SU1075354A1

SU1075354A1 - A.c.electric machine

Info

Publication number: SU1075354A1
Application number: SU823464986A
Authority: SU
Inventors: Владимир Васильевич Сотников
Original assignee: Марийский Политехнический Институт Им.М.Горького
Priority date: 1982-07-08
Filing date: 1982-07-08
Publication date: 1984-02-23

Abstract

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержаща немагнитный , электропроводный корпус и ферромагнитные экраны над лобовыми част ми обмотки статора, отличающа с тем, что, с целью уменьшени габаритов и улучшени технологичности, на внешней поверхности корпуса установлены с зазором относительно дру друга экранирующие элементы в виде полос из ферромагнитного материала. 2 / / / J J й/ (ЯAn AC electrical machine containing a non-magnetic, electrically conductive housing and ferromagnetic shields above the frontal parts of the stator winding, characterized in that, in order to reduce overall dimensions and improve manufacturability, on the outer surface of the housing are installed with a gap relative to each other ferromagnetic material. 2 / / / J J th / (I

Description

ел ate

-Псо ел-Pso ate

4four

Фиг.11

Изобретение относитс к электротехнике и может быть применено в устройствах и на объектах, где требуетс электрооборудование с низким уровнем переменных внешних магнитных полей (ВМП).The invention relates to electrical engineering and can be applied to devices and facilities that require electrical equipment with a low level of variable external magnetic fields (PMF).

Известна электрическа машина, в которой торцовые щиты из конструкционной стали покрываютс слоем из листового материала , например легированной листовой сталью с высоким содержанием кремни 1. В такой электрической машине экранируетс переменное магнитное поле рассе ни лобовых частей обмотки статора, а переменное магнитное поле рассе ни из сердечника статора экранируетс недостаточно, вследствие чего уровень переменного ВМП электрической машины с таким экраном значителен . Кроме того, указанное покрытие плохо совместимо с конструкцией щита: обычно на внутренней поверхности торцовых щитов имеютс различные приливы, ребра, другие конструктивные элементы и покрыть его слоем листового материала в этом случае не представл етс возможным. Наиболее близка к изобретению по технической сущности электрическа мащина переменного тока с немагнитным электропроводным корпусом и ферромагнитными кольцевыми по сами, установленными над лобовыми част ми обмотки и сердечником статора и шихтованными в радиальном направлении 2.An electrical machine is known in which end shields of structural steel are coated with a sheet of sheet material, for example, alloyed sheet steel with a high silicon content 1. In such an electrical machine, an alternating magnetic field is scattered from the frontal parts of the stator winding, and the alternating magnetic field is dissipated from the core the stator is shielded insufficiently, as a result of which the level of a variable VMP electric machine with such a screen is significant. In addition, this coating is poorly compatible with the design of the shield: usually there are various tides, ribs, other structural elements on the inner surface of the end shields and in this case it is not possible to cover it with a layer of sheet material. Closest to the invention to the technical nature of the electric AC power with non-magnetic electrically conductive body and ferromagnetic ring on their own, installed above the winding frontal parts and the stator core and laminated in the radial direction 2.

Недостаток известной машины состоит в том, что по са с такого типа шихтовкой имеют значительную толщину и массу, вслед ствие чего не могут быть рекомендованы к применению в электрических машинах малой и средней мощности, так как значительно ухудшают их весогабаритные показатели и увеличивают стоимость. Кроме того, на внешней поверхности корпуса обычной имеютс ребра, лапы, вентил ционные отверсти , различные приливы и т.п., что делает практически невозможным установку здесь по сов.A disadvantage of the known machine is that with this type of blender, they have a considerable thickness and weight, as a result, they cannot be recommended for use in electric machines of small and medium power, since they significantly worsen their weight and dimensions and increase the cost. In addition, there are fins, paws, air vents, various tides, etc., on the outer surface of the hull, which makes it practically impossible to install here.

Целью изобретени вл етс улучшение весогабаритных показателей и технологичности электрических машин переменного тока с ферромагнитными экранами.The aim of the invention is to improve the weight and size indicators and manufacturability of AC electric machines with ferromagnetic shields.

Дл достижени указанной цели в электрической мащине переменного тока с немагнитным электропроводным корпусом и ферромагнитным экраном над лобовыми част ми обмотки статора на внешней поверхности корпуса установлены с зазором относительно друг друга экранируюшие элементы в виде полос из ферромагнитного материала .To achieve this goal, an alternating current electrical system with a non-magnetic electrically conductive housing and a ferromagnetic shield above the frontal parts of the stator winding on the outer surface of the housing is equipped with a gap relative to each other shielding elements in the form of strips of ferromagnetic material.

На фиг. 1 и 2 изображен асинхронный двигатель с вариантами установки экранирующих элементов на внешней поверхности корпуса; на фиг. 3 - векторна диаграмма, лойсн юща принцип экранировани ВМП электрической машины.FIG. 1 and 2 depict an asynchronous motor with options for installing shielding elements on the outer surface of the housing; in fig. 3 is a vector diagram, which describes the principle of shielding a high-frequency electric machine.

Асинхронный двигатель состоит из немагнитного корпуса 1 и ферромагнитного экрана 2 над лобовыми част ми обмотки статора. На внешней поверхности корпуса 1 установлены с зазором относительно друга экранирующие элементы 3 в виде полос-накладок из листового ферромагнитного материала. Полосы-накладки ориентированы по окружности корпуса 1. Оптимальна длина зазора обычно устанавливаетс экспериментально путем изменени длины или ширины экранирующих элементов 3. Экранирующие элементы 3 в виде полос-накладок из ферромагнитного материала ориентированы вдоль корпуса 1 и также установлены с зазором относительно друг друга (фиг. 2).An asynchronous motor consists of a non-magnetic case 1 and a ferromagnetic screen 2 above the frontal parts of the stator winding. On the outer surface of the housing 1 are installed with a gap relative to each other shielding elements 3 in the form of strips of lining of sheet ferromagnetic material. Strip strips are oriented around the circumference of the housing 1. The optimal gap length is usually established experimentally by changing the length or width of the shielding elements 3. The shield elements 3 in the form of strips of ferromagnetic material are oriented along the housing 1 and are also installed with a clearance relative to each other (Fig. 2).

Оптимальна длина зазора также устанавливаетс экспериментально путем изменени ширины экранирующих элементов 3.The optimum gap length is also established experimentally by varying the width of the shielding elements 3.

Снижение уровн переменного ВМП достигаетс следующим образом.A reduction in the level of variable HFM is achieved as follows.

Переменное ВМП электрической машины переменного тока создаетс токами, протекающими по лобовым част м обмотки статора и ротора, а также за счет ответвлени части магнитного потока из спинки статора во внешнее пространство. Переменное магнитное поле лобовых частей обмоток, в основном , экранируетс ферромагнитным экраном 2, однако некотора часть пол ответвл етс во внешнее пространство, пересека поверхность корпуса 1. Также пересекает поверхность корпуса переменное магнитноеThe alternating HFM of an AC electric machine is created by currents flowing through the frontal parts of the stator and rotor windings, as well as by branching a part of the magnetic flux from the back of the stator to the outer space. The alternating magnetic field of the frontal winding parts is mainly shielded by a ferromagnetic shield 2, however, some of the field branches off into the outer space, crossing the surface of the housing 1. It also crosses the surface of the housing the alternating magnetic

поле, ответвл ющеес во внешнее пространство из спинки статора. Суммарное переменное магнитное поле рассе ни , пересекающее поверхность корпуса, наводит в нем вихревые токи. Созданное вихревыми токами собственное переменное магнитное поле ос (абл ет поле рассе ни электрической машины , т.е. ВМП.a field branching into the outer space from the back of the stator. The total alternating magnetic field of a scattering crossing the surface of the body induces eddy currents in it. The own alternating magnetic field of the os created by the eddy currents (the abstracted field of the electric machine, i.e. HFM.

На векторной диаграмме (фиг. 3) На«-переменное магнитное поле рассе ни электрической машины, пересекающее поверхность корпуса, Hj - поле вихревых токов, Нр- результирующее ВМП электрической машины Тонкой линией изображен вариант векторной диаграммы, когда на внешней поверхности корпуса нет экранирующих элементов . Как видно из векторной диаграммы,In the vector diagram (Fig. 3), the “-variant magnetic field of a scattered electric machine intersects the surface of the body, Hj is the field of eddy currents, Hp is the resultant VMP of the electric machine. A thin line shows a variant of the vector diagram when there are no screening elements . As can be seen from the vector diagram,

в этом случае всегда остаетс довольно значительное результирующее поле Н. УГОЛ If определ етс по формуле, известной из теории электрических цепейin this case, a rather significant resultant H. CORNER field always remains. If is determined by a formula known from the theory of electrical circuits.

о lf arctg-||-,about lf arctg- || -,

где Кц - активное сопротивление корпуса; X - индуктивное сопротивление корпуса. Жирной линией изображен вариант векторной диаграммы, когда на внешней поверхности корпуса установлены экранирующиеwhere Cc is the active resistance of the hull; X - inductive resistance of the body. The bold line depicts a variant of the vector diagram, when shielding

элементы в виде полос-накладок из ферромагнитного материала, установленных отно/сительно друг друга с оптимальным зазором. При установке указанных экранирующих эле ментов уменьшаетс магнитное сопротивление дл потока- рассе ни из спинки статора , что приводит к некоторому его величению , и следовательно, усилению i 1хревых токов в корпусе и соответственно определ емого ими пол Нц. Экранирующие элементы в виде полос-накладок из ферромагнитного материала увеличивают также индуктивность Хц .корпуса, что приводит к увеличению угла1|. Кроме того, экранирующие элементы намагничиваютс магнитным полем рассе ни из спинки статора и магнитным полем вихревых токов и как намагниченное тело, следовательно, также создают во внещнем пространстве собственное магнитное поле Hjj,. Сумма всех магнитных полей определ ет результирующее переменное ВМП Нр,,. которое, как видно из векторной диаграммы , при установке экранирующих элементов относительно друг друга с оптимальным зазором имеет значительно меньщий уровень. Если зазор между экранирующими элементами устанавливать меньще оптимального значени , результирующее магнитное поле , как видно из векторной диаграммы, изображенной пунктиром, снова возрастает. Таким образом, установка на внешней поверхности корпуса экранирующих элементов в виде полос-накладок из ферромагнитного материала с определенным з-азором относительно друг друга позвол ет значительно , в 5-8 раз снизить уровень переТленного ВМП электрической машины переменного тока. В предлагаемой электрической машине экранирующие элементы в виде полос-накладок из листового ферромагнитного материала имеют малый вес. Технологичность улучшаетс тем, что полосы легко могут быть установлены на внешней поверхности корпуса любой формы между ребер, лап и т.п. Изобретение позвол ет уменьшить размеры и стоимость электрических машин с низким уровнем ВМП за счет экранировани его легкими накладками.elements in the form of strips of lining of ferromagnetic material, set relative to each other with an optimal gap. When these shielding elements are installed, the magnetic resistance for the flux-scattering from the stator's back is reduced, which leads to some of its magnitude, and therefore, the amplification of i 1 heating currents in the housing and, accordingly, the field Nc determined by them. Shielding elements in the form of strips of lining of ferromagnetic material also increase the inductance Hz. Body, which leads to an increase in the angle 1 |. In addition, the shielding elements are magnetized by the magnetic field scattered from the back of the stator and the magnetic field of the eddy currents and as a magnetized body, therefore, they also create their own magnetic field Hjj in the outer space. The sum of all magnetic fields determines the resultant variable VMP Hp ,,. which, as can be seen from the vector diagram, when installing shielding elements relative to each other with an optimal gap, has a significantly lower level. If the gap between the shielding elements is set to less than the optimal value, the resulting magnetic field, as seen from the vector diagram shown by the dotted line, increases again. Thus, the installation of shielding elements in the form of strips of ferromagnetic material with a certain gazor relative to each other on the outer surface of the body allows a significantly, by a factor of 5–8, to reduce the level of the retracted VMP electric machine of alternating current. In the proposed electric machine, the shielding elements in the form of strips of lining from sheet ferromagnetic material have a low weight. The manufacturability is improved by the fact that the strips can be easily installed on the outer surface of the body of any shape between ribs, paws, etc. The invention makes it possible to reduce the size and cost of electric machines with a low level of HFM by shielding it with light plates.

Фиг. 2FIG. 2

Claims

ELECTRIC AC MACHINE containing non-magnetic. an electrically conductive housing and ferromagnetic screens above the frontal parts of the stator winding, characterized in that, in order to reduce dimensions and improve manufacturability, shielding elements in the form of strips of ferromagnetic material are installed with a gap relative to each other on the outer surface of the housing.

Figure 1

I