SU1667192A1 - Статор электрической машины переменного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электромашиностроению. Цель изобретени  состоит в повышении использовани  активного объема статора при увеличении прочности конструкции и улучшении энергетических и виброакустических характеристик. Статор электрической машины переменного тока содержит корпус и магнитопровод из спирально намотанных и гофрированных ферромагнитных нитей с обмоткой 1. Благодар  тому, что витки обмотки 1 ортогональны виткам  рма 3, удлиненного в зону лобовых частей обмотки, а оребренный корпус 5 имеет температурные компенсаторы, обеспечиваетс  достижение поставленной цели. 3 ил.

Description

Фиг 2

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к конструкции безотходных в производстве статоров электромашин переменного тока, преимущественно к трехфазным асинхронным двигател м малой и средней мощности, обмотки и магнито- провод которых выполнены из ферромагнитной проволоки.

Цель изобретени  - повышение использовани  активного обьема статора при уве- личении прочности конструкции и улучшении энергетических и виброакустических характеристик.

На фиг.1 представлен статор электродвигател , продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - гибкие компенсационные элементы на корпусе.

Витки секций (однослойной или двухслойной ) обмотки 1,выполненной из ферромагнитной проволоки, плотно уложены одна относительно другой и образуют распределенный активный кольцевой пазово-зубцо- вый слой статора во всем объеме между расточкой 2 статора и  рмом 3 магнитопро- вода. Ярмо 3 из Изолированной стальной проволоки намотано концентрично непосредственно на витки обмотки 1, при этом витки обмотки 1 и  рма 3 расположены ортогонально - витки обмотки 1 расположены вдоль продольной оси статора, а концентрические витки  рма 3 - поперек оси статора, При этом  рмо 3 удлинено в зону лобовых частей обмотки вплоть до ее торцов, обмотка .1 и магнитопровод 3 скреплены в монолит при помощи отвержденной в пустотах между витками обмотки и  рма ферромагнитной массой 4 и помещены в гофрированный из стальной ленты сребренный корпус 5 со щитами 6. Дл  компенсации температурных расширений, возникающих в витках обмоток 1 и  рма 3, на корпусе 5 имеютс  местные продольные V-образные элементы 7, образованные выдавливанием в теле ленты полостей, расположенных вдоль образующей корпуса 5 и заполненных ферромагнитной массой 4.

Ребра охлаждени  образованы путем гофрировани  стальной ленты корпуса 5, у корн  этих ребер стальна  лента скреплена сваркой 8, а полости элементов 7 дл  температурной компенсации, как пустоты между витками обмотки 1 и  рмаЗ, заполнены ферромагнитной массой 4.

При таком исполнении статора пазово- зубцова  зона и  рмо жестко скреплены и образуют единое в электромагнитном отношении тело. При этом функции пазово-зуб- цовой зоны совмещены - витки 1 из ферромагнитной проволоки провод т не только электрический ток, но и магнитный

поток, а  рмо 3 имеет увеличенную длину по сравнению с классической электромашиной - оно удлинено в зону лобовых частей обмотки и, таким образом, обеспечивает заполнение обьема статора активным материалом, чго повышает его использование .

Последовательность сборки статора; вначале на круглую оправку (не показана)

0 наматывают из электроизолированной проволоки распределенную трехфазную обмотку 1, в которой витки секций плотно уложены друг к другу, образу  пазово-зуб- цовую зону и расточку 2 статора. Затем по5 верх обмоток 1 наливают в ортогональном направлении витки ферромагнитной проволоки , образу   рмо 3 статора, при этом  рмо удлинено в зону лобовых частей обмоток, что позвол ет выполн ть статор без лобо0 вых частей обмоток и повысить удельную мощность машины. После такого изготовлени  магнитопровода с обмоткой на него напрессовывают безотходно изготовленный из гофрированной ленты сребренный кор5 пус 5, устанавливают щиты 6 и все внутренние пустоты между витками обмотки 1 и  рма 3 и в компенсационных полост х элементов 7 заполн ют желеобразной ферромагнитной массой 4 Масса состоит из 100

0 вес.ч эпоксидной смолы, чэпример. марки ЭД-22, смешанной с железным порошком (250 вес.ч ), например, марки ПЖЭ и отвер- дителем - полиэтиленполиамином (10 вес.ч.) О верждение такой массы может

5 происходить при окружам щей температуре 20-30°С.

Таким образом,конструкций и технологи  изготовлени  статора  вл етс  полностью безотходной, что позвол ет получить

0 значительную экономию электротехнической стали (до 50%) и исключить применение меди. Технологические опеозции просты и легко поддаютс  механглации. В конструкции статора не требуютич пазовые

5 крышки, изол ционные коробки, клинь , переплетные и крепежные материалы и пропиточные лаки, что обеспечивает упрощение изготовлени  и удешевление статора. Благодар  подпрессовке и упор 0 доченной укладке (р дной или шахматной) коэффициент заполнени  ферромагнитной проволокой пазово-зубцовой зоны и  рма возрастает от 0,7 до 0,95. Это упрочн ет конструкцию и увеличивает удельную мощ5 ность машины, что приводит к повышению прочности и надежности , улучшению энергетических и виброакустических показателей .

Улучшение указанных показателей св зано со следующим Известно, что при работе электрической машины в зубцовой зоне возникает вибраци  от радиальной и тангенциальной составл ющих электромагнит ных сил, а также из-за одностороньего магнитного т жени . Введение раслреде ленного пазово-зубцового сло  плогчо уложенных секций из ферромагнитной проволоки приводит к существенному снижению указанных магнитных сил и соотвег ствующему снижению шума

Следовательно, основным преимуществом такой конструкции  вл ютс  образование распределенного пазово-зубцового сло  и выполнение обмоткой функции как электропровод щей системы, так и мзгни- топровод щей. Это приводит к повышению уровн  электромагнитного исполозовани  активных материалов и объема машины при упрощении технологии изготовлени  Кро ме того, наличие бесконечного количества зубцов с шириной, равной диаметру 4 °i- pn магнитной обмоточной проволоки pdono сильно бесконечному уселичению количества пазов на полюс и Фазу что обес печивает принципиально малое содержа ние высших пространственных гармоник в кривой вращающегос  магнитного пол  по звол ет снизить добавочные пульсац/он- ные потери и интенсивность магнитных шумов, исключить провалы в к ривой момен та

Пластичность конструкции позвол ет обеспечить практически любу ю полноту пазо во-зубцовой зоны - цилиндрическую конусную , плоско-кольцевую плоско линейную и другие.

При использовании изобретени  дл  асинхронных двигателей с высотой оси вра щени  90-112 может быть достигнута эконо ми  электротехнической стали до 50% обмоточной меди 100%, обеспечено повышение КПД на 1,5-2% и снижение уровн  шума и вибрации на 8-12 дБ

Лучшему использованию объема служит совмещение обмотки и магнитолровода при стальных обмотках, заполн ющих ВРСЬ объем статора, что в каждый момент времени обеспечивает в любой части магнитной системы наложение потока и тока При этом максимумы тока и потока сдвинуты один относительно другой, что и обеспечивает лучшее использование объема (материала) При этом пространство над выступающими част ми лобовых частей обмотки бандэжи- руетс  стальной проволокой  рма охваты- вающей витки обмотки

Этот бандаж образует дополнительный объем дл  замыкани  потока (своеобразна  спинка статора Улучшенной магнитной проводимости и теплопроводности способCiB .ei то, чти в Ndiop -.оюлн ет ферромагнитной член 4, а нодшнпнин.. ые щиты 6 креп тс  v гофрир-о нны усу Г. и оГ Звт ют ( -дно целое с Магнии проводов Это обеспечиг ет т-, л.е тетери в об- моткз за ое-1 увеличени  пчощади стз/ ьно : обмотки d три раза по сргвнению с меднсй (удел.|-0о сопротивление стили в девжь раз больше по сравнению с медью). Т ют соъем обеспечиваетс  за счет зубцов (сни исключены a iu объем примерно равен облечу „Смот и ч Сще 1/3 объема о егпеч даетс  зз с :ег ув°т11чони  высоты ( i 4гм на 30г/о ю ср LHC 1ию с медной секЦ I

Расчеты no пива о г, чтс примен   г .ель ые обмогк , VO-KHO о , пив на один получит Mdu ину обидающую

yMQjJ ТьОрИТРЛЬНЫМ -1 ОНОрГеТИЧеСКИМИ Xdиакт pi стикаг in При этом Э1 омоми  обес печиьслс  оЗ счет oic/гстви  меди и (ени  от/-одоь стати а внброакустиче- скис r/(.i тк терис 1 улучшаютс  за счет просгра.1гтронны ормоник

Крэпе того, о пред шаемои констр/к ц.HI v Tpn4t ( кие гг ки 1 магнит r j потоки в гикци х накладов о  в продольно-по перс (Hjr.i нзчра1 Juhi/и чго благопри тно c-i Hd -к. ромагнспном процессе

Ф м л   и 0 с f1 ; е т е it и  

rjp э/т t I - ои nepeМРНН .ГО ТОО СОД .р/t 1ЩИ1 f 13ГНИТОПрОООД ИЗ LP pi IfcHO H3iMOT - t L , , тфГфОВЭМНЫХ

ферром гнитнмх н -ге в птзы которого улолеиа o6noTh т i, i-з листвой ста ли о т п и ч а ю щ I р ( п тем что с целью г.овы син  использовани  ai- тиансго объс va CToiopa при увеличении noo incciii кон- сто/кци. и улучшении энергетических и вибрт устических хар ггрристчк, обмотка вы г юг, if на из из лир° ьа мной стальной проволок в 1тки ко орои распопожены вдоль продо iLHi. i оси и срто опальны концентрическим р 1тмм ounci H Hnoro из изолированной стальной провопоки  рма, которые расположены попррг-к оси а секции обмотки равномерно распределены по окружности с образованием пазопо-зубцового сло  во всем объеме межпу рэгточкой статора и  рмом магнитопройода причем  рмо удлинено в зону побовых частей обмотки до ее торцов мзгнитопровод и обмотка скреплены в монолит в пустотах между стальной проволокой отвержденной ферромагнитной массой и помещены в гофрированный из стальной ленты сребренный корпус, имеющий температурные компенсаторы в виде местных продольных образованных выдавпиванием в теле ленты гибких V-образных щей корпуса во взаимно перпендикул рных элементов, расположенных вдоль образую- диаметральных сечени х статора.

/ ///////. / / / / / ///S////S/S / / /у /

Т1

Фиг.З

4

I

/

fc

Фиг. 1

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Статор электрической машины переменного тока, содержащий магнитопровод из спирально намотанных и гофрированных ферромагнитных нитей, в пазы которого уложена обмотка, и корпус из листовой стали, отличающийся тем, что, с целью повышения использования активного объема статора при увеличении прочности конструкции и улучшении энергетических и виброакустических характеристик, обмотка выполнена из изолированной стальной проволоки, витки которой расположены вдоль продольной оси и ортогональны концентрическим виткам выполненного из изолированной стальной проволоки ярма, которые ' расположены поперек оси, а секции.обмот-. ки равномерно распределены по окружности с образованием пазово-зубцового слоя во всем объеме между расточкой статора и ярмом магнитопровода, причем ярмо удлинено в зону лобовых частей обмотки до ее торцов, магнитопровод и обмотка скреплены в монолит в пустотах между стальной проволокой отвержденной ферромагнитной массой и помещены в гофрированный из стальной ленты оребренный корпус, имеющий температурные компенсаторы в виде местных продольных образованных выдав7 ливанием в теле ленты гибких V-образных элементов, расположенных вдоль образую щей корпуса во взаимно перпендикулярных диаметральных сечениях статора.

   Фиг. 3