RU2131637C1

RU2131637C1 - Electric machine

Info

Publication number: RU2131637C1
Application number: RU98102766A
Authority: RU
Inventors: В.Т. Караваев
Original assignee: Караваев Виктор Терентьевич
Priority date: 1998-02-04
Filing date: 1998-02-04
Publication date: 1999-06-10

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: device has bladed stator, which is joined by pins and washers and is designed as ring core with teeth on external and inner surfaces. It carries distributed ring compartment winding between same-name poles of external and inner inductors which are mounted on external and inner rims of rotor. Inner inductor is shifter with respect to external inductor. Lower end of each section of armature winding is shifted with respect to upper side of same section by angle within range of 0.01. .90 electric degrees in same direction. EFFECT: increased power by factor of 1.56, decreased weight and size in comparison to other electric machines of same power. 14 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам. The invention relates to the field of electrical engineering, namely to electrical machines.

Повышение энергетических характеристик электрической машины в заданных габаритах при сохранении надежности работы машины возможно только с увеличением магнитного поля в воздушном зазоре, эффективного числа витков в обмотке якоря и поверхности охлаждения машины. Improving the energy characteristics of an electric machine in the given dimensions while maintaining the reliability of the machine is possible only with an increase in the magnetic field in the air gap, the effective number of turns in the armature winding and the cooling surface of the machine.

Известна электрическая машина (А.с. 402123, СССР, М.кл. H 02 K 19/22 от 12.10.73 г.), у которой между внешним и внутренним индукторами ротора размещена стойка, на которой закреплены пакеты статоров, в пазах которых уложены отдельные обмотки барабанного якоря. Внешний и внутренний индукторы машины размещены на общем валу. A known electric machine (A.S. 402123, USSR, M.C. H 02 K 19/22 of 12/10/73), in which there is a rack between the external and internal rotor inductors, on which packages of stators are fixed, in the grooves of which Separate windings of the drum anchor are laid. External and internal inductors of the machine are located on a common shaft.

Размещение на стойке отдельных внешнего и внутреннего статоров усложняет технологию изготовления и ухудшает массогабаритные характеристики машины. Кроме того, в машине увеличен расход активных материалов за счет большой длины лобовых частей секций барабанных обмоток якоря, увеличенного сечения ярма статоров машины, что приводит к уменьшению диаметра расточки внутреннего статора и ухудшению энергетических характеристик в целом всей машины. The placement of separate external and internal stators on the rack complicates the manufacturing technology and worsens the overall dimensions of the machine. In addition, the consumption of active materials in the machine is increased due to the large length of the frontal sections of the drum winding sections of the armature, the increased cross section of the yokes of the stators of the machine, which leads to a decrease in the diameter of the bore of the internal stator and a deterioration in the energy characteristics of the whole machine.

Известна также электрическая машина Пачинотти - Грамма, 1860 г. (Копылов И. П. Электрические преобразователи энергии. М., "Энергия", 1973., 400 с. с ил. рис. 1-8, стр. 19), содержащая кольцевой магнитопровод, на который виток к витку наматывается секционная замкнутая обмотка якоря. Магнитное поле машины создается магнитами или электромагнитами. The Pacinotti-Gram electric machine is also known, 1860 (IP Kopylov, Electric energy converters. M., "Energy", 1973., 400 pp., Fig. 1-8, p. 19), containing a ring magnetic circuit, on which a sectional closed winding of the armature is wound round to round. The magnetic field of a machine is created by magnets or electromagnets.

Недостатком данной машины является то, что граммовская кольцевая обмотка имеет плохое использование материала обмотки, так как только часть витка обмотки, расположенная на внешней части ротора пересекает магнитные линии поля возбуждения. Это приводит к ухудшению массогабаритных и энергетических характеристик машины и не позволило найти широкое применение в промышленности. The disadvantage of this machine is that the gram ring winding has poor use of the winding material, since only a part of the winding coil located on the outer part of the rotor crosses the magnetic lines of the field of excitation. This leads to a deterioration in the overall dimensions and energy characteristics of the machine and is not allowed to be widely used in industry.

Известна электрическая машина (А.с. 677045, СССР, М.кл² H 02 K 21/12, от 30.07.79 г. ) состоящая из внешнего и внутреннего роторов, между которыми размещена неподвижная обмотка барабанного якоря без шихтованного сердечника, причем полюса одной полярности внешнего и внутреннего роторов расположены радиально.A known electric machine (A.S. 677045, USSR, M.cl ² H 02 K 21/12, 07/30/79,) consisting of external and internal rotors, between which a fixed winding of a drum armature without a lined core is placed, with the poles one polarity of the outer and inner rotors are arranged radially.

Недостатком электрической машины является большая величина воздушного зазора, что приводит к уменьшению индукции в воздушном зазоре, ухудшению массогабаритных и энергетических характеристик. The disadvantage of the electric machine is the large amount of air gap, which leads to a decrease in induction in the air gap, the deterioration of weight and energy characteristics.

Известна электрическая машина (Пат. 2039428, ФРГ, Int. Cl². H 02 K 23/02, H 02 K 23/04 2.10.75 г.), взятая нами за прототип, содержащая статор, выполненный в виде кольцевого сердечника с расположенными на нем несколькими частями обмотки кольцевого якоря и установленный на стойке, а радиально к обеим его сторонам расположены радиально намагниченные внешние и внутренние полюса одной полярности, направлены на обмотки и укрепленные на внешнем и внутреннем ободе ротора.Known electric machine (Pat. 2039428, Germany, Int. Cl ^2. H 02 K 23/02, H 02 K 23/04 2.10.75,), taken by us as a prototype, containing a stator made in the form of an annular core with located on it several parts of the winding of the annular armature and mounted on the rack, and radially to both sides of it are radially magnetized external and internal poles of the same polarity, directed to the windings and mounted on the outer and inner rim of the rotor.

Недостатком электрической машины является выполнение гладкого якоря с кольцевой обмоткой в виде охватывающих катушек, что увеличивает величину воздушного зазора и приводит к значительному увеличению (в 10-20 раз) намагничивающего тока, понижает КПД, коэффициент мощности и увеличивает массу обмотки якоря. The disadvantage of an electric machine is the implementation of a smooth armature with an annular winding in the form of covering coils, which increases the air gap and leads to a significant increase (10-20 times) in the magnetizing current, lowers the efficiency, power factor, and increases the mass of the armature winding.

Расположение радиально к обеим сторонам якоря внешних и внутренних полюсов одной полярности привело к увеличению суммарной индукции в ярме якоря за счет арифметического сложения их магнитной индукции, увеличению высоты спинки якоря h_a, уменьшению внутреннего диаметра расточки якоря и соответственно мощности машины, ухудшению массогабаритных и энергетических характеристик.The location of the external and internal poles of the same polarity radially to both sides of the armature led to an increase in the total induction in the armature yoke due to the arithmetic addition of their magnetic induction, to an increase in the height of the armature back h _a , to a decrease in the internal diameter of the armature bore and, accordingly, to a decrease in the weight and energy characteristics of the machine .

Техническая задача изобретения - создание электрической машины с лучшими массогабаритными характеристиками за счет выполнения комбинированной кольцево-барабанной обмотки якоря. The technical task of the invention is the creation of an electric machine with the best overall dimensions due to the implementation of the combined annular-drum winding of the armature.

Поставленная задача решается следующим образом. The problem is solved as follows.

Предложена электрическая машина, содержащая шихтованный статор, скрепленный шпильками и шайбами и выполненный в виде кольцевого сердечника с зубцами на внешней и внутренней поверхности, несущий распределенную кольцевую секционную обмотку якоря и размещенный на стойке, кроме того статор расположен между однополярными полюсами внешнего и внутреннего индукторов, установленных на внешнем и внутреннем ободах ротора, внутренний индуктор смещен относительно внешнего индуктора и нижняя сторона каждой секции обмотки якоря смещена относительно верхней стороны этой же секции на угол 0,01...90 электрических градусов в одном направлении. Шихтованный пакет статора скрепляется при помощи шпилек и нажимных шайб, с одной стороны пакета статора все шпильки с полюсным шагом присоединены к общей нажимной шайбе, с другой стороны пакета статора нечетные шпильки подсоединены к одной нажимной шайбе с двухполюсным шагом, а четные шпильки присоединены к другой нажимной шайбе с двухполюсным шагом, между шайбами установлен изоляционный материал, а общая шайба размещена на стойке. An electric machine is proposed, comprising a lined stator fastened with studs and washers and made in the form of an annular core with teeth on the external and internal surfaces, bearing a distributed annular sectional winding of the armature and placed on a rack, in addition, the stator is located between the unipolar poles of the external and internal inductors installed on the external and internal rims of the rotor, the internal inductor is offset relative to the external inductor and the lower side of each section of the armature winding is offset no top side of the same section by an angle of 0.01 ... 90 electrical degrees in one direction. The lined stator package is fastened with pins and pressure washers; on one side of the stator package, all studs with a pole pitch are connected to a common pressure washer, on the other side of the stator package, the odd studs are connected to one pressure washer with a two-pole pitch, and the even studs are connected to another push plate a washer with a bipolar pitch, insulating material is installed between the washers, and the common washer is placed on the rack.

Сущность технического решения поясняется следующим. The essence of the technical solution is illustrated by the following.

Расположение полюсов внутреннего индуктора под однополярными полюсами внешнего индуктора и смещение их относительно радиальной оси на угол α_u = 0,01. . . 90 электрических градусов позволяет при синусоидальных магнитных индукциях в спинке якоря внешнего индуктора B_a1 и внутреннего индуктора B_a2 уменьшить суммарных магнитную индукцию спинке якоря до величины

а вмещение внутренних пазов якоря относительно внешних пазов увеличивает дополнительно высоту спинки якоря, что позволяет уменьшить сечение спинки якоря и увеличить диаметр внутреннего индуктора, соответственно, уменьшить его магнитное сопротивление, уменьшить мощность возбуждения, увеличить выходную мощность и КПД машины.The location of the poles of the internal inductor under the unipolar poles of the external inductor and their displacement relative to the radial axis by an angle α _u = 0.01. . . 90 electrical degrees allows for sinusoidal magnetic inductions in the back of the armature of the external inductor B _a1 and the internal inductor B _{a2 to} reduce the total magnetic induction in the back of the armature to

and the placement of the internal grooves of the armature relative to the external grooves additionally increases the height of the back of the armature, which allows to reduce the cross section of the back of the armature and increase the diameter of the internal inductor, respectively, reduce its magnetic resistance, reduce the excitation power, increase the output power and efficiency of the machine.

Особенностью электрической машины является наличие дополнительного магнитного контура для потока Ф₃, уменьшающий сопротивление магнитной цепи между внешним и внутренним индукторами. Протекающий по дополнительному магнитному контуру дополнительный магнитный поток создает дополнительную ЭДС в секциях обмотки якоря и улучшает энергетические характеристики машины.A feature of the electric machine is the presence of an additional magnetic circuit for the flux Ф ₃ , which reduces the resistance of the magnetic circuit between the external and internal inductors. The additional magnetic flux flowing along the additional magnetic circuit creates additional EMF in the armature winding sections and improves the energy characteristics of the machine.

Выполнение смещения внутреннего индуктора относительно внешнего индуктора и нижней стороны каждой секции обмотки якоря относительно верхней стороны этой же секции на угол 0,01 - 90 электрических градусов в одном направлении позволило получить максимальную величину суммарной ЭДС секций, равной арифметическому сложению значений ЭДС верхней и нижней сторон секций, так как они совпадают по фазе. Это позволило в предлагаемой электрической машине получить увеличение предельной мощности с высокими энергетическими характеристиками. The offset of the internal inductor relative to the external inductor and the lower side of each section of the armature winding relative to the upper side of the same section by an angle of 0.01 - 90 electrical degrees in one direction made it possible to obtain the maximum value of the total EMF of the sections, equal to the arithmetic addition of the EMF values of the upper and lower sides of the sections , since they coincide in phase. This allowed in the proposed electric machine to obtain an increase in ultimate power with high energy characteristics.

Предложенная конструкция крепления шихтованного статора позволила исключить индуктирование ЭДС и протекание тока в стяжных шпильках, что повысило надежность, электромеханические и энергетические характеристики. The proposed design of the mounting of the charged stator made it possible to eliminate the induction of EMF and the flow of current in the tie rods, which increased reliability, electromechanical and energy characteristics.

Наличие внешней и внутренней расточки статора и внешнего и внутреннего индуктора увеличило поверхность охлаждения в 1,6 раза, что позволило сохранить систему охлаждения воздухом. The presence of external and internal bores of the stator and the external and internal inductor increased the cooling surface by 1.6 times, which made it possible to preserve the air cooling system.

На фиг. 1 представлена электрическая машина с кольцевым якорем с внутренним индуктором, смещенным относительно внешнего индуктора и нижней стороны секции обмотки якоря, смещенной относительно верхней стороны этой же секции на угол 90 электрических градусов в одном направлении, поперечный разрез; на фиг. 2 представлена конструктивная схема электрической машины с креплением кольцевого якоря на стойке, а внешнего и внутреннего индукторов на общем валу; на фиг. 3 представлена конструктивная схема крепления шихтованного пакета статора в сечении А - А на фиг. 1. In FIG. 1 shows an electric machine with a ring anchor with an internal inductor, offset relative to the external inductor and the lower side of the armature winding section, offset from the upper side of the same section by an angle of 90 electrical degrees in one direction, cross section; in FIG. 2 shows a structural diagram of an electric machine with an annular anchor mounted on a rack, and external and internal inductors on a common shaft; in FIG. 3 shows a structural diagram of the fastening of the stator pack in a section A - A in FIG. 1.

На фиг. 1 показана схема электрической машины для числа полюсов 2P = 2 в развернутом виде в режиме генератора. Статор 1 состоит из шихтованного пакета изолированных листов электротехнической стали с выштампованными пазами на внешней и внутренней части якоря, между которыми выполнено общее для них ярмо h_a. В пазах уложена обмотка 2 якоря, состоящая из верхних сторон 3 - 8 секций и нижних сторон 3' - 8' секций, которые разделены на 120 градусные фазные зоны - AX, BY, CZ. В фазную зону AX входят стороны секции 4, 4' и 7, 7', в зону BY - 6, 6' и 3, 3', в зону CZ - 8, 8' и 5, 5'.In FIG. 1 shows a diagram of an electric machine for the number of poles 2P = 2 in expanded form in generator mode. The stator 1 consists of a burst package of insulated sheets of electrical steel with stamped grooves on the outer and inner parts of the armature, between which a common yoke h _{a is} fulfilled. A winding of 2 anchors is laid in the grooves, consisting of the upper sides of 3 to 8 sections and the lower sides of 3 'to 8' sections, which are divided into 120 degree phase zones - AX, BY, CZ. The phase zone AX includes the sides of sections 4, 4 'and 7, 7', the zone BY - 6, 6 'and 3, 3', and the zone CZ - 8, 8 'and 5, 5'.

Обмотка якоря 2 соединена по схеме "Звезда", в которой A, B, C являются выходными клеммами генератора, а X, Y, Z образуют общую нулевую клемму. Нижние стороны 3' - 8' обмотки якоря смещены относительно верхних сторон 3 - 8 этих же секций на угол α_c = 0,01...90 электрических градусов в одном направлении.The armature winding 2 is connected according to the "Star" circuit, in which A, B, C are the output terminals of the generator, and X, Y, Z form a common zero terminal. The lower sides 3 '- 8' of the armature winding are offset relative to the upper sides of 3 to 8 of the same sections by an angle α _c = 0.01 ... 90 electrical degrees in one direction.

Статор 1 установлен на стойке 9 посредством нажимных шайб 10, 11, 12 и шпилек 13, 14 соединенных между собой сварным швом 15, фиг. 1, 2, 3. The stator 1 is mounted on the column 9 by means of pressure washers 10, 11, 12 and studs 13, 14 connected by a weld 15, FIG. 1, 2, 3.

Для устранения наведения от магнитных полей Ф1, Ф2, Ф3 в контурах крепления все шпильки нечетные и четные 13, 14, фиг. 3, с одной стороны пакета статора 1 с шагом τ присоединены к общей нажимной шайбе 10, а с другой стороны пакета статора 1 нечетные шпильки 13 подсоединены к нажимной шайбе 11 с шагом 2 τ, а четные шпильки 14 присоединены к нажимной шайбе 12 с шагом 2τ. Между нажимными шайбами 11 и 12 установлен изоляционный материал 16, например оксидная пленка с большим активным электрическим сопротивлением. To eliminate the guidance from the magnetic fields F1, F2, F3 in the fastening contours, all the pins are odd and even 13, 14, FIG. 3, on one side of the stator package 1 with a step τ are connected to the common pressure washer 10, and on the other side of the stator package 1 the odd studs 13 are connected to the pressure washer 11 in 2 τ increments, and the even studs 14 are connected to the pressure washer 12 in 2τ increments . Between the pressure washers 11 and 12, an insulating material 16 is installed, for example, an oxide film with a large active electrical resistance.

Машина содержит внешний индуктор 17 с разнополюсными полюсами N 1 и 51 и обмотками возбуждения 18, 19, создающими магнитное поле Ф1, оси которых 20, 21 расположены на расстоянии полюсного деления τ1.
Машина также содержит внутренний индуктор 22 с разнополярными полюсами N2 и S2 и обмотками возбуждения 23, 24 создающими магнитное поле Ф2, оси которых 25, 26 расположены на расстоянии полюсного деления τ2.
Внешний и внутренний индуктор 17, 22 с разнополярными полюсами N₁, S₁, N₂, S₂ посредством внешнего обода 27, внутреннего 28 и остова ротора 29 соединены жестко с валом 30.The machine contains an external inductor 17 with opposite-pole poles N 1 and 51 and field windings 18, 19, creating a magnetic field F1, the axes of which 20, 21 are located at a distance of pole division τ1.
The machine also contains an internal inductor 22 with bi-polar poles N2 and S2 and field windings 23, 24 creating a magnetic field Ф2, whose axes 25, 26 are located at a distance of pole division τ2.
The external and internal inductor 17, 22 with bipolar poles N ₁ , S ₁ , N ₂ , S ₂ through the outer rim 27, the inner 28 and the core of the rotor 29 are rigidly connected to the shaft 30.

Однополярные полюса внешнего 17 и внутреннего 22 индукторов расположены напротив друг друга. Внутренний индуктор 22 смещен относительно внешнего индуктора 17 на угол α_u = 0,01...90 электрических градусов в направлении смещения нижней стороны секции обмотки якоря относительно верхней стороны секции.Unipolar poles of the external 17 and internal 22 inductors are located opposite each other. The internal inductor 22 is offset relative to the external inductor 17 by an angle α _u = 0.01 ... 90 electrical degrees in the direction of displacement of the lower side of the armature winding section relative to the upper side of the section.

Смещение однополярных полюсов N₁ и N₂ внешнего и внутреннего индуктора на угол α_u = 0,01...90 электрических градусов позволяет получить суммарную магнитную индукцию в ярме якоря по формуле

где B_a1 - магнитная индукция в ярме якоря от магнитного поля внешнего индуктора, T_л;
где B_a2 - магнитная индукция в ярме якоря от магнитного поля внешнего индуктора, T_л;
По величине индукции в ярме B_a определяется общая высота ярма h_a якоря.The displacement of the unipolar poles N ₁ and N _{2 of the} external and internal inductor by an angle α _u = 0.01 ... 90 electrical degrees allows you to get the total magnetic induction in the yoke of the armature according to the formula

where B _a1 - magnetic induction in the yoke of the armature from the magnetic field of the external inductor, T _l ;
where B _a2 - magnetic induction in the yoke of the armature from the magnetic field of the external inductor, T _l ;
The magnitude of the induction in the yoke B _a determines the total height of the yoke h _{a of the} armature.

Расположение полюсов N₂, S₂ внутреннего индуктора 22 под однополярными N₁, S₁ внешнего индуктора 17 приводит к тому, что все однополярные полюса работают параллельно. Это соответствует сложению магнитных потоков внешнего Ф1 и внутреннего Ф2 индукторов, т.е. увеличению площади воздушного зазора в 2 раза и увеличению электромагнитной мощности.The location of the poles N ₂ , S _{2 of the} internal inductor 22 under the unipolar N ₁ , S _{1 of the} external inductor 17 leads to the fact that all unipolar poles work in parallel. This corresponds to the addition of magnetic fluxes of the external F1 and internal Ф2 inductors, i.e. a 2-fold increase in the air gap and an increase in electromagnetic power.

Смещение однополярных полюсов N₁, N₂; S₁, S₂, соответственно, внешнего индуктора 17 и внутреннего индуктора 22 образует дополнительный магнитный контур, фиг. 2, по которому проходит дополнительный магнитный поток Ф3, индуктирующий в секциях обмотки якоря 2 дополнительную ЭДС.Displacement of unipolar poles N ₁ , N ₂ ; S ₁ , S ₂ , respectively, of the external inductor 17 and the internal inductor 22 forms an additional magnetic circuit, FIG. 2, along which an additional magnetic flux F3 passes, inducing additional EMF in the armature winding sections 2.

При смещении сторон секций 3', 8' обмотки якоря относительно сторон секциЙ 3, 8 на угол α_c = 0,01...90 электрических градусов позволило преобразовать кольцевую обмотку якоря в кольцево - барабанную обмотку. Данная обмотка может быть выполнена однослойной с увеличением числа витков в два раза больше, чем обмотка якоря барабанного якоря с тем же сечением обмоточного провода и позволяет увеличить выходное напряжение и выходную мощность электрической машины.With the displacement of the sides of sections 3 ', 8' of the armature winding relative to the sides of sections 3, 8 by an angle α _c = 0.01 ... 90 electrical degrees, it was possible to transform the annular winding of the armature into a ring - drum winding. This winding can be made single-layer with an increase in the number of turns twice as large as the winding of the anchor of the drum armature with the same section of the winding wire and allows you to increase the output voltage and output power of an electric machine.

Между внешним индуктором 17 и внешний стороной статора 1 выполнен воздушный зазор δ₁, а между внутренним индуктором 22 и внутренней стороной статора 1 выполнен воздушный зазор δ₂, каждый из которых определяется статической перегружаемостью гидрогенератора S = (М_м/М_н) = 1,7, где М_м - максимальный вращающий момент машины, М_н - напоминальный вращающий момент машины.Between the external inductor 17 and the outer side of the stator 1, an air gap δ _1, and between the inner inductor 22 and the inner side of the stator 1, an air gap δ _2, each of which is determined by the static peregruzhaemostyu hydrogenerator S = (M _m / M _n) = 1, 7, where M _m is the maximum torque of the machine, M _n is the reminiscent torque of the machine.

Принцип действия электрической машины в режиме генератора заключается в следующем. The principle of operation of an electric machine in generator mode is as follows.

При вращении вала 30 в направлении стрелки с частотой вращения n и при возбуждении в полюсах N₁, S₁ внешнего индуктора 17 и в полюсах N₂, S₂ внутреннего индуктора 22 магнитных потоков, соответственно, Ф1 и Ф2, в сторонах секций 4, 4', 7,7', 6,6', 3,3' и 8,8', 5,5', составляющих фазы AX, BY и CZ, индуктируются периодически изменяющиеся ЭДС, показанные на чертеже точкой и крестиком, сдвинутые в пространстве на 120 электрических градусов.When the shaft 30 is rotated in the direction of the arrow with a rotation speed n and when excited in the poles N ₁ , S _{1 of the} external inductor 17 and in the poles N ₂ , S _{2 of the} internal inductor 22 of magnetic fluxes, respectively, Ф1 and Ф2, in the sides of sections 4, 4 ', 7.7', 6.6 ', 3.3' and 8.8 ', 5.5' constituting the phases AX, BY and CZ, periodically changing EMFs are shown, shown in the drawing by a dot and a cross, shifted in space 120 electrical degrees.

Листы железа статора 1 для повышения прочности и жесткости соединяются между собой теплостойким клеем BC-10 Т ГОСТ 22345-77 применяемого в авиационных генераторах с пределом прочности сдвигу по клеевому соединению стали 30 ХГСА не менее
при 20^oC - 181 • 10⁵ ПА (185 • 10⁴ КГС/м ²);
200^oC - 73 • 10⁵ ПА (75 • 10⁴ КГС/м²);
300^oC - 44 • 10⁵ ПА (75 • 10⁴ КГС/м²).To increase the strength and stiffness, the sheets of iron of stator 1 are interconnected by heat-resistant adhesive BC-10 T GOST 22345-77 used in aircraft generators with a shear strength of 30 KHGSA adhesive joint of at least
at 20 ^o C - 181 • 10 ⁵ PA (185 • 10 ⁴ KGS / m ² );
200 ^o C - 73 • 10 ⁵ PA (75 • 10 ⁴ KGS / m ² );
300 ^o C - 44 • 10 ⁵ PA (75 • 10 ⁴ KGS / m ² ).

Прочность и жесткость предлагаемой конструкции статора 1 увеличивается за счет встречно приложенных усилий к статору от внешнего и снутреннего индукторов, поэтому результирующая составляющая на единицу площади сердечника равна (1,3 - 1,45) • 10⁴ КГС/м² вместо 2,72 • 10⁴ КГС/м² в машине с одним индуктором. Это позволяет крепить пакет статора 1 меньшим количеством шпилек, что упрощает технологию изготовления машины.The strength and rigidity of the proposed design of the stator 1 increases due to counter efforts to the stator from the external and internal inductors, therefore, the resulting component per unit area of the core is (1.3 - 1.45) • 10 ⁴ KGS / m ² instead of 2.72 • 10 ⁴ KGS / m ² in a machine with one inductor. This allows you to mount the stator package 1 with fewer studs, which simplifies the manufacturing technology of the machine.

Уменьшение сечения ярма якоря в 1,41 раза за счет смещения сторон секций обмотки якоря и однополярных полюсов внешнего и внутреннего индукторов на угол 90 электрических градусов и уменьшения суммарной магнитной индукции позволило дополнительно увеличить преобразование мощности с участием внутреннего индуктора на 33% за счет увеличения диаметра расточки якоря на 17%, прилегающего к внутреннему индуктору, что улучшило массогабаритные показатели электрической машины. The decrease in the cross section of the armature yoke by 1.41 times due to the displacement of the sides of the armature winding sections and the unipolar poles of the external and internal inductors by an angle of 90 electrical degrees and the decrease in the total magnetic induction made it possible to further increase the power conversion with the participation of an internal inductor by 33% by increasing the diameter of the bore anchors by 17% adjacent to the internal inductor, which improved the overall dimensions of the electric machine.

Выполнение комбинированной кольцево-барабанной обмотки якоря позволило получить максимальную величину суммарной ЭДС секций при уменьшении длины лобовых частей обмотки в 2 раза позволило получить увеличение предельной мощности машины с высокими энергетическими характеристиками. Кроме того, упрощена технология изготовления электрической машины за счет простоты конструкции крепления шихтованного статора, исключающей индуктирование ЭДС и протекание тока в стяжных шпильках, что повысило надежность и электромеханические характеристики. The implementation of the combined annular-drum winding of the armature made it possible to obtain the maximum value of the total EMF of the sections while reducing the length of the frontal parts of the winding by 2 times and allowed to obtain an increase in the ultimate power of the machine with high energy characteristics. In addition, the manufacturing technology of the electric machine has been simplified due to the simplicity of the mounting design of the lined stator, which excludes the induction of EMF and the flow of current in the tie rods, which increased reliability and electromechanical characteristics.

Таким образом предлагаемая электрическая машина имеет лучшие энергетические характеристики за счет применения новой конструкции комбинированной кольцево-барабанной обмотки якоря, позволяющей уменьшить высоту ярма статора и увеличить преобразование мощности в 1,56 раза улучшая массогабаритные характеристики электрических машин малой, средней, большой и предельной мощности, что позволит увеличить установленную мощность уже действующих ГЭС. Thus, the proposed electric machine has the best energy characteristics due to the use of a new design of a combined annular-drum winding of the armature, which allows to reduce the stator yoke height and increase power conversion by 1.56 times improving the overall dimensions of small, medium, large and ultimate power electric machines, which will increase the installed capacity of existing hydropower plants.

Claims

1. An electric machine containing a stator bonded with studs and washers and made in the form of an annular core with teeth on the outer and inner surfaces, bearing a distributed annular sectional winding of the armature and placed on a rack, in addition, the stator is made between unipolar poles of the external and internal inductors mounted on the outer and inner rims of the rotor, characterized in that the inner inductor is offset relative to the external inductor and the lower side of each section of the armature winding is offset relative to the upper side of the same section by an angle of 0.01 - 90 e. hail. in one direction.

2. The machine according to claim 1, characterized in that the lined stator package is fastened with pins and pressure washers, on one side of the stator package all the pins with pole pitch are connected to a common pressure washer, on the other side of the stator package, the odd pins are connected to one pressure a washer with a bipolar pitch, and even studs are attached to another pressure washer with a bipolar pitch, insulation material is installed between the washers, and the common washer is placed on the rack.