SU1356121A1 - Асинхронный двигатель и способ его изготовлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электри-. ческим машинам. Целью изобретени   вл етс  увеличение удельного момента , приход щегос  на единицу массы. Асинхронный двигатель содержит шихтованное  рмо статора 1 с приставными зубцами 2. В пазах уложена обмотка 3, катушки которой охватывают  рмо статора и равномерно распределены по его окружности. Длина зубцов 2 превышает длину  рма на удвоенную их высоту . Длина пакета ротора равна дли не зубцов статора. Способ сборки двигател  обеспечивает магнитную симметрию  рма статора, что исключает пульсации максимума вращающегос  магнитного потока. Дл  этого кра  разрезанных по радиусу листов статора развод т при сборке веерообразно с равным шагом по окружности статора. Изобретение позвол ет увеличить жесткость и снизить возможность возникновени  вибраций двигател . 2 с.п. ф-лы. 10 ил. (Л 5« uz.i силолые линии MOfHtrmHoeo лото/ о Шругле- ниезуИца Л 25

Description

113

Изобретение относитс  к электри - ческим машинам, в частности к асин - хвойным двигател м, обеспечивающим простое и надежное преобразование электрической энергии переменного тока в механическую.

Целью изобретени   вл етс  увеличение удельного момента при ограничении вибрации и повышение качества изготавливаемых изделий.

На фиг, 1 представлен асинхронный двигатель, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг 13 - схема соединени  катушек в первичной обмотке; на фиг. 4 - технологическа  оснастка дл  сборки пакета статора; на фиг. 5 и 6 - отдельные листы статора; на фиг. 7 - схема включени  первичной обмотки под посто нное напр жение при сборке пакета статора; на фиг. 8 и 9 - разжимные оправки с конусными хвостовиками; на фиг. 10 - один из элементов двигател : шихтованное кольцо, из сегментов которого при сборке образуютс  наконечники зубцов статора.

Асинхронньй двигатель содержит шихтованное  рмо-статора 1 с приставными зубцами 2, листы стали которых параллельны стенкам прилегающих пазо В образовавшихс  пазах уложена первична  обмотка 3, состо ща  из катушек 4-21,которые расположены с охватом  рма статора и равномерно распределены по его окружности. На фиг.З представлена схема соединени  катуше 4-21 дл  образовани  трехфазной первичной обмотки. При этом число кату

шек, приход щихс  на один полюс и фазу в данной схеМе, равно трем,укорочение щага первичной обмотки отсутствует . В случае необходимости применени  укорочени  первичной обмотки кажда  катушка 4-21 выполн етс  составной их двух секций, соединение которых осуществл етс  по известным правилам соединени  секций при двухслойных обмотках и в асинхронных двигател х . I- ,

Статор 1 двигател  запрессован в

корпус 22 с центрирующими выступами 23, высота которых определ етс  высотой проход щих по внешней поверхности пакета статора 1 сторон катушек 4-21. Между выступами 23, выполн ющими нар ду с образованием и закреплением цилиндрической поверхности пакета статора 1 концентрично оси вра

щени  как роль механических ограничителей возможных перемещений катущек 4-21, так и функции теплоотвода,располагаютс  по две стороны катущки 4-21. При этом между соседними сторонами катушек образуютс  промежутки 24, которые могут быть использованы в качестве вентил ционных каналов. Последнее улучшает теплоотдачу первичной обмотки,,Зубцы 2, длина которых больше толщины пакета статора 1 на удвоенную их высоту, могут быть выполнены или с закруглени ми на торцах (фиг.2) или в виде трапеции, короткое основание которой примыкает к  рму статора, а длинное - к воздушному зазору. Зубцы заканчиваютс  шихто-п ванными наконечниками 25, направление щихт.овки которых совпадает с направлением шихтовки листов стали статора 1. Удерживаютс  зубцы 2 на статоре 1 с помощью магнитного кле , например на базе эпоксидной смолы с ферромагнитным наполнителем. Одновременно

тонка  прослойка этого кле , обладаю- щего высоким электрическим сопротивлением , предотвращает электрическое замыкание листов статора 1, идущими в другом направлении листами зубцов 2/Ротор 26 асинхронного двигател  представл ет собой шихтованный из листов стали пакет, толщина которого равна длине зубцов статора. В пазах 27 ротора распложена вторична  обмот

ка, образованна , например, из апю0

5

миниевых стержней 28, соединенных по торцам ротора кольцами 29. Ротор 26 напрессован на вал 30, закрепленный в подшипниках 31, 32 переднего 33 и заднего 34 щитов двигател , которые закрывают по торцам корпус 22,

Асинхронный двигатель работает следующим образом.

При подаче многофазного напр жени  на первичную обмотку создаетс  вращающеес  магнитное поле. Это поле наводит в элементах 28 короткозамкнутой вторичной обмотки ротора 26 ЭДС и

0 токи, которые при взаимодействии с вращающимс  магнитным полем обуславливают вращающийс  момент. Ротор 26 приходит во вращение. Путь замыкани  магнитного потока следующий. Из  рма

5 статора 1 поток выходит в зубрцы 2 (фиг. 2), Далее он расходитс  в осевом направлении двигател  и сужаетс  в дуговом. Затем поток каждого зубца попадает н шихтованные наконечники 25

и уже при меньшей индукции проходит воздушные зазоры, далее входит в зубцы ротора 26, Поток проходит по сердечнику ротора 26 и через зазоры и

зубцы 2 возвращаетс  в статор 1. Пут оказываетс  замкнутым.

В этих услови х использование кольцевой обмотки статора позвол ет сократить длину лобовых частей,обес- печивает магнитную и электрическую симметрию обмотки, увеличивает жесткость и снижает, возможность возникновени  вибраций, а кроме того,не преп тствует удлинению зубца статора. При удлиненном зубце можно уменьшить его ширину, сохранив неизменной площадь сечени  дл  прохождени  магнитного потока. Уменьшение ширины зубца обеспечивает увеличение ширины, и, следовательно, площади поперечног сечени  паза, в котором удаетс  разместить более мощную обмотку. Удлинение зубцов выполн етс  на их удвоенную высоту, поскольку дл  равно- мерного насыщени  зубцов у торцов  рма площадь поперечного сечени  выступающей части зубца должна быть равной площади сечени  зубца по высоте . На такую же величину необходи- МО удлинить и пакет ротора при соответствующем расширении его пазов и уменьшении высоты  рма. Последнее в конечном счете может быть использовано дл  уменьшени  диаметра расточки статора.

Способ изготовлени  асинхронного двигател  осуществл ют следующим образом .

Пластины 35, 36 (фиг.5,6) статора штампуют из электротехнической стали с шихтовочным знаком и разрезают каждую из них по радиусу в направлении прокатки стали дл  следующей сборки. При необходимости предварительно до разрезани  собирают пластины статора в пакет и производ т обработку его внутренней и внешней цилиндрических поверхностей. Дл  сборки статорных пластин 35, 36 в пакет их разрезанны кра  развод т по высоте и таким образом завод т в окна катушек 4-21, расположенных вплотную друг к другу по форме сектора и закрепленных на специальной оправке 37. При этом в цел х обеспечени  равенства магнитных сопротивлений участков статора по периметру равномерно распредел ют радиальные разрезы статорных пластин

по окружности, т.е. разрез каждой последующей пластины при сборке пакета разворачивают на строго определенный угол относительно разреза предыдущей . Дл  этого шихтовочных знак 38 (39) вырубаетс  под определенным углом oi к разрезу статорной пластины 35 (36). Так,например, на фиг. 4 изображены 1-  и п-  статорные пластины 35, 36, в которых oi, .

360

360 . 360°

(п-1)

Здесь k - целое число, равное или примерно равное числу зубцов статора но на которое практически без остатк ( остаток не более 5%) делитс  число пластин в  рме статора.

При сборке магнитопровода статорные пластины покрывают клеем, например на эпоксидной основе, первую из них 35 завод т одним концом внутрь катушек 4-21 и фиксируют шихтовочный знак 38 с помощью штифта 40, затем завод т вторую пластину и разворачивают до тех пор, пока ее шихтовочный знак не совпадает с положе.нием фиксирующего штифта 40. Последний постепенно перемещают вверх, фиксиру  поочередно укладываемые пластины.Дл  обеспечени  плотного прилегани  пластин статора друг к другу сборку производ т при включенной первичной обмотке под напр жение посто нного тока , т.е. под действием сжимающих электромагнитных сил. Величина тока, регулируема  реостатом 41 и контролируема  амперметром 42, должна быть равна при этом примерно току холостого хода двигател . После сборки пакета катушки .4-21 развод т по статору с .равными промежутками между ними, после чего производ т выравнивание статорных пластин и катушек друг относительно друга. Последнее выполн ют с целью устранени  смещени  ста торных пластин между собой, вызванного сборкой их в пакет, и образовани  концентричных оси вращени  внешней и внутренней статорных поверхностей . Дл  этого в статор двигател  ввод т разжимную оправку 43 (фиг. 8) с выступами 44, имитирующими зубцы. Увеличива  диаметр разжимной оправки перемеще,нием конусных хвостовиков 45 и 46, прижимают выступы 44 к внутренней поверхности статора в промежутках между катушками 4-24. Одновременно со сборкой пакета статора формируют зубцовую зону, состо щую из приставных зубцов 2 и шихтованных наконечников 25. Зубцы 2 заранее шихтуют в единой полосе, склеивают, прилегающие к статору 1, и наконечниками 25 стороны шлифуют, а затем нарубают по длине. Дл  лучшего прохождени  магнитного потока через воздушный зазор зубцы 2 заканчиваютс  шихтованными наконечниками 25. Указанные наконечники в сборе собирают и склеивают в пакет из пластин шихтованных колец 47 (фиг. 10), на внешней поверхности которых выполн ют широкие прорези 48 под зубцы и глубокие прорези 49, напротив которых по внутренней стороне кольца 47 делают надрезы 50. Толщина шихтованного кольцевого пакета должна быть равна длине зубцов статора. Прорези 48 шихтованных колец покрывают клеем на базе эпоксидной смолы с ферромагнитным наполнителем и устанавливают в них зубцы 2. Затем в пакет шихтованных колец 47 ввод т разжимную оправку 51 представленную на фиг. 9. На оправке 51 с помощью скоб 52 закреплены толкатели 53 с ножами 54, отделенные от нее деформируемой при большом усилии тонкой прокладкой 55, например из электрокартона или фибры толщиной 0,1гО,2 мм. Число толкателей 53 на разжимной оправке 51 соответствует числу формируемых зубцов в асинхронном двигателе. Поверхность зубцоц покрывают клеем и ввод т разжимную оправку 51 с укрепленными на ней пакетом шихтованных колец и зубцами между равномерно распределенными по  рму статора катушками и центрируют ее. Перемеща  подвижные конусные хвостовики 56, 57 с двух сторон внутрь разжимной оправки 51, распирают ее, плотно прижима  закрепленные на ней зубцы 2 к внутренней стороне статора 1, а наконечники зубцов к зубцам. При этом увеличение диаметра разжимной оправки 51 и св занное с этим перемещение ножей 54 приводит к разрыву шихтованных колец 47 по лини м глубоких прорезей 49 и надрезов 50. В результате происходит формирование наконечников 25, а за счет прокладки 55 - устранение повьш1енных зазоров между зубцами и  рмом, а также зубцами и их наконечниками .

В собранном виде при введенной оправке и при сохранении усили  Р клеевые соединени  отверждают. При этом первичную обмотку 3 включают под напр жение , при котором посто нный ток в катушках 4-21 (фиг. 5) равен номинальному , что обеспечивает увеличение сжимающего усили . После отверждени  отключают посто нный ток, извлекают оправку 51 и пропитывают статор компаундом, а затем шлифуют образовавшиес  внутреннюю и внешнюю цилиндрические поверхности статора до

концентричного расположени  их по отношению друг к другу и окончательного формировани  шихтованных наконечников 25.

Процесс сборки асинхронного двигател  заканчиваетс  объединением статора- и ротора в единую конструкцию с и помощью корпуса 22, щитов 33, 34, вала 30, подшипников 31, 32 и других

крепежных элементов. Последователь- ность технологических операции при

этом общеизвестна.

Предлагаемые удлинение зубцов и увеличение длины пакета ротора на удвоенную высоту зубцов статора быст

роходного асинхронного двигател  и способ его сборки обеспечивают уве-. личение момента, приход щегос  на единицу массы, при ограниченных вибраци х .

Claims (2)

1.Асинхронньй двигатель, содержащий статор, имеющий шихтованный

магнитопровод с  рмом и удлиненными по сравнению с его осевой длиной приставными зубцами, катушки обмотки , расположенные в пазах магнито- провода, и шихтованный магнитопровод

ротора, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  удельного момента при ограничении вибрации, катушки обмотки охватывают  рмо статора , а длина магнитопровода ротора и

зубцов магнитопровода статора превышает длину  рма на удвоенную высоту зубцов статора.

2.Способ изготовлени  асинхронного двигател ,включающий изготовление  рма из штампованных пластин с шихтовочным знаком, установку и фиксацию катушек обмотки на  рме, тслее- вое соединение зубцов с  рмом на разжимной оправке с последующим его отверждением , заливку компаундом, о т- личающийс  тем, что, с целью повышени  качества изготавливаемых изделий, перед установкой катушки собирают на оправке с фиксирующим штифтом, располага  их вплотную друг к другу по форме сектора, соедин ют .их последовательно и согласно между собой, подают напр жение при котором посто нный ток равен току холостого хода, перед изготовлением  рма в пластинах выполн ют радиальные вьфезы, располага  их на разном рассто нии от шихтовочного знака, покрывают пластины клеем, а изготовление  рма производ т размещением пластин в кольцеЁом окне сектора , при этом пластины перемещают внутри окна до совпадени  шихтовочного знака с фиксирующим штифтом и равномерно располагают катушки по  рму, затем зубцы комплектуют на шихтованном кольце с надрезами на внутренней поверхности, а клеевое соединение  рма с зубцами выполн ют

введением кольца вовнутрь  рма с

последующим разрывом кольца по внутренним надрезам и отверждением клеевого соединени  при подаче на обмотку напр жени , при котором посто нньй ток в катушках равен номинальному , а после отверждени  компаунда внутреннюю и внешнюю поверхности статора шлифуют.

12

А-А

2h

фиг.З

4...21

37

А -перемещение (риксирующего 1итифта при, сборке

Vuz4

...21 ос

9иг.5

Статорные /fucm i с маркерной Memifou и разрезом

Фиг. 6

йВ

фиг.8

v P

56

55

54t

52

фи.Э

Составитель Ф, Подольска  Редактор Н. Слобод ник Техред А.Кравчук Корректор Л. Пилипенко

Заказ 5805/49 . Тираж 659Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб ., д. 4/5

Производственно-полигр афическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

фи&.Ю