Индуктор электрической машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сущность изобретения: индуктор электрической машини содержит ферромагнитный сердечник 2 с полюсами, имеющими узкие 3 и широкие 4 полюсные наконечники Катушки 7 возбуждения установлены на полюсах с узкими полюсными наконечниками По длине сердечник 2 разделен на четное число отдельных пакетов. Соседние пакеты сдвинуты один по отношению к другому на полюсное деление и отстоят от них в аксиальном направлении не менее чем на длину вылета лобовой части. А ил. 5 Щ 16

СОВХОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

; фм

ГОСУДАРСТБLHHblgJ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4841338/07 (22) 20.04,90 (46) 23.08,92. Бал. М 31 (71) Всесоюзный научно-и.",следовательский и проектно-конструкторский институт комплексного электрооборудования (72) Р.В,Оганян (56) Авторское свидетельство СССР

К 307463, кл. Н 02 К 3/00, 1967. (54) ИНДУКТОР ЗЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

„„5 3 „„1757924 А1 (57) Сущность изобретения: индуктор электрической машины содержит ферромагнитный сердечник 2 с полюсами, имеющими узкие 3 и широкие 4 полюсные наконечники, Катушки 7 возбуждения установлены на полюса"", с узкими полюсными наконечниками, По длине сердечник 2 разделен на четчое число отдельных пакетов. Соседние пакеты сдвинуты один по отношению к другому на полюсное деление и отстоят от них е аксиальном напоавлении не менее чем на длину вылета лобовой части. 4 ил. ф

Изобретение относится к электро.-. ;Яшиностроению, в частности к многопол!осным электрическим машинам с электро .Вгнитным возбуждением, M3B6cTHbI яВнополюсн ы8 эл8!<трические машины с Обмотками возбуждения, уста "IOB" л8HHblми тОлькО на полюсах Одноименной, например северной, полярности. В мно ополюсных электрических машинах этого исполнения, ввиду ограниченности -poстранстВЯ, В ряде KGHcTpI, ктивных Вариа1!тОВ пол!Осы, несущие катушки возбуждения, проектируются без расширения лх при выходе в воздуш ный эяэор, что создает возможность одеВания на пОЛ!Ось . сверху заранее намотЯнн ых катуLUBK. ТЯ!<им Образом, В таких электрических машинах в расточке статора чередуются широкие и узкие полюсные наконечники, В электрических машинах с чередующимися через один полюс обмогками возбуждения последние, ввиде одинаковой полярности Всех катушек ОбмОтки, созДают ocевые параэитные магнитные потоки. ЗамыкаюцIN8 ся через вал, подшипниковые щиты и станину.

Наличие магнитных потоков в подшипниковых щитах приводлт к Возникновен!",!о подшипниковых тОкОВ, быстрому N3Hoc) или ухудшени:о качества подшипников, снижен и!О их надежности и дол ГОБечнО" сти, Целью изобретенля является повышение няд8жности и ДОГ!Говеч!ности подшипников путем искл!Очения осевых паразитных магнитных потоков.

Цель достигается тем, что в индуктаре электрической машины, содержащем установленный на валу кольцевой ферромагнитный с6рдечник с пол!Осами, имеющими поочередно узкие и широкие полюсные HBKOнечники, и катушки возбуждения, расположенные на полюсах с узкими полюсными наконечниками, сердечник разделен по длине индуктора HB ч8тн08 числО Отдельных пакетов, каждый из которых сдвинут относительно соседних пакетов в тангенциальном направлении на пол!Осное деление и отстоит от них в аксиальном направлении не менее чем на длину вылета лобовой части обмотки.

На фиг.1 показан индуктор в поперечном разрезе с изображением сечения по

Одному из последовательнО расположенных пакетов; на фиг.2 — индуктор, разрез вдоль длины; на фиг,3 — катушки индуктора для случаев небольшой длины (а) и относительно большой длйны (б); на <МГ.4 — магнитн08 поле В Воздушном заЗОре электрическОЙ

МЯШИНЫ ВДОЛЬ 88 ДЛИНЫ.

Описание индуктОра электрическОЙ ма" шины дано для случая разделения 8ГО ссодечника на дВЯ Отдельных пакета, Индуктор электрической машины содержит вал 1, на котором установлен ферромагнитный сердечник в виде первого пакета

2 с чередующимися узкимл полк>сами 3 и широкими полюсами 4 и последовательно с ним второго пакета 5 с такими же полюсами

3 и 4, но сдвинутыми тангенциально относительно полюсов пакета 2 соответственно на

ПОлюсный шаГ О. HB узких полюсах 3 050Nx паке!0B сердечника устяноь1лены ОдинакоВые катушки 7 Возбуждения, намОтанные, например, на каркасы 8 и закрепленные на полюсах Одним ИЗ NÇBBcTHblx способов, HBпример клиньями 9, Лобовые части катушек

7 размещены в межпакетном промежутке

1О, таким 05pBÇOIN, минимальныЙ раэм8р этого промежутка в BKONальном направлении должен быть не менее вылета лобовой части. В вариантах исполнения рядом с боковой стороной катушки 7 могут быть предусмотрены каналы 11 для прохождения аксиального потока охлаждающего воздуха.

Злектрическое соединение катушек 7 выводами 12 произведено таким образом, что

nðè подключении катушек к источнику постоянного тока все катушки пакета 2 обтекаются током в одном направлении 13, например Ilo часовой стрелке, а Вс8 катуш ки пак8та 5 Обтека!Отся тОкОм В 05рВТНОМ направлении 14, нап ример против движения часовой стрелки.

Индуктор электрической машины работает следующим образом, Собранный индуктор помещается в расточку статора электрической машины и приводится ВО вращение, В индуктор подае ся постоянныЙ ТОК, Обтекаю!ций KBтушки 7 пакетов 2 и 5 в направлениях 13 и 14. Токи катушек создают в пакетах 2 и 5 магнитные потоки такой ориентации, что расположенные ВдОль Одной и тОЙ же осеВОЙ линии, например линии 15, полюсы 3 и 4 разных пакетов являются полюсами однолменной полярности ЗДС, которая индуктируется в

Обмотке статора, обусловлена суммой потоКоВ этих полюсов. ВВиду противОпОложности напраВлений 13 и 14 TOKGB В ОДинаковых катушках 7 пакетов 2 и 5 осевые потоки, Образованные в индукторе системами этих катушек, полностью компенсируют один другого, вследствие чего в индукторе нет

oc6BG> О паразитнОГО МЯГнитноГО потока, хара!<Тарного для традиционных конструкций, Охлахдение катушек 7 производится прохождением воздуха по каналам 11 в аксиальных направлениях 16.

Конструкция и-,:.дуктора обладает рядом прелмуществ по срявнени!о с известными.

В предложенном индукторе отсутствуют

Осевые магнитные потоки, характерные для t757024 конструкций, в которых хату iKN Обмотки возбуждения расположены через полюс.

Это исключает образование подшипниковых ТОКОВ и поВышает надежность и долго"

ВЕЧНОСТЬ ПОДШИПНИКОВ;ЛЕКТРИЧЕСКОИ машины. В ряде электрических машин традиционного решения для ограничения осевь х магнитных потоков и обусловленных ими подшипниковых TGKOB применяются немагнитные щиты или станина за счет 888= дения в конструкцию составных частей из дорогостоящей немагнитной стали, что приводит к усложнению и удорожани о,машины. Предложенное техничес <ое решение позволяет Отказаться от такой необходимо- 15 сти и тем самым иметь более технологичную конструкцию. 8 качестве допОлнительноГО преимущества можно отметигь, что в предложенном индукторе заметно выше надежность катушек 7, так как катушки в два или 20 более раз короче по сравнению с однопакетной конструкцией, Короткие катушкй значительно плотнее наматываются при заданном натяге провода, а также лучше цементируются при пропитке, Все это делает вероятность отказа этих катушек (например, вследствие витковсго замыкания) значительно меньше. В то же время повышается ремонтопригодность конструкции. так как замена сравнительно короткой катушки легче и обходится дешевле. Другим преимуществом нового индуктора является полная магнитная симметрия ВсВК полюсов, что позволяет выбирать, при необходимости, количество вариантов параллельных ветвей обмотки статора без дополнительных ограничений. Как преимущество следует отметить и улучшение условий охлаждения, Обусловленное тем Обстоятельством, что при сравнительно кбротких

40 катушках 7 технологи- еское увеличение расчетной ширины при намотке и пропитке (" разбухание катушки"), равное размеру 17 на фигуре За, заметно меньше аналогичного размера 18 для случая сравнительно длинной катушки, показанного на фиг,Зб. Таким образом, при коротких катушках 7 каналы

11 охлаждения, примыкающие к внешним боковым сторонам катушек, не бывают закрыты, что и обеспечивает свободное про- 58 хождение по ним воздуха и более высокую эффективность охлаждения катушек, по сравнению с известными конструкциями, Кроме того, наличие межпакетного промежутка 10 дает возможность Образовать еще одну струю (радиальную) охлаждающего воздуха по этому каналу при вращении индуктора. При этом наличие промежутка 10, увеличивающего аксиальную длину индуктора, в многополюсных машинах сказывается на общих габаритных размерах незаметно, во-первых, из-за небольшого вылета лобовых частей катушки и, во-Вторых, благодаря ответвлению в этот промежуток торцевых потоков пакетов 2 и 5, из-за чего значение индукции 19 в воздушном тазоре над промежутком 10 не сильно отли я ется от номинальной индукции 20.

Например, расчеты показали, что при применении двухпакетной конструкции для 32полюсного генератора потери магнитного потока составляют незначительную часть— всего 2-3 Д от случая однопакетного индуктора (эта часть уменьшения потока показана поз.21 на фиг.4), В преобладающем большинстве случаев число пакетов сердечника индуктора целесообразно выбирать наименьшим четным числом 2, Однако при очень длинных сердечниках (при которых отношение длины полюса к его ширине составляет более двадцати) с целью облегчения намотки катушек и улучшения условий их охлаждения число пакетов может быть выбрано четыре или шесть, Отмеченные преимущества конструк-. ции особенно эффективно проявляются а многопслюсных электрических машинах, Формула изобретения

Иадуктор электрической машийы, содер>кащий установленный на валу кольцевой ферроматнитный сердечник с полюсами, имеющими поочередно узкие и широкие полюсные наконечники, и катушки возбуждения, расположенные на полюсах с узкими пол юсными наконечникамй, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности подшипников путем исключения осевых паразитных магнитных потоков; сердечник разделен по длине индуктора на четное число отдельных пакетов, каждый из которых сдвинут относительно соседних пакетоа в тангенциальном направлении на полюсное делениг л отстоит от них а аксиальном направлении не менее чем на длину вылета лобовой части, 1

ФЬг У

1757024

Составитель P. Оганян

Редактор Н, Лазаренко Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Н. Слободяник

Заказ 3095 Tt4 p3)K Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-Ç5, Раушская иаб„4/5

Производственно-издательский комбинат Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина. 161