Claims (2)
Цель изобретени - улучшение охлаж20 дени магнитопровода, что ведет к снижению массы электрической машины за счет улучшени теплопередачи от магнитопровода в окружающую среду. Указанна цельдостйгаетс тем, что магнитопровод электрической маraHHbf , выполненный из гофрированного материала, например ленты, содержаще зубцовую зону, зубцы которой выполиены в виде гофр, разделенных пазами , содержащей рмо, выполненное в виде перемычек, соедин ющих гофры зубцов, снабжен ребрами охлаждени , выполненными неразъемно из того же материала в виде гофр, обращенных в противоположную от гофр зубцов сторону . Магнитопровод может быть выполнен из ленты, круглой или квадратно проволоки. Между гофрами ребер могут быть в полнены полости дл хладагента. Эти полости могут быть либо замкнутыми с торцев магнитопровода и заполненными теплопровод щей массой или веществом , мен ющим cBote фазовое состо ние в зависимости от температуры , либо могут представл ть каналы с движущимс хладагентом. Применение неразъемного выполнен зубцовой зоны, рма и охлаждающих устройств из гофрированного материала позволит исключить из конструк ции машин традиционного исполнени корпус с охлаждающими ребрами. Это приведет к снижению массы ма шины . При этом зубцова зона, нрмо и охлаждающие устройства могут быть выполнены по длине машины из отдель ных участков гофрированного материала . Зубцова зона, рмо и охлаждающие устройства могут быть выполнены также из отдельных гофрированных проволок. В этих случа х длина машины может измен тьс в широком диапазоне путем изменени числа отдельных лент гофрированного матери ла или гофрированных проволок. Отдельные ленты гофрированного материала могут быть выполнены с р личной конфигурацией зубцовой зоны охлаждак)1цих устройств и могут быть смещены по окружности машины относи тел.ь,но друг друга. Кроме того, зубцовЛ зона, рмо охлаждающие устройства могут быть полнены из гофрированного материал витого вдоль оси машины. Это позво изготавливать машины различной дли ны из одной и той же ленты. А также зубцова зона магниторовода и охлаждающие устройства моут быть выполнены различными по длие . В случае применени магнитопровоов предлагаемой конструкции в электи еских машинах с радиальным воздуным зазором охлаждающие ребра могут ыть выполнены переменной-высоты в адиальном направлении. Пазы зубцовой зоны могут быть выолнены либо закрытыми, либо открытыми со стороны воздушного зазора. Применение магнитопровода рассмат иваемой конструкции возможно в перую очередь, в электрических маши-г,; axj у которых магнитный поток замы- каетс по р дом расположенным зубцам . При применении такого магнитопровода в машинах общепромьшшенного. применени в зоне может быть установлено .дополнительное рмо, которое гможет быть вьтолнено либо из магнитопровод щего спеченного порошкового материала, либо из шихтованного железа , либо из отдельных секций сплошного магнитопровод щего материала. При необходимости увеличени площади магнитопровода он может быть выполнен в несколько слоев гофрированного материала . На фиг. 1 и 2 показаны соответственно магнитопроводы статора и ротора, у которых зубцова зона , рмо и охлаждающие устройства выполнены не- .разъемно из гофрированного материала; на фиг. 3 - поперечный разрез электрической машины, у которой статор и ротор содержит предлагаемый магнитопровод, а также один из возможных вариантов креплени машины к фундаменту с использованием наружной поверхности охлаждающих -уст- ройств; на фиг. 4-11 - возможные варианты неразъемного выполнени зубцовой зоны, рма и охлаждающих устройств из гофрированного материала, например ленты; на фиг. 12- магнитопровод электрической машины, зубцова зона и ребра охлаждени выполнены разной длины вдоль оси машины; на фиг. 13 - магнитопровод электрической машины с радиальным воздушным зазором; на фиг. 14- магнитопровод, у которого зубцова зона, рмо, охлаждаюшле ребра выполнены по длине машины из двух отдельных участков гофрированного материала и различной конфигураци и охлаждающих ребер (линии ен рма раздела внутри магнитопровода условно не показаны); на фиг. 15 - магнитопровод , выполненный витым вдоль реи машины. Электрическа машина имеет магнит проводы статора 1 и ротора 2, у кото рых зубцова зона, рмо и охлаждающи устройства выполнены неразъемно из гофрированного материала, например ленты. Ротор 2 установлен на валу 3, который служит дополнительныммагнитопроводом . Гофры 4 образуют зубцовую зону. Гофры 5 образуют ребра охлаждени , обращенные в противоположп ную от гофр 4 зубцов сторону. В пазы зубцовой зоны помещена обмотка 6, р мо 7 выполнено в виде перемычек гофг рированного материала. Дл снижени магнитной индукции в рме 7 может быть установлено дополнительное рмо 8. замыкание магнитного потока ротора осуществл етс также с помощью вала 3. Между ва;лом 3, дополнительным рмом 8 и гоф :рами 5 образованы полости 9, кото1 ые могут быть заполнены охлаждаю:щей массой или движущимс хладагентом. Охлаждакщие устройства ст тора и ротора 2 (фиг. З) образованы гофра ми 5. В пазах зубцовой зоны расположена обмотка 6. Ярмо 7 магнитопровода образовано участками гофрированного материала, расположенными по окружности магнитопровода. Дл снижени магнитной индукции в статоре в зоне рма установлено дополнительное рмо 8, которое может быть выпол нено либо из порошкового магнитопровод щего материала, либо из шихтован ного ж-елеза, либо из отдельных секций сплошного магнитопровод щего материала . У ротора 2 магнитный поток может замыкатьс не только через дополнительное рмо 8, но и через вал 3 при соприкосновении его наружной поверхности с гофрами 5, образующими охлаждающие устройства. Между валом 3, гофрами 5 и дополнительным рмом 8 образованы замкнутые полости или каналы 9, которые могут быть заполнены охлаждающей массой или ДВИЖ5ПЦИМСЯ хладагентом. На наружной поверхности охлаждающих устройств 10 выполнено устройство 11 креплени машины к фундаменту 12. Гофры 4 образуют зубцовую зону. Пазы этой зоны могут быть выполнены с стороны воздушного -зазора, .открытыми (фиг. 4, 6,. 10, 1 1) j закрытыми (фиг. 7-9), чередующимис закрытый открытий паз (фиг. 5), Гофры 5 образуют охлаждающие устройства в виде ребер (фиг. 5, 7-11) или noiлостей дл хладагента (фиг. 4,6). Магнитопроврд по толщине может быть выполнен из нескольких лент гофрированного материала (фиг. 8). Полости дл хладагента могут быть либо замкнутыми с горцев магнитопровода и заполненными теплопровод щей массой или веществом, мен ющим свое фазовое состо ние в зависимости от температуры, либо представл ть каналы с движущимс хладагентом. Зубцова зона н охлаждающее устройства могут быть выполнены различной длины вдоль оси машины (фиг.12). Гофры 4 образуют зубцовую зону, в которой уложена обмотка 6. Гофры 4 зубцовой зоны, рмо 7 и дополнительное рмо 8; этой электрической машины имеет активную длину меньше, чем гофры 5 охлаждающего устройства. При этом гофры 5 могут служить посадочной поверхностью подшипникового щита . Конструкци вала 3, ротора 2 машины может иметь традиционнее исполнение . Охла сдающие устройства могут быть выполнены хот бы на части поверхности рма 7 магнитопровода или с переменным шагом по окружности (фиг.6,7) Дополнительное рмо 8 магнитопровода может быть выполнено из .магнитопровод щего порошкового материала (фиг. 4,6,87, из шихтованного железа (фиг.И), из отдельных секций сплошного магнитопроводшцего материала (фиг. 5,9,10), либо в виде комбинации перечисленнг.гх материалов (фиг.7). Гофры 4 зубцовой зоны и рмо 7 (фиг. 13) не имеют отличий от вьшеописанных . Гофры 5 охлаждающих устойств имеют по длине машины разную высоту. Участок магнитопровода 12 бразован рмом 7, гофрами 5 охлаждащих ребер 6 и гофрами 4 зубцовой зоны (фиг, 14). Участок магнитопровода 13 образоан рмом 14, гофрами I5 охлаждающих ебер и гофрами зубцовой зоны (на иг. 14 не показано). Выполнение агнитопровода из отдельных участков офрированного материала напоминает зготовление магнитопровода статора или ротора электрической машины из отдельных штампованных пластин методом шихтовки. Это позвол ет унифицировать магнитопроводы электрических машин одного диаметра, но разной активной длины. Участок магнитопровода 12 имеет зубцовую зону 4 с открытыми пазами , а участок 13 с полузакрыть1М пазом (не показано). Отдельные участки магнитопровода 12 и 13 могут имет различное конструктивное исполнение гофр зубцовой зоны, гофр 5 и 15 охлаждающих ребер и т.д. Различное конструктивное выполнекие участков магнитопровода позволит улучшить охлаждение внутренних участков, улучшить крепление обмоток в пазу и др. Магнитопровод 16 выполнен методом намотки в спираль предварительно гофрированной ленты. Начало гофриро ванной ленты 17 и конец гофрированной ленты 18 могут иметь скосы на величину шага намотки в спираль (фиг. 15) или не иметь такого скоса При необходимости изготовлени магнитопровода 1фиг. 15) с величиной отдельных участков вдоль оси магнитопровода, равным толщине магн топровода, в качестве материала, может быть использована проволока пр моугольного или круглого сечени Выполнение магнитопровода из провол ки или ленты (фиг. 15) напоминает . широко примен емый метод изготовлени статоров автомобильных генерато ров методом навивки ленты на ребро. Величина скоса начала гофрирова ной ленты 17 и конца гофрированной ленты 18 зависит от ширины использу мого материала. В случае применени проволоки или ленты пшриной до 3 мм дл машин мощностью до 5001500 Вт выполнение скоса необ зател но. Работа электрической машины с м нитопроводом предлагаемой конструкции не отличаетс от работы известных электрических машин. Изобретение может быть внедрено в электротехнической и автомобильной промышленности при изготовлении электрических машин, в первую очередь кратковременного режима работы , автомобильных генераторов. На предпри тии изготовлены опытные образцы электрической машины мощностью 500 Вт. Опыт изготовлени и расчеты электрической машины показывают , что масса машины мощностью 500 Вт может быть снижена на 0,3 кг. Экономи расхода стали при производстве электрических машин на год составит 300 т, при этом годовой экономический эффект будет 90000 руб. Формула изобретени 1.Магнитопровод электрической машины, выполненный из гофриров.нного материала поперек продольной оси, например) ленты, содержащей зубцовую зону, зубцы которой выполены в виде гофр, разделенных паза- , и, и рмо, вьтолненное в виде пере- мычек, соедин ющих гофры зубцов, о т-личающийс тем, что, с целью улучшени охлаждени , магнитопровод снабжен ребрами охлаждени , выполненными неразъемно из того же материала в виде гофр обращенных в противоположную от гофр зубцов сторону 2.Магнитопровод по п. 1, о т .- . личающийс тем, что зубцова зона, рмо, охлаждающр е ребра магнитопровода выполнены по длине машины из отдельных участков гофрированного материала. 3.Магнитопровод по п. 1, отличающийс тем, что Магнитопровод вдоль оси машины выполнен витым, 4.Магнитопровод по пп.1-3, о ттем , что зубличающийс тем, цова зона и ребра охлаждени выполнены разной длины вдоль оси машины . 5.Магнитопровод по пп. 1-4, отличающийс тем, что по толщине он выполнен не менее чем из двух лент гофрированного материала. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 584392, кл. Н 02 К 1/06, 1975. The purpose of the invention is to improve the cooling of the magnetic core, which leads to a reduction in the mass of the electric machine due to the improved heat transfer from the magnetic core to the environment. This goal is ensured by the fact that the magnetic core of electric HHbf made of corrugated material, for example a tape, contains a dentate zone, the teeth of which are polypropylene in the form of corrugations separated by grooves containing romo made in the form of bridges connecting the corrugations of the teeth, equipped with cooling ribs made inseparably from the same material in the form of corrugations, facing the opposite direction from the corrugations of the teeth. The magnetic core can be made of tape, round or square wire. Between the corrugations of the ribs can be filled in the cavity for the refrigerant. These cavities can be either closed at the ends of the magnetic circuit and filled with heat-conducting mass or a substance that changes the cBote phase state depending on temperature, or they can be channels with a moving refrigerant. The use of an integral part of the toothed area, the chassis and cooling devices made of corrugated material will make it possible to exclude from the design of traditional machines the case with cooling fins. This will reduce the weight of the machine. In this case, the teeth zone, the nrmo and cooling devices can be made along the length of the machine from separate sections of the corrugated material. Toothed area, Rmo and cooling devices can also be made of separate corrugated wires. In these cases, the length of the machine can be varied over a wide range by changing the number of individual belts of corrugated material or corrugated wires. Separate ribbons of corrugated material can be made with a personal configuration of the toothed zone of the cooling unit) of such devices and can be offset around the circumference of the machine, but each other. In addition, the teeth of the zone, the RMO cooling devices can be made of corrugated material twisted along the axis of the machine. This allows you to make machines of different lengths from the same tape. As well as the cog zone of the magnetic core and cooling devices can be made different in length. In the case of the use of magnet conductors of the proposed design in electric machines with a radial air gap, the cooling fins can be made variable-height in the adial direction. The grooves of the dentate zone can be made either closed or open from the air gap. The use of the magnetic circuit of the considered design is possible in the first place, in electric machines; axj in which the magnetic flux is closed by a series of teeth. When using such a magnetic circuit in conventional machines. use in the zone can be installed. Additional rmo, which can be made either from a magnetic conductive sintered powder material, or from laminated iron, or from separate sections of a continuous magnetic conductive material. If you need to increase the area of the magnetic circuit, it can be made in several layers of corrugated material. FIG. Figures 1 and 2 show, respectively, the magnetic cores of the stator and the rotor, in which the toothed zone, RMI and cooling devices are made non-detachably of corrugated material; in fig. 3 shows a cross section of an electric machine, in which the stator and the rotor contain the proposed magnetic circuit, as well as one of the possible variants of fastening the machine to the foundation using the outer surface of the cooling devices; in fig. 4-11 are possible options for permanently performing the dentate zone, the chassis and cooling devices made of corrugated material, for example a tape; in fig. 12- the magnetic circuit of the electric machine, the teeth zone and cooling fins are made of different lengths along the axis of the machine; in fig. 13 - magnetic circuit of an electric machine with a radial air gap; in fig. 14- magnetic conductor, in which the toothed zone, rmo, cooling ribs are made along the length of the machine from two separate sections of corrugated material and various configurations and cooling fins (en-damming lines inside the magnetic conductor are not shown conventionally); in fig. 15 - magnetic conductor, made twisted along the machine rack. The electric machine has a magnet, wires of the stator 1 and the rotor 2, in which the toothed area, the grommet and cooling devices are made inseparably from a corrugated material, such as a tape. The rotor 2 is mounted on the shaft 3, which serves as an additional magnetic conduit. Corrugations 4 form a dentate zone. The corrugations 5 form cooling fins facing the side opposite to the corrugations of the 4 teeth. The winding 6 is placed in the grooves of the dentate zone, and pmo 7 is made in the form of ridges of corrugated material. To reduce the magnetic induction, an additional rom 8 may be installed in the 7 7. The rotor s magnetic flux is also closed by means of the shaft 3. Between va; lom 3, additional rye 8 and corrugated rods 5 are formed cavities 9, which can be filled : mass or moving refrigerant. The cooling devices of the stator and rotor 2 (Fig. 3) are formed by corrugations 5. A winding 6 is located in the grooves of the toothed zone 6. The yoke 7 of the magnetic core is formed by portions of the corrugated material located around the circumference of the magnetic core. To reduce the magnetic induction in the stator in the area of the RMA, an additional romo 8 is installed, which can be made either from a powdered magnetic conductive material, or from a blended iron, or from separate sections of a continuous magnetic conductive material. In the rotor 2, the magnetic flux can close not only through the additional PMO 8, but also through the shaft 3 when its outer surface comes in contact with the corrugations 5 forming the cooling devices. Between the shaft 3, the corrugations 5 and the additional vortex 8 are formed closed cavities or channels 9, which can be filled with a cooling mass or MOTOR 5 OPEN coolant. A device 11 for fastening the machine to the foundation 12 is made on the outer surface of the cooling devices 10. The corrugations 4 form a dentate zone. The grooves of this zone can be made from the side of the air gap, open (Fig. 4, 6, 10, 1 1) j closed (Fig. 7-9), alternating the closed opening of the groove (Fig. 5), the corrugations 5 form cooling devices in the form of fins (fig. 5, 7-11) or coolant nozzles (fig. 4.6). The thickness of the magnetic conductor can be made of several tapes of corrugated material (Fig. 8). The cavities for the refrigerant can either be closed from the mountaineers of the magnetic circuit and filled with heat-conducting mass or a substance that changes its phase state depending on the temperature, or can represent channels with a moving refrigerant. The tooth zone and the cooling device can be made of different lengths along the axis of the machine (Fig. 12). Corrugations 4 form a dentate zone in which winding 6 is laid. Corrugations 4 denta zone, rm 7 and additional rm 8; This electric machine has an active length less than that of the cooling device 5. In this case, the corrugations 5 can serve as the seating surface of the bearing shield. The design of the shaft 3, the rotor 2 of the machine may have a traditional version. Cooling devices can be made at least on a part of the surface of a roma 7 magnetic circuit or with a variable pitch around the circumference (Fig. 6,7). An additional 8 of the magnetic conductor can be made of a magnetically conducting powder material (Fig. 4,6,87, laminated iron (Fig.I), from separate sections of continuous magnetic conductive material (Fig. 5,9,10), or in the form of a combination of the listed materials (Fig.7). Corrugations 4 of the dents zone and Rm 7 (Fig. 13) do not differ from the above. Corrugations 5 cooling devices have different machine lengths The section of the magnetic circuit 12 is brazed by the rom 7, corrugations 5 cooling fins 6 and the corrugations 4 of the denta area (Fig. 14). The magnetic section 13 is shaped by the rom 14, the corrugations I5 of the cooling eber and corrugations of the denta zone (at ig 14 not shown). The implementation of the pipeline from individual sections of the laminated material resembles the preparation of the magnetic circuit of the stator or rotor of an electric machine from individual forged plates by the blending method. This makes it possible to unify the magnetic circuits of electric machines of the same diameter, but different active lengths. A portion of the magnetic circuit 12 has a dentate zone 4 with open slots, and a portion 13 with a semi-close 1M groove (not shown). Separate sections of the magnetic circuit 12 and 13 can have various designs of the corrugations of the dentate zone, corrugations 5 and 15 of the cooling fins, etc. Various constructive sections of the magnetic circuit will improve the cooling of the internal sections, improve the fastening of the windings in the groove, etc. The magnetic circuit 16 is made by winding a previously corrugated tape into a spiral. The beginning of the corrugated tape 17 and the end of the corrugated tape 18 may be bevelled by the magnitude of the step of winding into a spiral (Fig. 15) or may not have such a bevel. If it is necessary to manufacture the magnetic core 1. 15) with the size of individual sections along the axis of the magnetic conductor equal to the thickness of the magnetic conductor, a rectangular or circular wire can be used as a material. The magnetic conductor made of wire or tape (Fig. 15) resembles. a widely used method for the manufacture of stators of automobile generators by the method of winding a tape on an edge. The amount of bevel of the beginning of the corrugated tape 17 and the end of the corrugated tape 18 depends on the width of the material used. In the case of wire or ribbon use up to 3 mm for machines with a power up to 5001500 W, beveling is not necessary. The operation of the electric machine with the miter line of the proposed construction does not differ from the work of the known electric machines. The invention can be implemented in the electrical and automotive industries in the manufacture of electrical machines, primarily short-term operation, automotive generators. At the enterprise, prototypes of a 500 W electric machine were made. The manufacturing experience and calculations of an electric car show that the mass of a 500 W machine can be reduced by 0.3 kg. Economy steel consumption in the production of electric cars for the year will be 300 tons, while the annual economic effect will be 90,000 rubles. 1. Magnetic circuit of an electric machine, made of a corrugated material across the longitudinal axis, for example) of a tape containing a tooth zone, the teeth of which are made in the form of corrugations, separated by a groove, and a cable, made in the form of jumpers, teeth, characterized by the fact that, in order to improve cooling, the magnetic circuit is equipped with cooling fins, made inseparably from the same material in the form of corrugations facing the opposite side of the corrugation of the teeth 2. The magnetic circuit according to claim 1, o. . characterized by the fact that the teeth zone, the romo, cooling edges of the magnetic core are made along the length of the machine from separate sections of the corrugated material. 3. Magnetic conductor according to claim 1, characterized in that the magnetic conductor along the axis of the machine is made twisted. 4. The magnetic conductor according to claims 1-3, so that the teeth and cooling fins are made of different lengths along the axis of the machine. 5. Magnetic conductor on PP. 1-4, characterized in that it is made of no less than two ribbons of corrugated material in thickness. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate No. 584392, cl. H 02 K 1/06, 1975.
2.Патент США № 3983435, кл. 310259 , 1976.2. US patent number 3983435, cl. 310259, 1976.
Фиг. /FIG. /
1717
Фиг.15Fig.15
J6J6