB;iHHbIx друг от друга и соединенных между собой элементов с вырезами, посредством которых группы, сочленяясь одна с другой, образуют пакет и

44 изогнуты на 180 по продольной оси вырезон, образуя в поперечном сечении

П-образную форму, и все группы имеют одинаковую длину, а витки каждой последующей группы охватывают сечение предыдущей группы, причем группы смещены в осевом направлении на ширину лобовой части, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью уменьшения отходов материалов, активная часть и лобовые части выполнены из сдвоенных элементов, вырезы для расположения лобовых частей выполнены в первой и третьей группах с одной стороны пакета и равны двойной ширине лобовой части, вторая группа имеет вырезы для лобовых частей, расположенные с двух сторон пакета, ширина которых равна ширине лобовой части, а в элементах выполнены чередующиеся радиальные разрезы по линиям, отделяющим лобовые части от активных элементов.

2. Статор по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения отходов материалов, два активных элемента каждого витка группы отогнуты в противоположные стороны перпендикулярно оси витка.

1332457 бЗ 13

60 6Ф

Фиг.2

Фиг.4

18 3 7Ю2721Л 28 22 ГФ 52

26 Л 19 Ю Ю8 ЯФ

Фиг.5

29 Ю 25 И

1332457

27 И

Фиг. 7

®Ж Z0 фиг.б фиг.8

Фиг.10 фиа 11

1332457 сРиг. 18

11 66 74

Фиг. Ж

Фила 27

Фиг

1332457 фиг.ZZ

Фиг. Ж

l332457

72 иг. N

Фиг.33 иг. Я

О -2л л

- д а } о ) -2л

91 (-2n

Фиг.3b

ВНИИПИ Заказ 3843/51 Тираж 659 Подписное

Произв-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4