Магнитопровод электрической машины
Патент 1377962
Авторы
Классы МПК
Магнитопровод электрической машины
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к электромашиностроению . Целью изобретения является повышение надежности при одновременном улучшении электромагнитных тепловых характеристик. Магнитопровод электрической машины 11меет прямоугольные пазы 2, в которых расположена обмотка 3 в виде изолированных катушек электрических проводников 4 прямоугольного профиля с прямолинейными частями, соединенными при помощи частей окружностей, и углубления 7« Благодаря тому что зазор 8 между стенкой паза и катушкой имеет форму сегмента , охватывающего угловую зону обмотки, выравнивается напряженность электрического поля в различных частях конструкции. 4 з.п. ф-лы, 4 ил. с е (Л с: 00 со О5 го
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)4 Н 02 К 1 06
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3912299/24-07 (22) 22.05.85 (46) 29.02.88. Бюл. N 8 (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт взрывозащищенного и рудничного электрооборудования .(72) Н;Н. Конохов, Л.А. Эбарский и В.Д. Главный (53) 621.313.04(088.8)
1 (56) Кучера Я. и Гапл И. Обмотки электрических вращательных машин.
1963, с. 711 рис, 27.
Взрывозащищенные электрические машины. Сборник научных трудов ВНИИВЭ
1982„ с. 123, рис. 1б. (54) МАГНИТОПРОВОД ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ
МАШИНЫ
„„SU„„1377962 А 1 (57) Изобретение относится к электромашиностроению, Целью изобретения является повышение надежности при одновременном улучшении электромагнитных тепловых характеристик. Магнитопровод электрической машины Фмеет прямоугольные пазы 2, в которых расположена обмотка 3 в виде изолированных катушек электрических проводников 4 прямоугольного профиля с прямолинейными частями, соединенными .при помощи частей окружностей, и углубления 7, Благодаря тому что зазор
8 между стенкой паза и катушкой имеет форму сегмента, охватывающего угловую зону обмотки, выравнивается напряженность электрического поля в различных частях конструкции, 4 з.п. ф-лы, 4 ил.
13779б2 где nr г, d--(r(-ã, )ширина сегмента; радиус закругления на yr" лах проводников; 50 радиус закругления на углах изолированных катушек; радиус углубления в прямоугольном профиле паза; толщина корпусной изоляции 55 катушек; основание натурального логарифма;
Изобретение относится к электротехнике, в частности к конструкциям магнитопровода с обмоткой, Цель изобретения — повышение надежности при одновременном улучшении электромагнитных и тепловых характеристик.
На фиг. 1 показан поперечный разрез через пазную зону магнитопровода электрической машины; на фиг. 2 узел I на фиг. 1; на фиг. 3 и 4— варианты конструкции.
Электрическая машина состоит из магнитопровода 1 с пазами 2. В пазах 15 расположены катушки обмотки 3, состоящие из прямоугольных проводников 4, расположенных в корпусной изоляции 5.
На углах катушек изоляция имеет скругления 6 в виде частей окружностей. В прямоугольных пазах магнитопровода выполнены углубления 7 с образующей в форме части окружности радиуса г, концентричной окружностям в зонах углов проводников и катушек 25 (СООТВеТСТВеННО радИУСЫ I И г 1) Такэ что между профилем паза в месте углубления и углами катушек образуется зазор 8 в-форме сегмента шириной 4ã.
Величина углублений в прямоуголь1 ном профиле пазов определяется величиной,радиуса r, который строится из центра скругления углов катушек.
Оптимальное для надежности обмотки . значение r» когда максимальная напряженность изоляции на плоскостях стержней, определяется из выражения
r = (r +d)(е" )Eq
2 о г + 1
Таким Образом, оптимальная величи- 4О на радиального размера сегментного зазора определяется соответствии с установленйыми для 4г u r выражениями
d 4 45 (г=г1- г„- (r,+d) ((е" )х -1), о
Ed — диэлектрическая проницаемость корпусной изоляции; — диэлектрическая проницае2 мость среды, заполняющей сегментный зазор, в частности диэлектрическая про- ницаемость воздуха.
Угловые размеры сегмента имеют максимальную величину при тупом центральном угле, когда сегментный зазор полностью охватывает не только скругленную часть углов катушек, но и часть плоских ее участков. Такой вариант углублений является более простым при штамповке предлагаемых профилей пазов. Однако, наиболее оптимальным для сохранения электромагнитных и тепловых свойств магнитопровода за счет выполнения сегментных зазоров с минимально необходимыми для повыше-. ния надежности угловыми размерами (центральный угол 90 ) является конструктивный вариант на фиг. 3. В этом случае сегментный зазор охватывает непосредственно только скругленную часть углов катушек. По сравнению с фиг. 3 вариант конструкции на фиг. 4 имеет улучшенную конфигурацию наружного электрода (профиля пазов) в месте перехода прямолинейного. профиля паза в углубленную его часть за счет скругления острых углов. Это исключает местную концентрацию эквипотенциальных линий электрического поля в указанном месте сопряжений плоской и углубленной части профиля пазов.
При работе электрической машины повышение ее надежности достигается следующим образом. Благодаря выполнению углублений в форме сегментного
I зазора величиной g r расположенного вокруг скругленной части углов катушек и заполненного средой с диэлектрической проницаемостью f меньше, чем диэлектрическая проницаемость Г„ корпусной изоляции, между слоями диэлектриков в этом месте происходит такое перераспределение напряженности, при котором наибольшее значение .напряженности в скругленной части корпусной изоляции (на внутренней поверхности изоляции непосредственно прилегающей к скругленной части проводников) равно напряженности однородного электрического поля в плоской части корпусной изоляции обмотки. Увеличение воздушного зазора между скругленными углами корпусной изоляций и пазами 3
1377902 магнитопровода за счет выполнения сегментных углублений логически оправдывается тем, что воздушная прослойка вдоль скругленной части изоляции напрягается меньше, чем вдоль плоской части (в отличие от напряженности самой изоляции, которая наоборот, на скругленных углах секций напрягается больше, чем в плоской части).
Для исключения возможности образования короны на углах из-за увеличения воздушного промежутка в местах углублений в профиле пазов сегментные зазоры могут быть заполнены жидким или твердым диэлектриком, имеющим меньшую по сравнению с изоляцией обмотки диэлектрическую проницаемость.
Эффективность изобретения состоит
20 в том, что оно позволяет практически без дополнительных затрат повысить надежность электрических машин средней мощности как низкого, так и высокого напряжения. Оптимальные соотношения конструкции при этом позволяют сохранить на высоком уровне электромагнитные и тепловые характеристики.
Формула изобретения
1, Магнитопровод электрической машины, содержащий размещенную в его пазах жесткую обмотку в виде изолированных катушек проводников, имею- 35 щих прямоугольное поперечное сечение со скругленными углами, и углубления в прямоугольном профиле пазов, выполненные в зоне упомянутых скругленных углов катушек и образующие 40 между этими углами и магнитопроводом зазор, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности при одновременном улучшении электромагнитных и тепловых характеристик, 4> образующая каждого углубления имеет форму части окружности, расположенной концентрично с окружностью вышеуказанных скруглений углов, а зазор при этом имеет форму сегмента, охватывающего скруглений углов, а зазор при этом имеет форму сегмента, охватывающего скругленные углы катушек.
2. Магнитопровод по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что ширина сегмента выбрана в следующем соотношении е параметрами катушек и углубления:
r, dr=r -r =(r +d) (е" )4 -11 (Э о где sr — ширина сегмента;
r, — радиус скругления на углах проводников;
r, — радиус скругления на углах изолированных катушек;
r — радиус углубления в прямоугольном профиле пазов;
d (r, -г, ) — толщина корпусной изоляции катушек; е, - основание натурального логарифма; — диэлектрическая проницаемость корпусной изоляции; — диэлектрическая проницаемость среды, заполняющей сегментный зазор, в частности диэлектрическая проницаемость воздуха; при этом, больше
3. Магнитопровод по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, ч крайние точки части окружности, образующей углубления в прямоугольном профиле пазов, расположены напротив точек перехода скругленной части профиля катушек в прямолинейную era часть.
4. Магнитопровод по пп,,1-3, о т— л и ч а ю шийся тем, что линия перехода с прямолинейной части профиля пазов в углубленную его часть выполнена плавной путем округления острых углов.
5. Магнитопровод по пп. 1-3, о т— л и ч а ю шийся тем, что сегментный зазор заполнен отверждаемым диэлектриком, преимущественно эпоксидным компаундом, 1377962
g 1 (Рм8, Я
Составитель Л. Карцева
Редактор И. Сегляник Техред Л.Олийнык Корректор М. Шароши
Заказ 884/51 Тираж 665 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж- 35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4