Магнитопровод электрической машины

Магнитопровод электрической машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

; 884036 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22)Заявлено 19.07,79(21) 2799351/24-07 с присоединением заявки Ре 2904136/24-07 (23) Приоритет

Опубликовано 23.11.81. Бюллетень Рй 43

Дата опубликоввния описания 23.11.81 (51)М. Кл.

Н 02 К 1/06

Н 02 К 9/22 (53) УДК 621.313. .713(088.8) 3Ъеударетвсииый комитат

СССР по долам изооратаии11 и открытий

А. Бауман, Н. И. Леонов, 10 . Г. Ивченко» Э. А. Мотни, В. N. Петров, Э. А. Степанян:и Э. А. Степанянц-(72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Московский завод автотракт рного электрооборудбвания АТЭ-1

I (54) МАГНИТОПРОВОД ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

Изобретение относится к области электромашиностроения и может найти применение при изготовлении магнитопроподов ротора или статора вращающихся электрических машин переменного и постоянного тока, например машин, предназначенных для работы в: кратковременном режиме, машин с аксиальным, радиальным и конусным воздушным зазором мощностью 0,1-:10 квт.

Известен магнитопровод статора электрической машины, у которого ярмо выполнено витым из ленты, намотанной на ребро, а зубцовая зона выполнена из гофрированной ленты с радиальными ребрами, направленными вдоль оси статора(11.

Известен магнитопровод.статора электрической машины, у которого ярмо и зубцовая зона выполнены из гофрированной ленты.Для снижения магнитной индукции в ярме магнитопровод статора содержит дополнительное ярмо, которое внутренней поверхностью примыкает к ярму. Достоинством такой конструкциии статора является безотходное выполнение зубцовой эоны и ярма из гофрированной ленты, что приводит к экономии ма5 териала при изготовлении магнитопровода статора(?).

Однако эта конструкция затрудняет отвод тепла от обмотки статора то через малую по величине поверхность контакта зубцов, ярма и дополнительного ярма, Поэтому недостатком электрических машин, использующих известный статор, является увеличение их

15 массы за счет применения конструктивных элементов, которые способствуют интенсивному охлаждению, напри— мер корпуса машины с охлаждающими ребрами.

Цель изобретения — улучшение охлаждения магнитопровода, что ведет к снижению массы электрической машины за счет улучшения теплопередачи от магнитопровода в окружающую среду.

884036

1О

Указанная цель достигается тем, что магнитопровод электрической машинь1, выполненный из гофрированного материала, например ленты, содержащей зубцовую зону, зубцы которой выполнены в виде гофр, разделенных пазами, содержащей ярмо, выполненное в виде перемычек, соединяющих гофры зубцов, снабжен ребрами охлаждения, выполненными неразъемно иэ того же материала в виде гофр, обращенных в противоположную от гофр зубцов сторону.

Иагнитопровод может быть выпол- 15 нен из ленты, круглой или квадратной проволоки.

Между гофрами ребер могут быть выполнены полости для хладагента. Эти полости могут быть либо замкнутыми 20 с торцев магнитопровода и заполненными теплопроводящей массой или веществом, меняющим csoh фазовое состояние в зависимости от температуры, либо могут представлять каналы 25 с движущимся хладагентом.

Применение неразъемного выполнения зубцовой зоны, ярма и охлаждающих устройств из гофрированного материЭО ала позволит исключить из конструкции машин традиционного исполнения корпус с охлаждающими ребрами.

Это приведет к снижению массы машины.

При этом зубцовая зона, ярмо и охлаждающие устройства могут быть выполнены по длине машины из отдельных участков гофрированного материала. Зубцовая зона, ярмо и охлаждающие устройства могут быть выполнены также из отдельных гофрированных проволок. В этих случаях длина машины может изменяться в широком диапазоне путем изменения числа отдельных лент гофрированного материала или гофрированных проволок.

Отдельные ленты гофрированного материала могут быть выполнены с различной конфигурацией эубцовой эоны и, охлаждающих устройств и могут .быть Ж смещены по окружности машины относительно друг друга.

Кроме того, зубцовая зона, ярмо и охлаждающие устройства могут быть выполнены из гофрированного материала, 55 витого вдоль оси машины. Это позволит изготавливать машины различной длины из одной и той же ленты.

А также зубцовая эона магнитопровода и охлаждающие устройства могут быть выполнены различными по длине.

В случае применения магнитопроводов предлагаемой конструкции в электрических машинах с радиальным воздушным зазором охлаждающие ребра могут быть выполнены переменной -высоты в радиальном направлении.

Пазы зубцовой зоны могут быть выполнены либо закрытыми, либо открытыми со стороны воздушного зазора.

Применение магнитопровода рассмат=.риваемой конструкции возможно в первую очередь, в электрических маши»., нах у которых магнитный поток замы кается по рядом расположенным зубцам. При применении такого магнитопровода в машинах общепромышленного. .применения в зоне может быть установлено .дополнительное ярмо, которое может быть выполнено либо из магнитопроводящего спеченного порошкового материала, либо из шихтованного железа, либо из отдельных секций сплошного магнитопроводящего материала. При необходимости увеличения площади магнитопровода он может быть выполнен в несколько слоев гофрированного материала.

На фиг, I и 2 показаны соответственно магнитопроводы статора и ротора, у которых зубцовая зона, ярмо и охлаждающие устройства выполнены не--.разъемно из гофрированного материала; на фиг. 3 — поперечный разрез электрической машины, у которой статор и ротор содержит предлагаемый магнитопровод, а также один из возможных вариантов крепления машины к фундаменту с использованием наружной поверхности охлаждающих уст-ройств; на фиг. 4-11 — возможные варианты неразъемного выполнения зубцовой зоны, ярма и охлаждающих устройств из гофрированного материала, например ленты; на фиг. 12- магнитопровод электрической машины, зубцовая зона и ребра охлаждения выполнены разной длины вдоль оси машины; на фиг.

13 — магнитопровод электрической машины с радиальным воздушным зазором; на фиг. 14- магнитопровод, у которого зубцовая зона, ярмо, охлаждающие ребра выполнены по длине машины иэ двух отдельных участков гофрированного материала и различной конфигураци»

5 884036 а ей ярма и охл аю х еб ажд щи р ер (линии стороны воздушного зазора.,открытыраздела внутри магнитопровода услов- ми (фиг 4 6 10 11)

° . . . ), закрытыми но не показаны); на фиг. 15 — магии- (фиг. 7-9), чередующимися закрытый топровод, выполненный витым вдоль открытий паз (фиг. 5). Гофры 5 обоси машины. разуют охлаждающие устройства в виЭлектрическая машина имеет магнита- де ребер (фиг 5 7-11) или лов проводы статора 1 и ротора 2, у кото-. лостей для хладагента (фиг. 4,6). рых зубцовая зона я мо и охл

1 P хлаждающие Иагнитопровод по толщине может быть устройства выполнены нераэъемно из выполнен из

ыполнен из нескольких лент гофрирогофрированного материала, например 0 ванного материала (фиг. 8). ленты. Ротор 2 установлен на вал н на валу 3, Полости для хладагента могут быть который служит дополнительным магии- либо замкнутым о замкнутыми с торцев магнитопротопроводом, Гофры 4 образуют эубцо- . вода и заполненными теплопроводящей вую зону. Гофры 5 образуют ребра ох- массой или веществом, меняющим свое лаждения, обращенные в противополож 3 фазовое состояние в стояние в зависимости от ную от гофр 4 зубцов сторону. В пазы температуры либо пре ли о представлять каназубцовой зоны помещена обмотка 6, яр- лы с двитущимся хлада мо 7 выполнено в виде перемычек гоф . Зубцова у цовая зона и охлаждающее устрированного материma, ройства могут быть выполнены различДля снижения магнитной индукции 30 ной длины вдоль о длины вдоль оси машины (фиг.12). в ярме 7 может быть установлено до полнительное ярмо 8. замыкание магнитного потока рото а ос ествляетP P Уществлнет зубцовои зоны, ярмо 7 и дополнителься также с помощью вала 3. Ме ва° жду ва- ное ярмо 8: этой электрической машины лом 3, дополнительным ярмом 8 и гоф- 35 имеет активную длину меньше, чем гофрые могут быть заполнены охлаждаю- этом гофры 5 могут служить посадочили д юкущимся хладаген-,:ной поверхностью подшипникового щи,щей массой или вюк том. та. Конструкция вала 3, ротора 2

Охлаждающие устройства стнтора 1 30 машины может иметь традиционное исполи ротора 2 (фиг. 3) образованы гофра- некие. ми 5. В пазах зубцовой зоны располоФ

Охлажд акнцие .дакнцие устроиства могут быть жена обмотка 6. Ярмо 7 магнитопрово- выполнены хотя б хотя ы на части поверхда образовано участками гофрирован- ности ярма 7 магнитопровода или с пеного материала, расположенными по 35 ременным шагом по окружности {фиг.6 7) окружности магнитопровода. Для сни- Дополнительное ярмо 8 магнитопрожения магнитной индукции в статоре вода может быть выполнено из .магнив зоне ярма установлено дополнитель- топроводящего порошкового материала ное ярмо 8, которое может быть выпол- {фиг. 4,6,8), из шихтованного желенено либо из порошкового магнитопро- 40 эа (фиг.ll), из отдельных секций водящего материала, либо из шихтован- сплошного магнитопроводащ проводящего материного железа, либо из отдельных сек- . ала (фиг. 5,9,10), либо в виде комй ци сплошного магнитопроводящего ма- бинации перечисленных материалов териала. У ротора 2 магнитный поток (фиг.7). может замыкаться не только через Гофры 4 зубцовой зоны и ярмо 7 дополнительное ярмо 8, но и через (фиг. 13) не имеют отличий от вьппевал 3 при соприкосновении его наруж- описанных. Гофры S охлаждающих устной поверхности с гофрами 5, обра- ройств имеют по длине машины разную эующими охлаждающие устройства. Меж- высоту. Участок магнитопровода 12 ду валом 3, гофрами 5 и дополнитель- образован ярмом 7, гофрами 5 охлажданым ярмом 8 образованы замкнутые.по- ющих ребер 6 и гофрами 4 зубцовой лости или каналы 9, которые могут зоны (фиг, 14). быть заполнены .охлаждающей массой Участок магнитопровода 13 образоили движущимся хладагентом. На на- ван ярмом 14, гофрами 15 охлаждающих ружной поверхности охлаждающих уст- ребер и гофрами эубцовой зоны (на ройств 10 выполнено устройство 11 фиг 14 не по а не показано). Выполнение крепления машины к фундаменту 12. магнитопровода иэ отдельных участков

Гофры 4 образуют эубцовую эон . ПаУ ° гофрированного материала напоминает зы этой эоны могут быть выполнены со изготовление магнито гнитопровода статора

884036

50 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ф 584392, кл. Н 02 К 1/06, 1975.

2. Патент США Ф 3983435, кл. 310259, 1976. или ротора электрическо"", машины из отдельных штампованных пластин методом "шихтовки". Это позволяет унифицировать магнитопроводы электри" ческих машин одного диаметра, но 5 разной активной длины.

Участок магнитопровода 12 имеет зубцовую зону 4 с открытыми пазами, а участок 13 с полузакрытым йазом (не показано). Отдельные участ" 1О ки магнитопровода 12 и 13 могут иметь различное конструктивное исполнение гофр зубцовой эоны, гофр 5 и 15 охлаждающих ребер и т.д.

Различное конструктивное выпол- 15 нение участков магнитопровода позволит улучшить охлаждение внутренних участков, улучшить крепление обмоток в пазу и др.

Магнитопровод 16 выполнен методом щ намотки в спираль предварительно гофрированной ленты. Начало гофрированной ленты 17 и конец гофрированной ленты 18 могут иметь скосы на величину. шага намотки в спираль 25 (фиг. 15) или не иметь такого скоса.

При необходимости изготовления магнитопровода (фиг. 15) с величиной отдельных участков вдоль оси магнитопровода, равным толщине магии- Зв

1 топровода, в качестве материала может быть использована проволока прямоугольного или круглого сечения.

Выполнение магнитопровода из проволоки или ленты (фиг. 15) напоминает 55 . широко применяемый метод изготовления статоров автомобильных генераторов методом навивки ленты на ребро.

Величина скоса начала гофрированной ленты 17 и конца гофрированной 4р ленты 18 зависит от ширины используе- мого материала. В случае применения проволоки или ленты шириной до 3 мм для машин мощностью до 5001500 Вт выполнение скоса необязатель- 5 но. Работа электрической машины с магнитопроводом предлагаемой констпукции не отличается от работы известных электрических машин.

Изобретение может быть внедрено в электротехнической и автомобильной промьппленности при изготовлении электрических машин, в первую очередь кратковременного режима работы, автомобильных генераторов.

На предприятии изготовлены опытные образцы электрической машины мощностью 500 Вт. Опыт изготовления и расчеты электрической машины показывают, что масса машины мощностью

500 Вт может быть снижена на 0,3 кг.

Экономия расхода стали при производстве электрических машин на год составит 300 т, при этом годовой экономический эффект будет 90000 руб.

Формула изобретения

1. Иагнитопровод электрической машины, выполненный из гофрирован.ного материала поперек продольной оси, например ленты, содержащей зубцовую зону, зубцы которой выполнены в виде гофр, разделенных паза-, ми, и ярмо, выполненное в виде перемычек, соединяющих гофры зубцов, о т.— л и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения охлаждения, магнитопровод снабжен ребрами охлаждения, выполненными неразъемно из того же материала в виде гоар, обращенных в противоположную от гофр зубцов сторону.

2. Магнитопровод по п. 1, о т .л и ч а ю шийся тем, что зубцовая эона, ярмо, охлаждающие ребра магнитопровода выполнены по длине машины из отдельных участков гофрированного материала.

3. Иагнитопровод по п, 1, о т л ич а ю шийся тем, что магнитопровод вдоль оси машины выполнен витым.

4. Иагнитопровод по пп.1-3, о тл и ч а ю шийся тем, что зубцовая зона и ребра охлаждения выполнены разной длины вдоль оси машины.

5. Хагнитопровод по пп. 1-4, о тл и ч а ю шийся тем, что по толщине он выполнен не менее чем иэ двух лент гофрированного материала.

884036 стиг. 15

Составитель Л. Карцева

Э

Техред M.Ðåéâåñ Корректор А. Дзятко

Редактор Н. Пуп ненкова

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул . Проектная, 4

Заказ 10249/80 Тираж 733 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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