Разъемный магнитопровод электрической машины

СОЮЗ СОЮТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) (11) й 1) Н 02 К 1 06 УДАРСТВЕННЫЙДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН ОМИТЕТ СССР ИЙ И ОТКРЫТ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ АВТОРСКОМ(54) (57) РАЗЪЕМНЫЙ ВОД ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ жащий зубцовую зону с п ки, выполненную из гофри ала, и ярмо, выполненно навитой на ребро ленты, о что,с целью улучшения эн казателей путем повышен заполнения магнитопровод спирали имеет воронкообр анянц и Е. П. Бойельство СССР04, 1964,983.435,8 иг(56) 1. Авторское свид170572,кл. Н 02 К 32. Патент СШАкл. 310 - 259, 1975. СВИДЕТЕЛЬСТВУ МАГНИТОПРОМАШИНЫ, содеразами для обмотрованного материе из непрерывной тличающийся тем, ергетических поня коэффициента а, каждый виток азную форму.Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к конструкции магнитопроводов электрических машин.Известны электрические машины с разьемными магнитопроводами, выполненными ввиде двух коаксиальных цилиндров, один изкоторых является ярмом, а другой содержитзубцовый слой с пазами и размещенной вних обмоткой.При этом наружный цилиндрвыполнен шихтованным, а внутреннийс зубцовым слоем из массивного металла 1.Однако такая конструкция имеет большое количество отходов листового материала при штамповке листов ярма и высокуютрудоемкость изготовления листа.Известен также магнитопровод электрической машины, состоящий из двух автономных частей - зубцовой зоны, изготовленной из гофрированного материала и ярма,изготовленного методом навивки ленты наребро 2),Недостатком конструкции является то,что при навивке ярма с увеличением отношений наружного и внутреннего диаметровспирали, вероятность брака возрастает пропорционально увеличению отношений диаметров спиралей, который заключается ввозможности образования разрывов в зонебольшего диаметра и в возможности образования складок (гофров) в зоне меньшегодиаметра, Кроме того, при навивке ярма сувеличением отношения наружного и внутреннего диаметров спирали коэффициентзаполнения пакета ярма сталью снижаетсяпропорционально увеличению отношенийдиаметров спиралей за счет увеличения зазора между смежными витками вследствиеполучения трапецеидальной формы поперечного сечения спирали при навивке любымизвестным способом с меньшей стороной ос.нования трапеции в зоне наружного диаметра, причем с увеличением наружного диаметра спирали или уменьшения внутреннегодиаметра утонение возрастает, Таким образом существенно снижается энергетическиехарактеристики машин, аименно: повышается ток намагничивания и греющие потери.Целью изобретения является улучшениеэнергетических показателей путем повыше-.ния коэффициента заполнения магнитопровода.Указанная цель достигается тем, что в разъемном магнитопроводе электрической машины, содержащем зубцовую зону с пазами для обмотки, выполненную из гофрированного материала, и ярмо, выполненное из непрерывной навитой на ребро ленты, каждый виток спирали имеет воронкообразную форму,На фиг, 1 изображено ярмо, намотанное на ребро из ленты, у которого сечение вит- ков выполнено в виде конусообразной воронки, а цилиндрические поверхности -виде ребра; на фиг. 2 - ярмо, у которого поперечное сечение витков выполнено в виде конусообразной воронки, .а цилиндрические поверхности выполнены в виде резьбы, впадины которой заполнены пастой из магнитодиэлектрического материала; на фиг. 3 - ярмо, у которого поперечное сечение витков выполнено в виде конусообразной воронки; на фиг. 4 - ярмо, у которого поперечное сечение витков выполнено в виде сферической, воронки, а наружная цилиндрическая поверхность выполнена в виде резьбы на фиг. 5 в ярмо,у которого поперечное сечение витков выполнено в виде сферической воронки; на фиг. 6 - вид с торца на пакет 15ярма магнитопровода на фиг. 7 - полови)на витка спирали.Магнитопровод содержит две цилиндрические части - зубцовую зону из гофрированного материала и ярмо 1. Ярмо 1 вы.полнено из непрерывной стальной ленты на витой на ребро 2, причем боковые поверхности спирали 3 и 4 выполнены в форме воронки, Средняя линия 5 (ось ленты) поперечного сечения спирали ярма 1 образует с осью машины 6 угол Ю, не равный 90. Это позволяет снизить отношение наружного Рц и внутреннего 0 диаметров спирали, при этом фактическая высота ярма Н всегда больше, чем половина разности диамет. ров РиВозможны варианты исполнения пакетаярма, у которого одна или две цилиндрические поверхности. 7 - 9 выполнены в виде резьбы, причем вершины гребней 10 - 12 резьбы образованы ребрами ленты, из которой навито ярмо,Для обеспечения равномерности зазора З 5 между ярмом и зубцовой зоной, а также сцелью снижения величины коэффициента Картера впадины 13 - 15 могут быть заполнены, например, магнитодиэлектриком 16.Возможны варианты исполнения пакетаярма, у которого обе цилиндрические по верхности 17 и 18 выполнены гладкими. Данный вариант возможно осуществить либо при навивке спирали из ленты, поперечное сечение которой имеет вид параллелограмма, либо при навивке спирали из ленты с прямоугольным поперечным сечением с последующей механической обработкой.Возможны варианты исполнения пакетаярма, у которого боковые поверхности 3 и 4 выполнены в виде конусообразной воронки.Возможны варианты исполнения пакета50 ярма, у которого боковые поверхности 19и 20 выполнены в форме сферической воронки.Воронкообразная форма витков спиралипозволяет придать ленте такое положение, при котором в меньшей мере деформируются волокна материала, расположенные ближе к наружному диаметру, и обеспечить воздействие усилий при кручении в том месте, чтобы избежать гофрирования ленты со стороны внутреннего диаметра.Наибольшее растяжение волокон метал,па при сворачивании ленты в .спираль наблюдается тогда, когда лента поставлена на ребро, в этом случае ось симметрии спирали перпендикулярна поперечной оси симметрии ленты.При формировании спирали внешнее ребро ленты описывает наибольший радиус вращения. Поэтому и наблюдается утонение ленты и образовафце сечения ее в трапецеидальную форму. Наиболее благоприятные для ленты усилия (в смысле растягивающих дефррмаций) это те, когда ось симметрии спирали параллельна поперечной оси симметрии ленты, Но такое состояние ярма не удовлетворяет энергетическим требованиям электрической машины, так как магнитный поток направлен поперек слоев и он рассеется в воздушных зазорах между слоями. Поэтому наиболее рациональное положение слоев ярма должно занять промежуточное положение между первоначальным и вторым вариантами, т,е. между вертикальным и горизонтальным положениями. В связи с тем, что лобовые части обмотки при выходе из паза несколько приподняты от воздушного зазора, то максимальный наклон витков спирали, в первую очередь, предопределен этим условием. Наименьшее значение угла и соответствует 30, наиболее удобное для ярма с малой высотой угол о( соответствует 40 - 45, Дальнейшее увеличение угла наклона слоя ярма приводит к более сушественным деформациям ленты, что приводит к резкому снижению коэффициента заполнения пакета магнитопроводящим материалом.Для ярма статора внешний диаметр де.- лать гладким не всегда обязательно, так как ребристая поверхность увеличивает площадь охлаждения пакета у двигателей защищенного исполнения и тем самым повышает надежность электрической машины. На мотка ярма осуществляется на специальном приспособлении, обеспечивающим наклон ленты и плотность пакета, Усилия сжатия спирали в осевом направлении и растягивающие ленту не приводят к пластическим деформациям металла, не вызывают наклепа Приводом устройства намотки может слу жить электродвигатель с регулируемой скоростью для нахождения оптимального режима навивки, так как ярма электрических машин могут изготавливаться из сталей с различными механическими свойствами.Примером может послужить способ навивки ярма из ленты электротехнической холоднокатанной нелегированной стали марки 2013, толщиной 0,5 мм для электродвигателя 4 А 80 В 4. Специальную технологичес кую оснастку в виде усеченного конуса переходящего от усеченной вершины в цилиндр устанавливают в патроне токарного станка. У приспособления имеется щель для закрепления свободного конца ленты. Лента, вырезанная из рулона шириной 12 мм, свернута в рулон, установленный у токарного станка на вращающейся опоре. В резцедержатель закрепляют второе технологическое приспособление, на конце которого находится вращающийся ролик с углом нак 40 45 20 25 30 35 лона, совпадающим с углом усеченного конуса. После того, как патрон передал вращение первому приспособлению и лента начала наворачиваться на боковую плоскость конуса, ролик подводят к ленте, чтобы он передавал прессующее усилие ленте, прижимая ее к конусу. Итак, виток за витком набирается спираль до достижения заданной длины, после чего ленту отрезают и контактной сваркой закрепляют на магнитопроводе, также закрепляют и начало ленты, Технологическая оснастка освобождается от магнитопровода, который с торцов принимает вид усеченного конуса. Внешний и внутренний диаметры ярма имеют неровную поверхность, так как слои его наклонены и выходят одной гранью на периферию. Затем пакет проточивают по внутреннему и внешнему диаметру,.с целью придания ему гладкой посадоной поверхности. В результате магнитопровод подготовлен для дальнейшей технологической сборки. Экономическая эффективность предла гае мой конструкции ярма электрической машины заключается в простоте изготовления, в повышенном коэффициенте заполнения пакета сталью, в увеличенной площади охлаждения, в унификации процесса навивки для машин всех мощностей.Составитель ф. П Техред И. Верес Тираж 667 Государственного елам изобретений ква, Ж - 35, Рауш Патентэ, г. УжгороодольскаяКор Подомитета ССоткрытий ская наб., д д ул Прое ектор М. ШарошясноеСР