Статор электрической машины переменного тока

Статор электрической машины переменного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения состоит в повышении использования активного объема статора при увеличении прочности конструкции и улучшении энергетических и виброакустических характеристик. Статор электрической машины переменного тока содержит корпус и магнитопровод из спирально намотанных и гофрированных ферромагнитных нитей с обмоткой 1. Благодаря тому, что витки обмотки 1 ортогональны виткам ярма 3, удлиненного в зону лобовых частей обмотки, а оребренный корпус 5 имеет температурные компенсаторы, обеспечивается достижение поставленной цели. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5Ф)5

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4640579/07 (22) 24.01.89 (46) 30.07.91. 6юл. I+ 28 (71) Харьковский авиационный институт им .

Н.Е.Жуковского (72) И.П.Копылов, А.M.Îëåéíèêîs, А.И.Яковлев, M.M.ßêîâëåâ и Н.И,Суворов (53) 621.313.713(D88.8) (56) Троицкий В., Ролик А., Яковлев А. Магнитодиэлектрики в силовой электротехнике.

Киев, 1983, с. 39-43, 71-81.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1069067, кл. Н 02 К 1/16, 1984. (54) СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА,, ЯХ„, 1667192 А1

Н 02 К 1/06, 5/18,5/22;.-.. -, „!

- !

1 (57) Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения состоит в повышении использования активного объема статора при увеличении прочности конструкции и улучшения энергетических и виброакустических характеристик. Статор электрической машины переменного тока содержит корпус и магнитопровод из спирально намотанных и гофрированных ферромагнитных нитей с обмоткой 1. Благодаря тому, что витки обмотки 1 ортогональны виткам ярма 3, удлиненного в зону лобовых частей обмотки, а оребренный корпус 5 име. ет температурные компенсаторы, обеспечивается достижение поставленной цели. 3 ил.

1667192

Изобретение относится к электротехнике, в частности к конструкции безотходных производстве статоров электромашин переменного тока, преимущественно к трехфазным асинхронным двигателям малой и средней мощности, обмотки и магнитопровод которых выполнены из ферромагнитной проволоки.

Цель изобретения — повышение использования активного объема статора при увеличении прочности конструкции и улучшении энергетических и виброакусти еских характеристик.

На фиг,1 представлен статор электродвигателя, продольный разрез; на фиг,2— азрез А-А на фиг.1; на фиг.3 — гибкие коменсационные элементы на корпусе.

Витки секций (однослойной или двухлойной) обмотки 1, выполненной из ферроагнитной проволоки, плотно уложены одна тносительно другой и образуют распредеенный активный кольцевой пазово-зубцоый слой статора во всем объеме между асточкой 2 статора и ярмом 3 магнитопроода, Ярмо 3 из изолированной стальной роволоки намотано концентрично непоседственно на витки обмотки 1, при этом итки обмотки 1 и ярма 3 расположены орогонально — витки обмотки 1 расположены доль продольной оси статора, а концентриеские витки ярма 3 — поперек оси статора, (1p этом ярмо 3 удлинено в зону лобовых астей обмотки вплоть до ее торцов, обмота .1 и магнитопровод 3 скреплены в моноит при помощи отвержденной в пустотах между витками обмотки и ярма ферромагнитной массой 4 и помещены в гофрированный из стальной ленты оребренный корпус со щитами б, Для компенсации темпера, рных расширений, возникающих в витках обмоток 1 и ярма 3, на корпусе 5 имеются местные продольные V-образные элементы

7, образованные выдавливанием в теле ленты полостей, расположенных вдоль образующей корпуса.5 и заполненных ферромагнитной массой 4.

Ребра охлаждения образованы. путем гофрирования стальной ленты корпуса 5, у корня этих ребер стальная лента скреплена сваркой 8, а полости элементов 7 для темпе )атурной компенсации, как пустоты между витками обмотки 1 и ярма 3, заполнены фер«)омагнитной массой 4.

При такОм исполнении статора пазовоэубцовая зона и ярмо жестко скреплены и

Образуют единое в электромагнитном отношении тело, При этом функции пазово-зубцовой зоны совмещены — витки 1 из ферромагнитной проволоки проводят не олько электрический ток, но и магнитный поток, а ярмо 3 имеет увеличенную длину по сравнению с классической электромашиной — оно удлинено в зону лобовых частей обмотки и, таким образом, обеспечивает 3аполнение объема статора активным материалом, что повышает его использование, Последовательность сборки статора: вначале на круглую оправку (не показана) наматывают из электроизолированной про5

10 крышки, изоляционные коробки. клинья, переплетные и крепежные материалы и пропиточн ые лаки, что обеспечивает упрощение изготовления и удешевление статора. Благодаря подпрессовке и упорядоченной укладке (рядной или шахматной) коэффициент заполнения ферромагнитной проволокой пазово-зубцовой зоны и ярма возрастает от 0,7 до 0,95, Это упрочняет конструкцию и увеличивает удельную мощность машины, что приводит к повышению прочности и надежности, улучшению энергетических и виброакустических показателей, Улучшение указанных показателей связано со следующим. Известно, что при рабо50

55 волоки распределенную трехфазную обмотку 1, в которой витки секций плотно уложены друг к другу, образуя пазово-зубцовую зону и расточку 2 статора, Затем по15 верх обмоток 1 наливают в ортогональном направлении витки ферромагнитной проволоки, образуя ярмо 3 статора, при этом ярмо удлинено в зону лобовых частей обмоток, что позволяет выполнять .статор без лобо20 вых частей обмоток и повысить удельную мощность машины, После такого изготовления магнитопровода с обмоткой на него напрессовывают безотходно изготовленный из гофрированной ленты оребренный кор25 пус 5, устанавливают щиты б и все внутренние пустоты между витками обмотки 1 и ярма 3 и в компенсационных полостях элементов 7 заполняют желеобразной ферромагнитной массой 4. Масса состоит из 100

30 вес.ч. эпоксидной смолы, например. марки

ЭД-22, смешанной с железным порошком (250 вес.ч.), например, марки ПЖЭ и отвердителем — полиэтиленполиамином (10 вес.ч,). Отверждение такой массы может

35 происходить при окружающей температуре

20-30 С.

Таким образом, конструкция и технология изготовления статора является полностью безотходной, что позволяет получить

40 значительную экочомию электротехнической стали (до 50%) и исключить применение меди. Технологические опеоации просты и легко поддаются механизации. В конструкции статора не требуются пазовые

1667192 те электрической машины в зубцовой зоне возникает вибрация от радиальной и тангенциальной составляющих электромагнитных сил, а также из-за одностороннего магнитного тяжения. Введение распределенного пазово-зубцового слоя плотно уложенных секций из ферромагнитной проволоки приводит к существенному снижению укаэанных магнитных сил и соответствующему снижению шума.

Следовательно, основным преимуществом такой конструкции являются образование распределенного пазово-зубцового слоя и выполнение обмоткой функций как электропроводящей системы, так и магнитопроводящей. Это приводит к повышению уровня электромагнитного использования активных материалов и объема машины при упрощении технологии изготовления. Кроме того, наличие бесконечного количества зубцов с шириной, равной диаметру ферромагнитной обмоточной проволоки, равносильно бесконечному увеличению количества пазов на полюс и фазу, что обеспечивает принципиально малое содержание высших пространственных гармоник в кривой вращающегося магнитного поля, позволяет снизить добавочные пульсационные потери и интенсивность магнитных шумов, исключить провалы в кривой момента.

Пластичность конструкции позволяет обеспечить практически любую полноту пазово-зубцовой эоны — цилиндрическую, конусную, плоско-кольцевую, плоско-линейную и другие, При использовании изобретения для асинхронных двигателей с высотой оси вращения 90-112 может быть достигнута экономия электротехнической стали до 50%, обмоточной меди 100%, обеспечено повышение КПД на 1,5-2% и снижение уровня шума и вибрации на 8-12 дб.

Лучшему использованию объема служит совмещение обмотки и магнитопровода при стальных обмотках, заполняющих весь объем статора, что в каждый момент времени обеспечивает в любой части магнитной системы наложение потока и тока. При этом максимумы тока и потока сдвинуты один относительно другой, что и обеспечивает лучшее использование объема (материала).

При этом пространство над выступающими частями лобовых частей обмотки бандажируется стальной проволокой ярма, охватывающей витки обмотки.

Этот бандаж образует дополнительный объем для замыкания потока (своеобразная спинка статора). Улучшенной магнитной проводимости и теплопроводности способ20

55 ствует то, что весь статор заполняется ферромагнитной . ассой 4, а подшипниковые щиты 6 крепятся к гофрированному корпусу

5 и составляют одно целое с магнитспроводом, Это Обесг;ечивает тс же потери в обмотке "«a счет увеличения площади стальной обмотки а три раза по сравнению с меднсй (удельное сопротивление стали в девять раэ больше по сравнению с медью), Этот Объем обеспечивается за счет зубцов (они исключены, а их объем примерно равен объему Обмот.,» в пазу). Еще 1/3 объема обеспечивается эа счет увеличения высоты секции на 30% по сравнению с медной секциейй.

Расчеты показывают, что, применяя стальные оомотки, можно, отступив на один габарит, получить маи.ину, обладающую удовггетворительными энергетическими характеристиками. При этом экономия обеспечивается за счет отсутствия меди и искл ю ения отходов стали, а виброакустические характеристики улучшаются за счет снижения пространственных гармоник.

Кроме того, в предлагаемой конструкции электрические токи и магнитные потоки в секциях накладыва отся в продольно-поперечном направлении, что благоприятно сказывается HB электромагнитном процессе.

Формула изобретения

Статор электрической машины переменного тока, содержащий магнитопровод из спирально намотанных и гофрированных ферромагнитных нитей, в пазы которого уложена обмотка, и корпус из листовой стали, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения использования активного объема статора при увеличении поочности конструкции и улучшении энергетических и виброакустических характеристик, aGMoTKB выполнена из изолированной стальной flpo волоки, витки которой расположены вдоль продольной оси и ортогональны концентрическим влткам выполненного из изолированной стальной проволоки ярма, которые расположены поперек оси, а секции.обмотки равномерно распределены по окружности с образованием пазово-зубцового слоя во всем обьеме между расточкой статора и ярмом магнитопровода, причем ярмо удлинено s зону лобовых частей обмотки до ее торцов,магнитопровод и обмотка скреплены в монолит в пустотах между стальной проволокой отвержденной ферромагнитной массой и помещены в гофрированный иэ стальной ленты оребренный корпус, имеющий температурные компенсаторы в виде местных продольных образованных выдавСоставитель Н.Мотин

Техред М.Моргентал Корректор 8.Гирняк

Редактор А.Orap

Заказ 2531 Тираж 352 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул Гагарина, 101 ливанием в теле ленты гибких Ч-образных злементов, расположенных вдоль образующей корпуса во взаимно перпендикулярных диаметральных сечениях статора,