Статор электрической машины

(19 02 К 1 У ский ичеНЫ ши- ше 2 ГОСУДАРСТВЕННЪЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Всесоюзный научно-исследовательпроектно-конструкторский и технолоский институт малых электрических ма(56) 1. Авторское свидетельство СССРМ 126942, кл. Н 02 К 1/00. 1972.2. Автооское свидетельство СССРМ 767900, кл. Н 02 К 1/00, 1982.(54) СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИ(57)Изобретение относится к электромнастроению. Цель изобретения - павы ние энергетических показателей электрической машины, Статор содержит обмотку 4 и составной магнитопровод, включающий кольцевое ярмо 1 и зубчатую зону, состоящую из поперечно-шихтованных зубцов 2 и скрепляющих их элементов 3, Благодаря тому, что на боковых поверхностях каждого зубца выполнены продольные пазы 5, а размещенные в них скрепляющие элементы выполнены в виде стержней из немагнитного материала, обладающего эффектом "памяти формы", например сплава титан-никель, и установлены с натягом между каждой парой соседних зубцов, обеспечивается достижение поставленной цели. 1 ил.Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано, в частности, при проектировании электрических машин малой мощности, в особенности электрических машин (ЭМ) с неявнополюсным статором. имеющим небольшой диаметр расточки, например, асинхронных управляемых электродвигателей,Известен статор ЭМ, содержащий обмотку и составной магнитопровод, включающий кольцевое ярмо и зубцовую зону в виде поперечно-шихтованного склеенного пакета листов с пазами, открытыми наружу и закрытыми со стороны расточки тонкими перемычками,Особенностью такого статора является выполнение в листах пакета открытых наружу пазов, существенно облегчающих процесс механизированной намотки или ручной укладки секций обмотки по сравнению с процессом выполнения этих операций в традиционной конструкции статора с пазами, открытыми в сторону расточки малого диаметра,Существенным недостатком такой конструкции статора является наличие между зубцами листов пакета магнитопроводящих перемычек со стороны расточки, увеличивающих рассеяние магнитного потока обмотки. Это уменьшает рабочий магнитный поток и, как следствие, ухудшает энергетические показатели и другие характеристики ЗМ, например увеличивает напряжение трогания у асинхронного управляемого электродвигателя,Известен также статор ЭМ, содержащий обмотку и составной магнитопровод, включающий зубцовую зону и кольцевое ярмо. Склеенная зубцовая зона выполнена в виде поперечно-шихтованных зубцов, скрепленных между собой нескольими элементами, равномерно расположенными:по длине, Скрепляющие элементы выполнены в виде листов с пазами, открытыми наружу и закрытыми со стороны расточки тонкими перемычками, из того же материала, что и зубцы, например из электротехнической стали,Благодаря тому, что магнитопроводящие перемычки имеются только у скрепляющих элементов, рабочий магнитный поток несколько увеличивается. Это приводит к некоторому повышению энергетических показателей и других характеристик ЭМ, на-, пример уменьшению напряжения трогания МОднако такая конструкция имеет недостаточную прочность и жесткость склеенной зубцовой зоны и, как следствие,возможность смещения зубцов относительно скрепляющих элементов при воздействии, например, ударов и вибрации.Наиболее близким к предлагаемому яв 5 ляется статор ЗМ, содержащий обмотку исоставной магнитопровод, включающийзубцовую зону и кольцевое ярмо. Зубцоваяэона выполнена в виде поперечно-шихтованных зубцов, скрепленных между собой10 несколькими элементами, равномерно расположенными по длине, Скрепляющие элементы выполнены в виде листов с пазами,открытыми наружу и закрытыми со сторонырасточки тонкими перемычками, из немаг 15 нитного материала, например из немагнитной аустенитной стали.Поперечно-шихтованные зубцы и скрепляющие их элементы соединены в единое целое, т.е. в зубцовую зону, сваркой вдоль20 образующей по оси зубцов.Благодаря тому, что. скрепляющие элементы выполнены из немагнитного материала, паразитное рассеяние магнитногопотока через перемычки полностью исклю 25 чается. Благодаря применению сваркиобеспечивается необходимая прочность ижесткость зубцовой зоны, при этом смещения зубцов относительно скрепляющих элементов при воздействии, например, ударов30 и вибрации, исключаются, что повышает надежность конструкции (2.Однако в такой конструкции имеютсякороткозамкнутые контуры на пути вихревых токов, Зти контуры образуются про 35 дольными сварными швами и крайними кторцам зубцовой зоны скрепляющими элементами, Наличие короткозамкнутых контуров на путй вихревых токой может привестик потере выигрыша в энергетических пока 40 зателях ЭМ, полученного за счет исключения паразитного магнитного рассеяниямагнитного потока через перемычки скрепляющих элементов.Кроме того, из-за наличия немагнитных45 скрепляющих элементов сокращается активная длина магнитопровода статора, чтоприводит к дополнительному ухудшениюэнергетических показателей.Целью изобретения является повыше 50 ние энергетических показателей ЭМ,Указанная цель достигается тем, что набоковых поверхностях каждого зубца выполнены продольные пазы, а размещенныев них скрепляющие элементы выполнены в55 виде стержней из немагнитного материала,обладающего эффектом "памяти формы", иустановлены с натягом между каждой парой .соседних зубцов.На чертеже изображен статор ЗМ, поперечное сечение,/Статор имеет составной магнитопровод, включающий ярмо 1, выполненное в виде поперечно-шихтованного кольца, которое установлено на зубцевую зону, состоящую из поперечно-шихтованных зубцов 2 5 и скрепляющих их между собой со стороны расточки элементов 3. В пазах между зубцами уложены секции обмотки 4. Скрепляющие элементы 3 выполнены в виде стержней из немагнитного материала, обла дающего эффектом "памяти формы", напри. мер сплава титан-никель, и установлены в продольные пазы 5 на боковых поверхностях зубцов с натягом между каждой парой . соседних зубцов. 15Стержни 3, а также пазы 5 могут иметь практически любую рациональную форму поперечного сечения, в частности могут быть круглыми, как это показано на чертеже. Материал стержней 3, например сплав 20 никель-титан содержание никеля 54,5 ф, остальное титан; интервал температур прямого мартенситного превращения 40-60 С, обладает способностью "вспоминать" требуемые размеры (форму), измененные пу тем механической деформаций.В данном случае расчетным путем диаметр стержня 3, который необходимо "вспомнить", выбирают таким, чтобы при нахождении его в пазу 5 между стержнем и 30 паррй соседних зубцов имел место натяг определенной величины (например, 30 мкм).Стержни с таким диаметром подвергают деформации (протяжке, прокатке, Об жимке) максимум на 10 - 15 так, чтобы их диаметр бцл, например, на 0,1-0,2 мм меньше заданного. Эту операцию осуществляют при температуре +20 ОС, которая ниже йижией температуры интервала прямого мартенситного превращения материала,Сборку статора производят следующимобразом,Зубцы 2 собирают из отдельных пла.стин, скрепляют между собой с помощью клея, располагают равномерно по кругу с необходимой точностью, например в кольцевой оправке, ограничивающей наружный диаметр магнитопровода. Между каждой парой соседних зубцов свободно вкладывают стержни 3 из материала. обладающего эффектом "памяти формы", Располагаюг стержни 3 таким образом, чтобы каждый из них заходил в продольные пазы 5 на боковых поверхностях зубцов 2. Затем нагревают установленный в оправке магнитопровод до температуры 120 - 150 С, превышающей верхнюю температуру интервала обратного мартенситного превращения материала стержней 3.В результате этой операции стержни 3 принимают свою первоначальную форму, т.е. восстанавливают (" вспоминают" ) расчетный диаметр, При возникновении между каждой парой зубцов и стержнями натяга в материале стержня возникают напряжения, благодаря которым стержни теряют свое свойство "памяти формы".Далее сборка статора осуществляется обычным порядком, т.е. в наружные. пазы укладывают секции обмотки 4, после чего устанавливают ярмо 1.8 предлагаемой конструкции по сравнению с прототипом, во-первых, отсутствуют короткозамкнутые контуры на пути вихревых токов, что обеспечивает повышение энергетических показателей и других характеристик ЗМ, во-вторых, активная .длина зубцовой зоны статора равна фактической длине, т,е. немагнитные листы в зубцах отсутствуют, что дополнительно повышает энергетические показатели при прочих равных с прототипом условиях,Кроме того, статор обладает очень высокой прочностью и жесткостью, так как любые нагрузки со стороны зубцов воспринимаются прочными стержнями, находящимися в напряженном состоянии,Конструкция высокотехнологична при сборке, так как деформированные стержни легко вкладываются в продольные пазы соседних зубцов с большим гарантированным зазором, а придание зубцовой зоне высокой прочности и жесткости выполняется простой операцией нагрева Формула изобретения Статор электрической машины, содержащий обмотку и составной магнитопровод, включающий кольцевое ярмо и зубцовую зону, состоящую из поперечно-шихтованных зубцов и скрепляющих их между собой элементов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения энергетических показателей электрической машины, на боковых поверхностях каждого зубца выполнены продольные пазы, э размещенные в них скрепляющие элементы выполнены в виде стержней из иемагнитного материала, обладающего эффектом "памяти формы", устаноалениых с натягом между каждой парой сосбдяих зубцов.