RU2041544C1

RU2041544C1 - Pole of electric machine

Info

Publication number: RU2041544C1
Authority: RU
Inventors: Юрий Константинович Козлов; Виктор Григорьевич Гавриш; Владимир Михайлович Петренюк; Виктор Дмитриевич Курганов; Сергей Александрович Гривин; Борис Максимович Подгорный; Артем Вольфович Баронский
Priority date: 1992-06-15
Filing date: 1992-06-15
Publication date: 1995-08-09
Also published as: UA18552C2

Abstract

FIELD: electric engineering. SUBSTANCE: device has core and excitation coil. Coil is mounted on core by means of metal former which edges are bent into slots of pole lug. Coil with former is pressed on pole against stop at lug, is impregnated and thermally processed together with lug in order to produce single unit which is capable to provide rigid clamping of coil to core under conditions of vibration and impact. EFFECT: increased reliability. 3 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности касается электрических машин для электротранспорта. The invention relates to electrical engineering, in particular for electrical machines for electric transport.

Известно, что тяговые электродвигатели тепловозов, электровозов и других транспортных средств работают в условиях интенсивных ударных и вибрационных воздействий. It is known that traction motors of diesel locomotives, electric locomotives and other vehicles operate in conditions of intense shock and vibration.

В зимнее время ударные ускорения, воспринимаемые тяговыми электродвигателями с опорно-осевой подвеской (т.е. жестко связанными с колесной парой локомотива), достигает 35.50g, особенно при раскомплектовании шестерен тягового редуктора. In winter, shock accelerations perceived by traction electric motors with axial support (i.e., rigidly connected to the locomotive’s wheelset) reach 35.50g, especially when unpacking the gears of the traction reducer.

Раскомплектование шестерен тягового редуктора приводит к появлению высокочастотной вибрации на тяговом электродвигателе и к появлению резонансных зон вибрации полюсов тяговых электродвигателей в диапазоне рабочих скоростей, а при нарушении сцепления полюсной катушки с сердечником резонансная зона смещается в сторону более низких скоростей движения локомотива, в связи с чем возрастает опасность повреждения выводов и крайних витков катушки и механического повреждения изоляции катушки, приводящего к ее электрическому пробою. Unpacking of the gears of the traction reducer leads to the appearance of high-frequency vibration on the traction motor and to the appearance of resonance zones of vibration of the poles of the traction motors in the range of operating speeds, and when the coupling of the pole coil with the core is disturbed, the resonance zone shifts toward lower locomotive speeds, and therefore increases danger of damage to the terminals and extreme turns of the coil and mechanical damage to the insulation of the coil, leading to its electrical breakdown.

Известные полюсные катушки для тяговых электродвигателей решают вопрос обеспечения необходимой прочности выводов и крайних витков на довольно длительный срок эксплуатации, однако при закреплении таких катушек на полюсе путем совместной пропитки полюса с катушкой в эпоксидном компаунде не исключается возможность нарушения цементирующего слоя, перемещение катушки относительно сердечника, жестко прикрепленного к остову, приводящее к повреждению изоляции [1, 2, 3]
Известны полюсы электрических машин, в которых взаимное перемещение сердечника и катушки исключается за счет сил трения, возникающих от распорных усилий, создаваемых клиньями, при этом зазоры между сопрягаемыми поверхностями катушки и сердечника заполнены цементирующим сплавом. Недостатком устройства является то, что часть межполюсного окна занята элементами крепления, что снижает эффективность его использования [4]
Известны также полюсы электрических машин, в которых обмотки закреплены с помощью тонких металлических каркасов и элементов, входящих в углубления сердечника полюса [5, 6]
Известен также полюс, содержащий сердечник и катушку, напрессованную на сердечник с упором в наконечник полюса. На внутренних продольных сторонах катушки установлены короба из тонколистовой стали. Катушка крепится на сердечнике полюса посредством z-образных скоб, вставленных в пазы сердечника и отогнутых к катушкам с опорой на короба. Для этого сердечник главного полюса набран из стальных листов двух типов с пазами, расположенными над полюсным наконечником, и без пазов. При шихтовке (сборке) сердечника полюса листы чередуются таким образом, что на продольной стороне сердечника образуется несколько пазов для фиксации z-образных скоб [6] Понятно, что при работе полюса в условиях интенсивной вибрации число скоб, их жесткость и глубина пазов в сердечнике должны быть увеличены. Недостатки устройства связаны с пазами на рабочей части сердечника полюса, большое число которых приводит к ухудшению электромагнитных характеристик из-за пережима пути магнитного потока. Кроме того, увеличивается число позиций листов и штампов и усложняется процесс сборки.Known pole coils for traction electric motors solve the problem of ensuring the necessary strength of the leads and end turns for a rather long service life, however, when fixing such coils on the pole by co-impregnating the pole with the coil in the epoxy compound, the possibility of breaking the cementitious layer, moving the coil relative to the core, is not rigid attached to the core, causing damage to the insulation [1, 2, 3]
The poles of electrical machines are known in which the mutual movement of the core and coil is eliminated due to friction forces arising from the spacer forces created by the wedges, while the gaps between the mating surfaces of the coil and core are filled with a cementing alloy. The disadvantage of this device is that part of the interpolar window is occupied by fastening elements, which reduces the efficiency of its use [4]
The poles of electric machines are also known, in which the windings are fixed with thin metal frames and elements included in the recesses of the pole core [5, 6]
Also known is a pole containing a core and a coil pressed onto the core with emphasis on the pole tip. On the inner longitudinal sides of the coil, ducts of sheet steel are installed. The coil is mounted on the pole core by means of z-shaped brackets inserted into the grooves of the core and bent to the coils with support on the box. For this, the core of the main pole is composed of two types of steel sheets with grooves located above the pole piece and without grooves. When laminating (assembling) the core of the pole, the sheets alternate in such a way that several grooves are formed on the longitudinal side of the core for fixing the z-shaped staples [6] It is clear that when the pole is operated under intense vibration, the number of staples, their rigidity and the depth of the grooves in the core should to be increased. The disadvantages of the device are associated with grooves on the working part of the core of the pole, a large number of which leads to a deterioration in electromagnetic characteristics due to pinching of the magnetic flux path. In addition, the number of sheet and stamp positions increases and the assembly process is complicated.

Задача изобретения состоит в обеспечении надежного жесткого закрепления катушки на сердечнике полюса без ухудшения его электромагнитных характеристик и снижения технологичности. The objective of the invention is to provide reliable hard fastening of the coil on the core of the pole without compromising its electromagnetic characteristics and reducing manufacturability.

Существо изобретения состоит в том, что полюс электрической машины содержит сердечник с наконечником и катушку возбуждения с металлическим каркасом, которая напрессована на полюс с упором в наконечник и пропитана и термообработана совместно с сердечником в эпоксидном компаунде с образованием моноблока полюса. The essence of the invention is that the pole of the electric machine contains a core with a tip and a field coil with a metal frame, which is pressed onto the pole with emphasis on the tip and is impregnated and heat treated together with the core in an epoxy compound to form a monoblock of the pole.

Каркас выполнен в виде двух коробов, охватывающих внутренние продольные стороны катушек. Одна из полок каркаса отогнута в паз, выполненный на продольной стороне наконечника (башмака) полюса. The frame is made in the form of two boxes, covering the inner longitudinal side of the coils. One of the shelves of the frame is bent into a groove made on the longitudinal side of the pole tip (shoe).

Новизна предложения состоит в том, что дополнительное закрепление катушки на полюсе осуществляется отгибом края каркаса в продольный паз наконечника. Тем самым обеспечивается жесткое скрепление катушки с сердечником с образованием моноблочной конструкции. Исключается возможность перемещения катушки относительно полюса. Одновременно предлагаемая конструкция позволяет увеличить сечение магнитного сердечника, что дает снижение сопротивления магнитному потоку и соответствующее увеличение КПД. Таким образом, изобретение решает поставленную задачу неочевидным путем. The novelty of the proposal is that the additional fixing of the coil on the pole is carried out by bending the edge of the frame into the longitudinal groove of the tip. This ensures a rigid fastening of the coil with the core with the formation of a monoblock design. Excludes the possibility of moving the coil relative to the pole. At the same time, the proposed design allows to increase the cross section of the magnetic core, which gives a decrease in resistance to magnetic flux and a corresponding increase in efficiency. Thus, the invention solves the problem in an unobvious way.

На фиг. 1 показан предлагаемый полюс электрической машины в аксонометрическом изображении; на фиг. 2 катушка с каркасом до закрепления на полюсе; на фиг. 3 аксонометрическое изображение каркаса. In FIG. 1 shows the proposed pole of an electric machine in a perspective view; in FIG. 2 coil with a frame to be fixed on the pole; in FIG. 3 axonometric image of the frame.

На сердечнике полюса 1 с наконечником 2 установлена катушка возбуждения 3. С внутренней стороны продольные стороны катушки охвачены каркасами 4, края 5 которых загнуты и заведены в пазы 6 наконечника полюса. An excitation coil 3 is mounted on the core of the pole 1 with the tip 2. On the inside, the longitudinal sides of the coil are surrounded by frames 4, the edges 5 of which are bent and inserted into the grooves 6 of the pole tip.

Сборка полюса осуществляется следующим образом. The pole assembly is as follows.

На изолированную катушку 3 устанавливают два стальных каркаса 4. Затем катушка с каркасами под прессом надевается на сердечник полюса 1 до упора в наконечник 2. Не снимая давления пресса, края 5 каркасов, отгибают и заводят в пазы 6 наконечника полюса. После этого полюс совместно с катушкой пропитывается в термореактивном (эпоксидном) компаунде и термообрабатывается. Two steel frames 4 are installed on the insulated coil 3. Then the coil with the frames under the press is put on the core of the pole 1 against the stop in the tip 2. Without removing the pressure of the press, the edges of the 5 frames are bent and inserted into the grooves 6 of the pole tip. After that, the pole together with the coil is impregnated in a thermosetting (epoxy) compound and heat treated.

Полученный таким образом моноблок способен длительное время сохранять жесткое скрепление катушки с сердечником в условиях вибрационных и ударных нагрузок. The monoblock thus obtained is capable of maintaining a rigid fastening of the coil with the core for a long time under vibration and shock loads.

Claims

Pole of an electric machine, comprising a core with a tip fastened together, an excitation coil and metal frames covering the inner longitudinal sides of the coil, characterized in that the edges of the frames are bent, grooves are made in the tip in which the bent edges of the frames are placed.