Беспазовый статор электрической машины
Иллюстрации
Реферат
()997I S2
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Сециалнстмчеекнх
Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 10. 11. 80 (21) 3002765/24-07 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет (51}h4 Кп з
Н 02 К 1/12
Н 02 К 3/04
Государственный комитет
СССР но делам изобретений и открытий .
Опубликовано 150283. Бюллетень М 6 (53) УДК 621. 313.04 (088. 8) Дата опубликования описания 150283
1 асам.
2 (72) Автор изобретения
Л.В.Ванкевич
Краматорский индустриальный институт (71) Заявитель (54 ) БЕСПАЗОВЫЙ CTATOP ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ
МАШИНЫ
Изобретение относится к электричек. ким машинам, Известны беспазовые статоры электрических машин, преимуществом которых, по сравнению с пазовым статором, является более простая технология изготовления. Эти статоры имеют .в активной части .расиределенную обмотку, выполненную из ряда пакетов, набранных из чередующихся между собой проводников, и разделенных слоем изоляции листовых ферромагнитных. элементов. Слой проводников располагают на одном уровне (1).
Недостатки известных беспазовых статоров заключаются в сложности технологии изготовления, недостаточной надежности активных пакетов, состоящих из проводников и ферромагнитных элементов, а также в малом использо" вании электрических материалов и объема машины. Это, в целом, ухудшает энергетические показатели статора.
Наиболее близким к изобретению является беспазовый статор электрической машины, который содержит ярмо и изолированную от него активную часть, выполненную из ряда пакетов, каждый из которых состоит из групп с различной длиной лобовых частей по числу фаз машины, выполненных иэ отдельных изолированных;друг от друга и соединенных между собой элементов, имеющих вырезы, посредством которых группы, сочленяясь друг с дру= гом, образуют пакет, причем элементы имеют также вырезы для размещения лобовых частей и изогнуты на 180 по продольной оси вырезов (2).
Недостатком этого статора является наличие в пакете групп с разной длиной лобовых частей. Так, например, для трехфаэной машины в пакете имеются три группы и все эти
- группы, за счет длины лобовых частей, различны. В результате разной длины лобовых частей приходится прибегать к специальным мерам для того, чтобы сделать все фазы электрически эквивалентными. Все это в целом усложняет технологию изготовления беспазово. го статора, удорожает изготовление и снижает надежность.
Цель изобретения - упрощение технологии изготовления и повышения надежности.
Указанная цель достигается тем, что в беспазовом статоре электрической машины, содержащем ярмо и изоли" рованную от него активную часть с
997182 выполненного из магнитоэлектрических активных сторон катушечных групп 3
8,изготонленных независимо от ярма.
Каждая группа состоит иэ двух активных сторон, например 5-5 (фиг. 1). ктивные стороны в группе состоят из элементов 9 (фиг ° 1). Элементы двух активных сторон группы соединены между собой лобовыми частями 10 (фиг. 1, 12), имеющими н поперечном сечении II-образную форму и представляющими одно целое с элементом 9.
Группа выполняется как одно целое с
65! лобовыми частями, состоящую из групп, выполненных из отдельных изолированных друг от друга и соединенных между собой элементов, имеющих вырезы и изогнутых на 180 по продольной оси вырезов, каждая группа имеет фор-!5 мч неравнобокой трапеции с лобоными частями разной длины, причем группы размещены по окружности таким образом, что лобовые части разной длины, отдельных групп чередуются между со" 10 бой.
Элементы групп могут иметь токопроводящие выступы.
Упрощение технологии изготовления достигается за счет того, что все группы фаз имеют одинаковые размеры.
Сокращение длины лобовых частей достигается за счет конструкции групп, у которых лобовые части выполнены нераннобокой трапецеидальной формы.
Когда один из боков составляет с параллельными сторонами трапеции 90 происходит наибольшее уменьшение сум марной длины лобовых частей. Это сокращение длины уменьшает sec обмотки и повышает ее энергетические показатели. Токопроводящие выступы уменьшают активное сопротивление статора, .а также его магнитное сопротивление.
На фиг. 1 схематически представле-30 на конструкция беспаэоного статора, цилиндрического исполнения с частичным разрезом на фиг. 2 — продольный разрез статора1 на фиг. 3 — полоса с вырезами на одну группу форм не- 35 равнобокой трапеции; на фиг. 4 - груп па из сложенной полосы в форме неравнобокой трапеции! на фиг. 5 — та же группа после изгиба, вид csepxy на фиг. 6 — то же, вид снизу! íà 4Q фиг ° 7 — то же, вид со стороны длинного элемента на фиг. 8 — то же, нид со стороны короткого элемента на фиг..9 †.группа, выполненная в форме равнобокой трапеции; на фиг.10- 45 схематическое расположение групп в обмотке на фиг. 11 - расположение групп обмотки, вид сверху1 на фиг.12.
П-образная форма группы.
Безпазовый статор состоит из ярма 1, выполненного из колец электро.технической стали с изоляцией, распределенного активного слоя 2, изоляцией 11 всех актинных элементов и лобовых соединений. йктинные эле-. менты изолированы от ярма 1 изоляци- ей 12. Катушечные группы соединяются между собой в зависимости от конструкции обмоток (трехфазная, одно-! фазная и т.д.) и принятой схемы соединения (параллельное, последовательйое и т.д.) От начала и конца групп делаются выводы, которые могут представлять одно целое с группами.
Если в прототипе пакет обьединяет в себе несколько групп и предстанляет одно целое из двух полюсов, то в предлагаемой конструкции пакеты отсутствуют. Вся активная часть выполнена из соединенных групп. Группы набраны из изолированных и соединенных между собой элементов, выполнен" ных из материала, являющегося магнитопроводным и электропронодным, например биметалла. Собранный статор представлен на фиг. 2.
Группа изготовляется. следующим образом..
В полосе металла штампуется заготовка 13 (фиг. 3), Заготовка может быть изготовлена целиком на группу или состоять из нескольких частей, которые затем соединяются воедино.
В полосе с одной стороны штампуется вырез 14, а затем с другой сторонывырез 15. Все вырезы могут штамповаться и одновременно. Вырез 14 об разован коротким активным элементом
16 и длинным элементом 17, соединенными участками 18. Этот участок относится к лобовым частям и является боковой стороной неравнобокой трапеции. Участок 18 перпендикулярен сторонам 16 и 17. Ширина 19 и сечение каждого элемента одинаково. Короткие и длинные активные элементы. имеют токопроводные выступы 20. Расстояние между активными элементами (шаг) неодинаковы. Расстояние 21 больше расстояния 22, которое больше расстояния 23 и т.д. Длина активных элементон (коротких и длинных) выбирается при конструировании. В соответствии с этим принимаются и углы 24 и 25,которые между собой равны. Участок 26 является второй лобовой частью. Лобовая часть 18 расположена под углом
90 к активным сторонам, но этот угол при конструировании может изменяться в пределах от 90 до величины угла 24. Изготовленная заготонка 13 изолируется витковой изоляцией, а затем складывается по пунктирным линиям 27 и- 28, образуя группы. Группы могут изготовляться из заготовок, не имеющих выступов 20. Для того, чтобы лобовые части не выходили выше актинной, при штамповке заготовки делается уширение активных элементов
9971&2 за.счет токопроводного выступа 20, который помещается у всех элементов с одной стороны. Высота 29 этого выступа принимается такой, чтобы она была равна или немного больше высо.ты лобовых частей 30 (фиг. 8). Отсут ствие токопроводных выступов 20 вызывает необходимость помещать технологическое (дополнительное) ярмо.
Выступ 20 повышает токовую проводи% мость элементов, уменьшает магнитное сопротивление и, кроме того, обеспечивает лучшее использование материала при штамповке.Собранная группа приведена на фиг. 4 ° Группа имеет форму неравнобокой трапеции, образованную длинной
17 и короткой 16 параллельными активными сторонами элементов, соединенных между собой лобовыми частями
18 и 26. Внутри группы образуется вырвэ 31 °
Для получения окончательной конструкции группы, элементы 16 и 17 изгибаются на. 180 rro продольной оси
32 вырезов вверх (фиг.- 5 и 6) и все элементы группы в разрезе в поперечном сечении имеют П-образную форму (фиг. 12).
Вид группы сверху приведен на фиг. 5,-где указано, что группа состоит из трех длинных составных элементов 33, 34 и 35 и трех коротких активных элементов 36, 37 и 38. Эти элементы между собой параллельны и .соединены лобовыми частями. Общий вид группы представляет собой неравнобокую трапецию с трапецеидальным отверстием 39 внутри. На фиг. б приведен вид группы снизу. Размер 40 равен ширине токопроводного выступа 20.
Группы 3, б и 8 электрической машины одинаковы и .имеют вид, приведенный на фиг. 5 и б, а группы 5, 7 и 4 несколько отличаются.
Отличие заключается в следующем.
Например, слой 41 (фиг. 4) помещается снизу, а слой 42 сверху, т.е. слой один групп 3, б и 8 равен по размерам слою и групп 5, 7 и 4 и т.д. Таким образом, если в группах
3, б и 8 номер и соответствует самому малому размеру, то в группах 5, 7 и 4 - самому большому, Сложенные группы отгибаются книзу. Такое изготовление групп 5, 7 и 4 обеспечивает их сочленение согласно фиг. 10 и 11. Для того, чтобы получить активную часть машины, группы собираются.
На фиг. 10 представлено схемати- ческое расположение групп в обмотке откуда видно, что при сборке группы чередуются. Идет одна группа с длинной стороной вверх, .затем идет группа с длинной стороной вниз и т,д.
Порядок сочленения групп следующий (для 4-полюсной трехфазной обмотки).
Короткая активная сторона группы 3 вставляется в отверстие 39.груп пы 5, прилегая к ее длинной стороне (фиг. 10). Группа 5 аналогично вставляется в отверстие группы 6, а послед
5 няя - в отверстие группы 7, которая,. в свою очередь, вставляется в отверстие группы 8, короткая активная сторона группы 8, в свою очередь, входит в отверстие группы 4, а послед(ð няя соединяется с группой 3, обраэу4 замкнутое кольцо (фиг. 1) . В этом кольце все группы 3 6 и 8 направле. ны длинной стороной в одну сторону, ° а группы 5, 7 и 4 - в другую (фиг.lÎ).
Вид сверху соединенных гРупп представлен на фиг. 11 а на фиг. 7 и 8 боковой вид группы со стороны длин- ного и короткого элементов группы.
Каждая группа, собранная из элементов, изолируется межфазной изоляци» ей, после чего осуществляется сборка всех групп на шаблоне и образуется ,распределенный активный слой 2,.которому придается монолитность за счет увязки, установки распарок в лобовых частях и пропитки..
Собранная активная часть помещается в ярмо 1, вместе .с которым она заводится в корпус статора 43 и закрепляется кольцами 44 и 45 с прижимными дисками торцов лобовых частей
46 и 47 (фиг. 2).
Предложенный статор работает следующим образом.
При прохождении по обмоткам, сосЗ5 тоящим из групп, тока создается вращающееся магнитное поле, которое взаимодействует с ротором и образуется вращающий момент (для двигателя). В статоре создается ЭДС в слу40 чае, если статор применен в генераторе. Основная часть магнитного по" тока статора замыкается через активные элементы 9, ярмо 1, воздушный зазор и ротор, а другая часть
45 рабочего потока проходит через активные элементы 9, лобовые части 10, воздушный зазор и ротор. На фиг. 9 приведена группа, выполненная в фор ме равнобокой трапеции. Сравнение
50 этой группы и группы, выполненной в форме неравнобокой.трапеции (фиг. 4) показывает, что группа в форме равнобокой трапеции имеет больше неактивного материала. Этот неактивный
5 материал получается за счет лобовой части 48, которая длиннее лобовой части 18, а также за счет плохо используемого участка 49.
Преимущество предлагаемого стато-. ра по сравнению с известной конструкцией беспазового статора заключается в том, что в нем отсутствуют группы с разной длиной °
Такое выполнение статора позволяет упростить технологию изготовления, е5 в результате чего повышается произ997182 водительность труда) сократить длину лобовых частей; повысчть надежность статора эа счет большей монолитности активной части, а также эа счет лучшего крепления лобовых частей (все лобовые соединения оды иаковы и лучше закреплены)) удешевить стоимость изготовления статора за счет перечисленl ных факторов уменьшить габариты ма" шины за счет компактности групп и меньшего расхода материала. Примене ние обмотки в форме неравнобоковой трапеции может быть осуществлено и для электрических машин с шаблонными обмотками.
Формула изобретения
1. Беспаэовый статор электрической машины, содержащий ярмо и изолированную от него активную часть с лобовыми частями состоящую из rpynrl, выполненных из отдельных изолирован ных друг от друга и соединенных между собой элементов, имеющих вырезы и изогнутых на 180 по продольной оси вырезов, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления и повышения надежности, -каждая группа имеет форму неравнобокой трапеции с лобовыми час-!
О тями разной длины„ причем группы размещены по окружности таким образом, что лобовые части разной длины отдельных групп чередуются между собой.
2. Статор по . 1, о т л и ч а ю15 шийся тем, что элементы групп имеют токопроводящие выступы.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
;щ Р 278836, кл. H 02 К 15/10, 1968.
2. Авторское свидетельство СССР Ð. 851646, кл. H 02 К 3/04, 1979.