Магнитопровод электрической машины

СОЮЭ СОВЕТСНИХКЦаиртаесиикРЕСПУБЛИНФ 09) (11) 4(51) Н 02 К 1 06 ф вфиска ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРпо делдм изоьРетений и ОтнРытий(71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт электромашиностроения(54)(57) 1. МАГНИТОПРОВОД ЭЛЕКТРИЧЕС(КОЙ МАШИНЫ, содержащий ярмо и зубцовую зону, включающую гофрированныйслой из проволок с пазами под обмотку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения энергетических показателей, зубцовая зона снабжена магнитопроводящими элементами в виде лент, охватывающих гофрированный слой проволок в поперечном направлении, расположенных вдоль магнитопровода и имеющих длину, равную длине магнитопровода, нри этом магнитопроводяций элемент своей боковой поверхностью примыкает к ребру гофра и между ребрами каждого гофра размещена половина по меньшей мере одного магнитопрово.дящего элемента.2. Магнитопровод по п, 1, о т л ий ч а ю щ и й с я тем, что магнито- Е проводящие элементы выполнены многослойными.11 М 55 ч Составитель Ф, Подактор С. Тимохина Текред ТЛаточка льскаяКоррект лак Подлнсионого комитета СССРний и открытий35, Раущская наб., д. Заказ 10538 осударстве аи изобрет Иосква, ЖПатент", г, Ужгоро"з.т ИИзобретение относится к электро- машиностроению, а конкретно к магнитной цепи электрических машин переменного тока как с цилиндрическим воздушным зазором, так и с плоским, а также с разомкнутыми магнитопроводами, например к линейным машинам.Известен магнитопровод электрической машины, включающий ярмо; витое из ленты, намотанной на ребро, и зуб цовую зону с пазами, открытыми со стороны ярма, в которых размещена обмотка. При этом зубцовый слой также выполнен из ленты с предварительно вырубленными пазами Я .15Недостатком данной конструкции ,является большой отход материала при вырубке пазов на ленте.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае О мому эффекту является конструкция статорного проволочного сердечника, выполненная из нити в виде проволоки ферромагнитного материала, спирально расположенного по меньшей мере в од ном цлоскостном слое. Сердечник имеет несколько разнесенных зубцов в указанном слое, каждый из которых представляет собой ряд непрерывных открытых петлевых частей нити, причем од- Зр на из петлевых частей каждого зубца, проходящая по краю зубца, образует по меньшей мере часть отверстия, предусмотренного в конструкции статора. Кроме того, имеется несколько элементов, соединяющих указанные петлевые части 21 .Недостатками данной конструкции являются малая жесткость, сложность изготовления, недостаточно высокий40 коэффициент заполнения из-за перекрестного расположения проволок на отдельных участках ярмовой зоны статора Именно участки перекрестного расположения проволок отдельных зуб 45 цов с проволокой, соединяющей другие зубцы, ие обеспечивают плотного прилегания проволок по длине пакета статора на участках, где проволоки не пересекаются. Жесткость практически отсутствует, так как проволоки в ярмовой зоне расположены эксцентрично, т.е, по окружности, и после запрессовки такого 55 статора в станину погрешность формы отверстия станины перейдет на внутрен- нюю расточку почти полностью до 1003. Изготовление многозаходных петельзубцовой эоны, соединенных: в ярмовойзоне, представляет большие технологические трудности. Кроме того,уменьшается коэффициент заполненияпроволокой статора по его длине, так как на отдельных участках статорапроводники идут одиночно в одной плоскости, а в других пересекаются,т.е, в местах пересечения толщина удваивается и изготовление таких статоров требует применение специальногозаполнителя или прокладок, чтобы компенсировать разницу в толщинах.Целью изобретения является улучшение энергетических показателей.Указанная цель достигается тем, что в магнитопроводе электрической машины, содержащем ярмо и зубцовую зону, включающую гофрированный слой из проволок с пазами под обмотку, зубцовая эона снабжена магнитопроводящими элементами в виде лент, охватывающих гофрированный слой проволок в поперечном направлении, расположенных вдоль магнитопровода и имеющих длину, равную длине магнитопровода, при этом магнитопроводящий элемент своей боковой поверхностью примыкает к ребру гофра и между ребрами каждого гофра размещена половина по меньшей мере одного магнитопроводящего элемента.Магнитопроводящие элементы могут быть выполнены многослойными.На фиг,1 показан разъемный магнитопровод линейной электрической маши" ны; на фиг.2 - зубцовая зона магнитопровода, вид сверху; на фиг.З - охватываемый слой из ряда проволоки в развернутом виде, скрепленный магнитопроводящими элементами на фиг,4 магнитопроводящий элемент с расположенным внутри рядом проволок, разрез; на фиг.5 - магнитопровод линейной электрической машины с зубцовой зоной, у которой зубцы многослойны, а паэ открыт в сторону ярма; на фиг.б магнитопровод, вид сверху; на фиг.7 вариант исполнения охватываемого слоя из сплошного материала с магнитопроводящим элементом; на фиг.8 - ряд проволок, скрепленный магнитопроводящими элементами, состоящими из нескольких слоев; на фиг.9 - ряд проволок, стянутых многослойным элементом, вид с торца; на фиг,10 - разъемный магнитопровод линейной электрической3 1137 машины с зубцовой зоной, у которой полузакрытые пазы обращены к рабочему воздушному зазору; на фиг.11 - зубцовая зона, вид сверху; на фиг.12 - магнитопроводящий элемент, развернутый вид; на фиг. 13 - разъемный магнитопровод линейной электрической машины, зубцовая зона которого обращена пазом к ярму и содержит элементы крепления к ярму; на фиг.14 - разрез 1 О А-А на фиг.13; на фиг, 15 - магнитопроводящий элемент из полосок электротехнической стали с монтажными просечками; на фиг.16 - разъемный магнитопровод статора цилиндрической электрической машины с пазами, открытыми в сторону ярма; на фиг.17 - разъемный магнитопровод ротора цилиндрической электрической машины с закрытыми.пазами; на фиг. 18 - разъемный магнитопровод линейной электрической машины с закрытыми скошенными пазами; на фиг,19 - зубцовая зона линеййой электрической машины со скошенными пазами, вид сверху; на фиг.20 - зуб цовая зона линейной электрической машины со скошенными межзубцовымиучастками, развернутый вид.Зубцовая зона 1, размещенная на ,ярме 2, выполнена из ряда проволокЗО З,скрепленных магнитопроводящими элементами 4. Толщину стенки магнитопроводящего элемента Я и толщину проволоки 82 выбирают из конструктивных расчетов. Часть проволоки образует перемычку 5. Иагнитопроводящий элемент 4 (скоба) представляет собой ленту электротехнической стали, охватывающую ряд проволок 3 в .поперечном направлении. Одна половина его смещена относительно другой полови,ны на толщину проволоки, крайний магнитойроводящий элемент на торце линейной электрической машины выполнен таким образом, что одна из половин 45 шире другой на толщину проволоки. Элемент 4 скрепляется по ширине, например, контактной сваркой. Расстояние 1 между скобами выбирается в за висимости от ширины закрытого паза 50 под обмотку или беличьюклетку.Расстояние ц между магнитопроводящими элементами в месте изгиба зубцаопределяется в зависимости от толщины 55сТенки этого элемента 81 и проволоки Б . Проволока может быть как квадратного так и прямоугольного сечения. Предлагается вариант зубцовой зоны б,размещенной на ярме 2 линейнойэлектрической машины. Ряд проволок 3 зубцовой эоны магнитопровода соединен элементами 4. В центре зубца расположены ребра гофры 7. Вместо проволоки может быть применена гофрированная сплошная лента 8 из диэлектрического материала.Иагнитопроводящий элемент 4 может состоять из нескольких слоев, например двух слоев 9 и 10.Предложен еще один вариант зубцовой зоны магнитопровода линейной электрической машины, где зубцовая зона 11, размещенная на ярме 2, имеет полузакрытые пазы, обращенные к рабочему воздушному зазору.Ряд проволок 3 скреплен элементом 4, который имеет усики 12, а ширина между усиками выбирается конструктором. Усики 12 образованы изгибами эле ментов 4, а ряд проволок внутри зубца образует ребро 13 изгиба.Полоска 14 из электротехнической стали представляет собой элемент 4 в развернутом виде. Она имеет выступ длиной 71 и высотой Ь, который определяется размерами усика 12 На полос. ке имеется также выступ высотой С, равный толщине проволоки. Торец 15 обращен к пазу 16.Предложен вариант зубцовой зоны 17 линейной электрической машины, которая размещена на ярме 2 и соединена с ним, Зубцовая эона 17 состоитиз ряда проволок 3, скрепленных магнитопроводящими элементами 18. Элементы 18 выполнены с изгибом 19 в пазах, прилегающим к ярму и лепесткам 20; закрепленными на торце ярма, например, контактной сваркой, Крайниймагнитопроводящий элемент имеет лепесток 21, закрепленный на ярме. Элемент 18 выполнен из полоски электротехнической стали. Она имеет уступдлиной 7 и высотой а, равной толщине,проволоки, а также просечки длиной 1 и шириной лепестков е.Лепестки выполняются просечками в полоске и крепятся на боковой сторо,не торца ярма, например, контактной сваркой.Возможно выполнение цилиндрического магнитопровода, у которого зуб. цовая зона 22 обращена открытьии пазами к ярму 23, а со стороны рабочего воздушного зазора размещена пере1137554 5мычка 24. Зубцы выполнены из магнито.(активных слоев 25, которые выполнены нэ ферромагнитной ленты, охватывающей гофрированный слой проволоки 26.Для ротора с лентой обмоткой удобней иметь закрытые пазы у зубцовой зоны 27 которая обращена открытыми пазами к ярму 28.Для улучшения акустических характеристик удобней иметь скос пазов и зубцов на магнитопроводе электрической машины по отношению к ярму 2.Зубцы по отношению к ярму размещены под углом 06, в межзубцовом пространстве 29 пучок проволок размещен в виде параллелограмма, а элементы 4 размещены между этими участками и параллельны между собой.Изобретение осуществляется следующим образом.На слой проволоки на определенных расстояниях, зависящих от ширины паза и толщины зубцов, устанавливаются поперечные слои, выполненные в виде магнитопроводящих элементов, которые закрепляют с охватываемым слоем, например, контактной сваркой. После этого производят гофрирование охватываемого слоя, причем поперечные слои, т.е. магнитопроводящие элементы с охватываемым слоеМ, представляют собой ребра зубцов.Затем собирают зубцовую зону с ярмом для цилиндрического магнитопровода и на ярме для линейного двигателя, причем для двигателей с более жесткой конструкцией заданы лепестки, которые после сборки изгибаются по боковым сторонам ярма.Технико-экономическая эффективность от использования данного изобретения заключается в экономии применяемых материалов, так как охватываемый слой может быть выполнен из двух узких элементов, расположенных у края магнитопровода. Вообще можно варьировать числом элементов в охватываемом слое; это может быть исплошной слой, и из отдельных полос,и из проволок круглого и прямоугольного сечения и нескольких проволок, 5 уложенных с интервалом по длинемагнитопровода. Удешевление конструкции обеспечивается эа счет примененияразличных материалов в зубцовой зоне,Если охватывающие элементы несут основную энергетическую нагрузку и выполнены из электротехнической стали,то охватываемый слой может быть выполнен из пучка проволоки даже ферромагнитной с удовлетворительными 15 магнитными свойствами. Необходимаяжесткость конструкции зубцового слоядостигается за счет подбора материалов для охватываемого слоя, это несвязано с энергетикой магнитной цепи 20 (во всяком случае эти элементы ненесут на себе основную магнитнуюнагрузку) . Для каждого габарита маДшины можно подобрать необходимую толщину несущего механические нагрузки слоя, не ухудшая энергетические показатели электрической машины. Повышение энергетических показателей возможно при предложенном размещении электротехнической стали, выполняющей З 0 роль зубцов. Тем более, что стальможно применять уже прошедшую высокотемпературный рекристаллизационный отжиг. Возможный наклеп при размещении электротехнической полосы на охЗ 5 ватываемом слое может возникнуть наизгибах,но они расположены вне зоны действия основного магнитного потока, поэтому в данном случае наклеп "безвреден" для параметров электрической 40 машины, Предложенная конструкцияразъемного магнитопровода предусматривает безотходное применение активного материала. Простота техно" логических цриемов при формировании обоих слоев зубцовой зоны и при гофрировании способствует автоматизации всего сборочного процесса.