Статор электрической машины

ЕТЕНИ Ес:.,е 56 А:;,4 .-Ю-- . 3 ТЕЛЫ:ТВУ Н АВТОРСИ твоСССР968.во СССР957. 54) (5 ИНЫ, с еррома обмот а осио КТРИЧЕСКОЙ ИАолненный иэриала остов закрепленные а ю щ и и с я) СТАВОР ЭЛ держащий вып нитного мат чные группы е, отлич 3(56) 1Авторское свидетельВ 462225, кл. Н 02 К 5/04,2. Авторское свидетельсР 106101, кл. Н 01. Р 3/02,0.1073844 тем, что, с целью повьааения энергетических показателей, остов имеетотверстия с буртами, образуыщимипосадочные места под обмоточныегруппы, .изолирукидие зазоры, расположенные с чередованием между отверстиями остова и противоположными торцами, и немагнитные зазоры,расположенные между отверстиямиостова, причем активные части остова .и обмоточных групп имеют ферромагнитное покрытие, расположенноесо стороны обмоточных групп и нанесенное преимущественно плазменнымнапылением.1073844 15 20 25 перечное сечение.Статор содержит остов 1, обмоточные группы 2, ферромагнитное покры тие 3, немагнитный зазор 4, бурты 5,изолирующие зазоры 6 - зубец полюс)зубцовый зоны 7, паз 8, торец остова 9, магнитный шунт 10, активныечасти остова и обмоток 11, отверс. тия 12 н остове 1.Покрытие выполнено по наружнымконтурам остова 1, актинных частейкатушечных групп 2 и внутреннегодиаметра статора, Участки остова 1 5 О между отверстиями 12 в остове содержит немагнитные зазоры 4. Обмоточные группы установлены в посадочные места остона 1, образованныебуртами 5. В остове предусмотреныизолирующие зазоры 6, чередуемыес различных торцовых участков остова до каждого отверстия 12 в остове, занятого зубцами 7, В пазах 8,образованных в результате нанесения магнитопронодного покрытия 3,размещены участки остова 1 и катушечные группы 2. Торцовые участкиостова 9 выполнены в качестве фланцев для размещения подшипниковыхщитов. В пазах 8,образованных в реИзобретение относится к области электромашиностроения и касается преимущественно конструкции статоров электрических машин с магнитопроводами, выполненными из дисперсных ферромагнитных материалов.Известна конструкция торцевой электрической машины, содержащей беспазовый статор, набранный из катушечных групп, активная часть которых выполнена из чередующихся между собой проводников обмотки и отдельных слоев изоляции листовых электромагнитных элементов, остов статора, выполненный из материала с повышенным электрическим сопротивлением, на котором в посадочных местах укреплены активные части катушечных групп. Конструкция статора не содержит магнитопровода с зубцовой зоной, а следовательно, исключает операцию установки обмоток в пазы, что, с одной стороны, упроща ет конструкцию магнитопровода, а с другой - упрощает технологию его сборки 1 3.Однако в результате отсутствия пазов электродвигатель с беспазовым.статором имеет более высокую величину эквивалентного рабочего зазора, чем у статора с пазами, что снижает энергетические показатели электродвигателя КПД). Выполнение беспазового сердечника из дисперсных материалов, например из магнитодиэлектриков, имевших пониженную магнитную проницаемость по сравнению с шихтованным сердечником из электротехнической стали, еще более снижает указанные показателиКонструкция беспазового статора ограничена в сохранении конструктивных параметров при непосредственном введении магнитодиэлектриков в конструкцию при формонании сердечника совместно с обмотками давлением 600-800 МПа из-за низкой прочности обмоток и остоваВ результате прессования высоким давлением остов с обмотками подвергается значительной деформации, которая определяется усадкой магнитодиэлектрика, составляющей 2,6-3 от насыпного объема, При низком давлении формования, например заливкой. вязкой магнитодиэлектрической массой, не удается получить повышенную проницаемость сердечника, что ограничивает выполнение статора указанной конструкции из материалов с высокой проницаемостью. Использование в конструкции статора остова с понышенным электросопротивлением не позволяет улучшить структуру магнитного поля в зазоре, что приводит к росту дополнительных потерь и снижает энергетические показатели. Наиболее близким к предлагаемому является статор электрической машины, содержащий выполненный из ферромагнитного материала остов, и обмоточные группы, закрепленные на остове Г 2 3.Цель изобретения - повышение энергетических показателей статора путем обеспечения необходимых конструктивных параметров и повышения магнитной проницаемости магнитопровода.Поставленная цель достигаеся тем, что в сенаторе электрической машины, содержащем выполненный из ферромагнитного материала остов и.обмоточные группы, закрепленные на остове, последний имеет отверстия с буртами, образующими посадочные местапод обмоточные группы, изолирующиезазоры, расположенные с чередованием между отверстиями остова ипротивоположными торцами, и немагнитные зазоры, расположенные междуотверстиями остова,: причем активные части остова и обмоточных групп.имеют ферромагнитное покрытие, расположенное со стороны обмоточных групп и нанесенное преимущественноплазменным напылением.На фиг., 1 изображен статор в изометрии; на фиг. 2 - то же,поперечный разрез; на фиг, 3 - разверткаостова статора с одной установленнойобмоткой; на фиг. 4 - принципиальная электрическая схема развертки 35 ротора; на фиг 5 - участок остона между отверстиями без покрытия, позультате нанесения покрытия 3, размещены участки остова, бурты, обмотки и шунты. Участки остова содержатнемагнитные зазоры 4 и используются в качестве магнитных шунтов 10между зубцами 7,Устройство работает следующимобразом,фПри подключении катушечныхгрупп 2, например обмоток пар полюсов, к источнику тока (зубцам 7 )наводится магнитный поток, которыйзамыкается в магнитопроводе 3 иэа пределами зубцов в воздухе. Этотмагнитный поток в то же время проходит через части остова 1 - "бурты 5,которые являются составной частьюполюсов 7. Часть остова 1, находящегося в пазу 8, обращенная внутрьстатора, шунтирует магнитный потокшунтовыми участками 10, в результате чего выравнивается магнитныйпоток в пазовой области между зубцами 7. Пазовое рассеяние ограничивает немагнитный зазор 4 в шунтовойчасти 10 остова 1.Созданию тока, индуктированногокатушечными группами 2 в остов 1по периметру посадочного места,образованному буртами 5, препятствуют изолирующие зазоры б. При сообщении катушечных групп 2 с источниками постоянного или многофазногопеременного тока в воздушной области статора, прилегающей к зубцам 7,возбуждается постоянное, пульсирующее или вращающееся магнитноеполе,которое используется для перемещения вторичного элемента ( ротора).Буквенныии индексами на фиг. 3-5обозначены: 1- контур тока обмо- .ток; е , е, е, е 4 - ЭДС, наведенные указанным током по контурамвокруг отверстий в остове, а и вточки сечения электрической схемразвертки остова.; 2 - ширина участкасечения остова, включающая буртыи магнитный шунт; Х - ширина немагнитного зазора,Использование магнитопроводногоостова в конструкции позволяет улучшить структуру магнитного поля врабочем зазоре статора, уменьшитьсопротивление магнитной цепи, упростить конструкцию и технологию изготовления статора. Улучшение структуры магнитного поля получаютза счет использования участков остова между полюсами 7 в качестве магнитных шунтов 10которые сообщают (шунтируют ) в магнитном отношении смежные полюса, в результате чего индукция в области суита от полиса (зубца ) снижается плавно по мере удаления от края . .зубца к центру шунта, что способствует снижению гармоник высших поряд ков в зуоцовой зоне статора, а сле" довательно, и интерференции указан 30 15 2 35 50 55 65 ных гармоник с роторныки гармониками, что позволяет улучшить форму механической характеристики и повысить КПД электродвигателя.Немагнитные зазоры 4, кроме того, позволяют снизить пазовое расстояние через шунтовые участки 10, т.е. ограничить замыкание через эти участки, части магнитного потока от одного зубца к другому.Введение немагнитного зазора в шунтовую часть остова в 0,1 Х его ширины снижает, магнитную проницаемость этого участка в 100 раз. Следовательно, во столько же раэ уве" личивается магнитное сопротивление и снижается пазовое рассеяние, что способствует повышению полезной индукции в,зазоре и, следовательно КНД электродвигателя.Изолирующие зазоры б, расположенные с различных торцов остова 9, препятствуют созданию тока короткого замыкания вокруг отверстий 11, который может возникать в случае питания обмоток 2 переменным током. Изолирующие зазоры б препятствуют созданию тока в посадочных местах, а также возбуждению токов во всем остове, так как в различных контурах вокруг посадочных мест наводятся равные по модулю ЭДС с противоположными фазами.Электрическая схема остова 1 (фиг. 4по отношению к одной обмотке разомкнута, а по отношению к любому числу пар обмоток, соотвествующих парам полюсов, является бифиллярной.Таким образом, наличие изолирующих зазоров 6 в остове позволяет исключить возбуждение в нем токов наведенных магнитным полем обмоток и связанных с ними дополнительных потерь, что способствует повышению .энергетических параметров электродвигателя предложенной конструкции, 1Уменьшение сопротивления магнитной цепи статора по сравнению с известными конструкциями в предло- женкой конструкции получается за счет повышения плотности магнитопровода (покрытия ); использования буртов 5 остова в магнитных цепях; уменьшения длины средней силовой линии напряженности в магнитопроводе.Так плотность магнитопровода, изготовленного заливной магнитодиэлектрической массой, составляет 0,4 плотности компактного железа; прессованием пороЬков железа в прессформе давлением 600 ИПа 0,8-0,75; ,при плазменном напылении " 0,85-0,95, Таким образом, плазменное напыление позволяет получить более высокую плотность магнитопровода в данном статоре беэ применения высо ких давлений прессования 600 ИПа ), ограничивающих возможность выполнения предложенной конструкции статора, 5Бурты 5 служат как элементы крепления обмоток и частями полюсов,. Если учесть, что магнитная проницаемость остова может быть достаточно большой трансформаторная сталь, армкожелезо и т.д.), то бурты 5 с большей проницаемостьЮ, чем напыленный полюс 7, повысятобщую проницаемость.магнитопровода в этой области,так как в конструкции бурты 5 совпа дают с направлением основного магнитного в полюсах 7. Ддина силовой линии в магнитопроводе зависит от его геометрических размеров и конфигурации . Из фиг, 2 видно, что магнитопровод, образованный с внешней стороны напылением, повторяет контур остова с обмотками, т,е, покрытие ложится по образукщей этих поверхностей по наименьшему расстоянию. В результате чего линии напряженности магнитного поля в нем имеют наименьшую длину.По сравнению с прототипом в предложенной конструкции преимуществом является наличие зубцовой эоны, так как размещение обмоток на беззубцовом магнитопроводе увеличивает эквивалентный немагнитный зазор между укаэанные статором и ротором на величину, пропорциональную толщине обмоток ипи дополнительных зазоров между вспомогательными электромагнитными элементамИ и беззубцовым статором.Другим преимуществом является простота конструкции предлагаемого статора, что позволяет полностью автоматизировать производство, так как в основе технологии статора лежат современные технологические процессы; штамповка, выполнение обмоток на каркасах, шаблонах и плазменное напыление, что позволяет исключить ручной труд на операциях по изготовлению магнитопровода, его мехобработки, размещению обмоток и их креплению в пазах, тем самым снизить трудоемкостьвфизделия.11073844 Ю юга сРиеЗ а г.4 Составител Техред О.Н ухоярс орректорЮ, Иакарен е актор О. Колесников Тираж 667арственного комитета СССРизобретений и открытийЖ, Раушская наб., д. 4 Подписное каэ 358/51ВНИИПИ Госудпо делам113035, Москва Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,