Статор электрической машины

349 4 Н 02 К 1 18 5 24 ГОСУДАРСПО ДЕЛ САНИ БРЕТ ДВТОРСНО Й МАРИЧ ектром- асниуса ста- гоугольстатора 2, т.е. в ние от и на брации ником элемен углам ксималь чинимаашинострола их машин. Н. В. ГригоЛ.О., 1974 а сле и. 1 з.п Ж СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Ленинградское электромтельное объединение Электросим. С. М. Кирова(57) Изобретешиностроениюние уровня витора с сердечника. Упругиеразмещены поместах его мадовательно, и,ф-лы, 3 ил. носится к эл правлено на и шума корп в форме мно ты 1 подвески сердечника ной жесткост 1 ьной вибрацИзобретение относится к электромашиностроенио и касается устройства статора электрической машины с пониженными уровнями вибрации и шума и высокими технологическими, энергетическими и эксплуатационными характеристиками.Одним из важнейших показателей качества электрической машины (ЭМ) является уровень вибрации и шума статора.Вибрация и шум машины оказывают вредное воздействие на окружающую среду, 10 ца установленное рядом оборудование и обслуживающий персонал.Такой же важной проблемой является снижение отходов материалов, достигаемое использованием малоотходной технологии на15 базе прогрессивных конструкторских решений.Цель изобретения -- снижения уровня вибрации и шума корпуса применительно к статору с сердечником в форме многоугольника. 20На фиг. 1 схематически изобракец статор с упругими элементами, размещенными по углам сердечника; на фиг. 2 - статор, в котором упругие элемепы раскложецы ца двух противоположных углах; ц фиг. 3 - поперечное сечение серде 1:пк квадратной формы и вписанного в цегс сердечника круглой формы с наружных р;иусм.Статор электрической мянпп 1 ы содерк 1 г упругие элементы 1 подвески, рз; п 1 счные (фиг. ) по углам сердечника 2,1 уг 1 льцой, например, квадратной форм .Срдсчник 2 установлен в корпусе 3 сг;11 ор, который посредством лап 4 расположен ц фу:1- даменте 5.На схеме, изображенной ця фи 1, упрхгие элементы подвески разменецы н уг.35 лах сердечника 2 в местах его максимальной жесткости, и следовтелц, ми 1 имя,; - ной вибрации, Габариты корпуса 3 стяпгоря при этом несколько увсгичиваютс 51.,(л 51 статоров, устанавливаемых ця ляпы, учитывая, что лап 1 могут выполнятьсяИе по 40 всей;1 лице корпуса статора,только в тех местах, где отсутствуют упругие элементы подвески, размещаемые локально в определенных местах по длине и окружности сердечника и корпуса. габариты корпуса статора могут быть уменьшены по ширине посредством выполнения его с лапами, утопленными в корпус по ширине в тех местах, где подвеска отсутствует (например, с лапами только в среднеи части по длине корпуса или только в концевых частях корпуса), Для максимального снижения уров50ця вибрации и шума корпуса статора ЭМ упругцс элементы подвески сердечника целесообразно сосредоточивать в районе опорных лап корпуса, причем упругие элемшггы должны обладать податливостью в радиальном и тацгенциальном направлениях.На фиг. 2 показано размещение упругих элементов 1 подвески на двух цротивоцоложных углах сердечника 2 в районе опорных лап 4 корпуса 3 статора, который устанавливается с помощью лап 4 на фундамент (раму механизма) 5, при этом два других угла сердечика 2 и корпус 3 служат ограничителями перемещений упруго- подвешенного сердечника 2 при возможных ударных сотрясениях статора ЭМ с целью исключения повреждения упругих элементов . Растояние а между углами сердечника 2 и корпусом 3 (в том числе и величина скоса углов сердечика) выбирается, исходя из обеспечения требуемой податливости подвески в нормальных эксплуатационных режимах работы и исключения больних перемещений сердечника при ударах. Для уменьшения габаритов машины лапы 4 в местах установки упругих элементов 1 подвески или по всей длине корпуса 3 могут выполняться коробчатыми, как изображено на фиг. 2. Габариты корпуса 3 статора в этом случае аця;1 огичны таковым пр 1 кру глох1)еции сердечика.В тех случаях, когда требования вибрации и шуму статора ЭМ обеспечивактся уверенно, с цельк снижения уровня вибрации и шума корпуса без увеличения его габаритов упругие элементы подвески могут размещаться ца боковых поверхностях сердсника статора квадратной формы.Г 1 уцктиром на фиг. 2 показано разме 1 цение упругих элементов 1 подвески на боковых поверхностях сердечника 2 в корпусе 3 статора, при этом углы сердечника 2 ц корпус 3 используотся как Ораничители перемепений унругоцодвешеццого в корпусе 3 сердечника 2 при возможных ) дярных сотрясениях статора для исклочеция повреждения упругих элементов 1. Соотвстствукцим образом выбирается расстояние й между у 1,1 ми сердечика 2 и корнхсом 3.Эффек снижения уровня вибрации и шума стятора ЭМ с уцругонодвсцсццым сердечником квадратной форхы при обеспечении высоких тех 1 гологцческих, энергетических и эксплу атациошых показате,ей и характерис. тик достигается следующим образом. 1 ля ПОЯСЦЕНИЯ С 1 ЦНОСТИ ЭТОГО ЯВЛСЦИ 51 ПРИВОДИТ- ся схема (фиг. 3) поперечного сечения сер. лечника квадратной формы и круглой формы с наружным радиусом Кгч вписанной в этот квадрат.Спинка сердечника круглой форхы имеет одинаковую вьсоту Ь по окружцоси сердечника и определяется как11= Ка- - (1)где К. -- радиус по дну пазов сердечника. Радиус по середине спинки серде пика круг лой формыК == К. + 11/2:= К; - )112. 2)В случае, если сердечник квадратной формы спинка имеет переменную высоту по окружности сердечгика, достигая макс:1 1234916МаЛЬНОГО ЗНаЧЕНИя 11 ппз На уГЛаХ КВадратного сердечника и минимального Ь(, равного высоте спинки круглоо сердечника 11 = )ъпи на боковых поверхностях егоВ рассматриваемом случае при скруглении углов сердечника на общую площадь бо от площади квадратаЬ(п, = -/2 (1 - 0,06/4) Кп - К. = = 1,24 Кп - Кп (3) т.е. увеличение высоты спинки по сравнению с круглым сердечником составляет Л)1=0,24 КЗ, что весьма существенно.При расчете магнитной индукции в спинке сердечника квадратной формы и эффективного значения вибрации сердечника используется приведенное значение высоты спинкиЬ=(Ьп +Ь )/2=1,12 К( - Кп)11 (4) и приведенное значение радиуса по середине высоты спинкиК = Ко+А(1 ) Кп, (5) гдедЬ = 0,12 К - увеличение высоты спинки.Наружный радиус эквивалентного сердечника круглой формыК= К.+)гп) К;. (6) Увеличение высоты спинки сердечника снижает величину магнитной индукции в спинке, повышает жесткость сердечника, улучшает условия его охлаждения. Благодаря снижению магнитной индукции в спинке уменьшаются потери в стали, увеличивается КПД машины, уменьшается намагничиваюций ток в асинхронных машинах и ток возбуждения в синхронных, в силу чего снижается нагрев обмоток и увеличивается их срок службы, уменьдаются внешние магнитные поля, излучаемые машиной, снижается вибрация сердечника, обусловленная магцитострикцией.Определим во сколько раз возрастает изгибная жесткость сердечника квадратной формы по сравнению с круглым сердечниУ, что )1 п = )1 + Яп, Кпп = = Ко+ л("1/2 и К= К +11/2 цри Одинаковых длинах и материале сердечников после выполнения преобразований получимСп 1 С = (0,945 + 0,11 К /)1) з ) 2,1 (7), где С и С - соответственно приведенная статическая жесткость сердечника квадратной формы и статическая жесткость сердечника круглой формы, КФ)3 (величина Кп/Г = 3 СООтВЕтетВуЕт МОЩНЫМ турбОГЕНЕ- раторам). По диагональным осям, проходяшим через углы сердечника квадратной формы, его жесткость еце выше, чем опреде. ленная по формуле (7).Вибрации сердечника ЭМ вызываются в оснс дном радиальными переменными магнитными силами, действующими на расточку сердечника статора, и совпадают с ними по фазе. Амплитуды радиального и тангенциального вибрационных перемещений сердечника при изгибцых колебаниях под действием радиальных переменных магнитных сцлопределяются в вцле/12 КС(п); РО - амплитуда радиальной си 0 лы; К( коэффициент динамичности.Как видно из выражений (7)(9) црцувеличении жесткости сердечника соответственно уменьшаются его вибрация и шум,причем в случае сердечника квдлратцойформы амплитуды вибрацнонных перемс 5ицении Ооковых поверхностен такого сердечника меньше, чем наружной поверхцос исердечника круглой формы, вписанной в этотквадрат, а амплитуды вибрационных перемецений углов квадратного сердечника в своюочередь меньше, чем боковых поверхностейего.Размещение упругих элементов междунаружной поверхОстьО серлечцики корпусом - упругая подвеска серлсчцикд в корпусе статора позволяет существенно снизить25 уровень вибрации, передаваемой от сердечН ИКа К КОРПУС( СТДТОР с 1, Ца ВС,1 НЧ Н ЦУ КОэффициецта перслачи вцбрдциц К, характеризуюпего эффективность подвески. Амплитуда вибрациоццого персмеценя корпусав этом случае гд;Ол(гся цо формуле301 к= К сс . (10)Величина коэффициента К опрслелястся податливостью уц)зугцх элементов цолсскц цсоставляет обычно около 0,4, цто ласт снижение вибрации корпуса цо сравнению сз 5 сердечником в 2,5 рдзд цлц сч лБ. Соответственно снижссг уровень сзлуциюсШуМа. СОЗЛаВаЕМОГО КОЛЕб,Кццсцся НОерХностью корпуса статорд.Лля статора Э(Ч с сердецИком много 4 угольНой Напримспр КВс 1 лрс 1 ТНОЙ (1111 (1у 110вень вибрации и шума корпус;( отлцчисот статоров с серлечциком круглой формыЗВВИСИТ ОТ МЕСТД РДЗМС 1 Ц 1 п 1 Я 1(с КВД,С -ратном серлечцкс (цргцх элементов цолвес 45В предлагаемой конструкции стдторд Э,ЧПРИ РаЗМЕЦЕЦЦН УПРУГИХ ЭЛЕХ 1 СЦТОВ ЦОЛССКИ на боковых поверх(юстях квдлрдтцого ссрлечника вибрация и цум корпуса сгсТо)н (стднины) за счет больцСй жесткости ссрлечника снижаются цс мечсс, чем 2 рдзд (на блБ) по сравцсццо со статором с сердечником круглой формы, Вписаннойданный квалрат, и цолеской олцндковой эффективности. В случае рдзмешения уцр гих элс- МЕНТОВ ПОДВЕСКИ ЦД УГЛДХ МЦО ОУтО пЦОО СЕРДЕЧНИка В МССТс 1 Х СО Мс 1 КСИ 5 с 1,1 Я 10 Й ЖЕСТКОС- ти грц той жс эфс 1(сктцвцости полвескц уровень вибрации н ц( мд корцс 11 стдторд123491 6 Ск гаииг1 ехрел 11 ираж ВГосударственела м изобре есква, ЖЗоПатент, г, У ль . ПлггьсВерее к;и Коррек ор 11 олн испо СССР й Редактор Ю. С редаВа;аа 7 ОЗД 5. 1 емчк ВНИИПИ по д 13035 гМ Филиал ПППого комитета ий и открыт Раушская нао жго род, ул. Г д. 4/5роектная,(с 1 агигы) уменьшается в еще большей степени (не менее, чем в 3 раза или наО дБ).Технико-экономический эффект от внедре. ния предлагаемого изобретения состоит в снижении уровня вибрации и шума корпуса статора (станины) ЭМ, в повышении ее надежности и долговечности, в защите окружающей среды и обслуживающего персонала от вредного воздействия вибрации и пума, в обеспечении высоких технологических, энергетических и эксплуатаионных1 О показатслей и характеристик машины. Формула изобретения. Статор электрической машины, содержащий корпус с размещенным в нем сердечником статора и упругими элементами подвески, отличающийся тем, что, с целью снижения уровня вибрации и шума корпуса применительно к статору с сердечником в форме многоугольника, упругие элементы подвески установлены по углам сердечника.2. Статор по п. 1, отличающийся тем, что упругие элементы подвески установлены на двух противоположных углах сердечника.