Магнитопровод электрической машины

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Ц 50 Н 02 К 1/06 ИОАН БРЕТЕН ТЕЛЬСТВ оманухаисследоварукторскитут элект о 5, во СССР еют ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ(46) 07,03,84, Бюл, Р 9 (72) Я.М. Хант и Е.С. Г (71) Всесоюзный научнотельский проектно-констЯи технологический инсти машиностроения(53) 621.3.042(088.8) (56) 1. Патент США Р 3983 кл. 310-259, 1975.2. Авторское свидетель по заявке 9 2904263/24-07 кл, Н 02 К 1/06, 1980.,807 5 А ную ленту, пазы которой чередуютсяс элементами, образующими зубцы,;о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения энергетическихпоказателей и упрощения технологииизготовления, из упомянутой лентыобразованы желоба, соединенные другс другом расположенными в их торцовой части перемычками, ширина которых равна высоте зубца, длина равнаширине зубца, а с противоположнойстороны боковые стенки желобов имлепестки, соединенные с торцовойчастью зубцов, при этом образующиезубцы элементы размещены в ячейках,образованных боковыми стенками смежных желобов, перемычкой и лепестками боковых стенок желобов.3, Магнитопровод по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что зубцовая зона соединена с ярмом в торцоной части посредством лепестков, выполненных на зубцовой зоне. 10785352. Магнитопровод по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, боковыестенки желобов имеют усики, отогну-.тые в сторону паза,Изобретение относится к магнитной системе неявнополюсных электрических машин переменного тока.Известен узел статора, сформованный из плоского полосового материала, 5содержащий ярмо из первой полосы иснабженный внутренней поверхностью,Множестно зубцов расположено вокругвнутренней поверхности, которые образованы из непрерывной второй полосы 1,Однако в данном устройстве всепазы закрыты, для крепления обмоткинеобходимо вводить дополнительныйэлемент, Открытый паз снижает энергетические показатели электрическоймашины, при этом узкий паз не всегда удовлетворяет требования, предъявляемые к электрической машине. К тому же количество дополнительныхэлементов в магнитопроноде определяется количеством пазов, а технология изготовления дополнительныхэлементов является трудоемкой. Дополнительный элемент устанавливаетсямежду ребрами гофры в середине зубца, вследствие чего воздушный зазормежду слоем перемычки и изгибом дополнительного элемента увеличивается и повышает ток намагничивания,местные перегревы в магнитопроноде,что снижает надежность электрической машины. Разнотолщинность стали,йз которой изготавливают дополнительные элементы, даже в пределахдопусков может привести к выпаданиюих из посадочного места, они могутбыть источником шума под воэдейстнием магнитных полейНаиболее близким к предлагаемомуявляется магнитопровод электрической 4 Омашины, содержащий ярмо, виток изстальной ленты, намотанной на ребро и зубцовую зону, включающую гофрированную ленту, которая выполненас чередующимися по окружности паза,ми, открытыми в сторону ярма и рас"точки магнитопровода, В пазах, откры"тых со стороны ярма, размещены элементы, образующие зубцы из гофрированной ленты, ширина которой равна 50высоте зубца 2 ,Однако в известном устройствепри изменении числа зубцов магнитопровода необходимо менять штампы илитехнологическую систему, чтобы изготовить гофру с новым числом зубцов и пазов, Такие штампы стоят дорого, они малостойки и устананлинаются в основном на энергоемком и металлоемком оборудовании. Такой маг-нитопровод ныполнен с открытыми пазами, что не всегда рентабельно вэлектромашиностроении, так как снижаются энергопараметры электродвигателя или требуется вводить дополнительный элемент, который бы удерживал обмотку и пазу и осуществлял магнитное прикрытие паза. К тому же угофры все тангенциальные участкималоактивны и выполняют лишь механические Функции, При шлйфовке увеличивается трудоемкость изготовления,появляется дополнительный наклеп вактивной зоне магнитопровода. Крепление гофры к ярму возможно лишь врабочем пространстве магнитопровода,а в малых машинах крепление осуществить трудно, да и клеющий слой нераспределяется равномерно.Цель изобретения - повышение энергетических показателей и упрощениетехнологии изготовления,Поставленная цель достигаетсятем, что в магнитопроводе электрической машины, содержащем ярмо изубцовую зону, включающую непрерывнуюленту, пазы которой чередуются с элементами, образующими зубцы, из упомянутой ленты образованы желоба, соединенные друг с другом расположеннымив их торцовой части перемычками,ширина которых равна высоте зубца,длина равна ширине зубца, а с противоположной стороны боковые стенкижелобов имеют лепестки, соединенныес торцовой частью зубцов, при этомобразующие зубцы элементы размещеныв ячейках, образованных .боковымистенками смежных желобов, перемычкой,и лепестками боковых стенок желобов.Боковые стенки желобов имеют усики, отогнутые в сторону паза.Зубцовая зона соединена с ярмом. в торцовой части посредством лепестков, выполненных на эубцовой зоне.На фиг. 1 показан магнитопроводстатора электрической машины со.роме вышеописанных., может бытьиспользовано массивное ярмо, полученное методом спекания железного порошка, склеивания в магнитодиэлект рик, литой или точечный из стали иличугуна.Зубцоная зона состоит из нескольких элементон, Основной несущий элемент выполнен из непрерывной ферромагнитной ленты. Иэ рулона электротехнической стали нарезают ленты,ширина которых ранна периметру паза.Ленту направляют в устройство, в котором на нее наносят сквозные Т-образные просечки 12, Просечки разных размеров расположены встречнодруг другу и н шахматном порядке,начиная от кромок ленты.Затем на ленту наносят канавки,которые располагают по осям изгибов,которые наносят на ленту, если еетолщина превышает 0,30 мм,и способствуют изгибу материала, а такжеобеспечивают заданные размеры прифомовании зубцовой зоны. Канавкиимеют клиновидную форму, могут бытьрасположены как по одну, так и пообе стороны ленты (не показаны).Выполняют их резцом, выбирая частьметалла, или острой кромкой ролика,прокаткой. Глубина канавки не должна превышать 70-80 толщины ленты,в результате чего сохраняется непрерывность конструкции.,После этоголенту направляют н следующее технологическое устройство, в котором поосям изгибон с помощью гибочных ножей и штоков, (возможно применениероликов ) формуют ленту в желоба иломают по линиям поперечных изгибов.Боковые стенки смежных желобов,отогнутые боковые лепестки 9 вместес перемычкой 10 образуют ячейку подзубец. 7, который формуют из третьейленты, ширина которой равна высотезубца. Ее гофрируют по ширине, обра-.зуя ребра гофры, равные длйне магнитопровода, Возможно также изготовление зубцов из отдельных пластин,Сформованные зубцы размещают вячейках зубцовой зоны и с торцовых.сторон соединяют с основным несущимэлементом. Соединение осуществляетсяв основном с помощью электрическойсварки, Расположение монтажных лепестков пока сохраняют горизонтальнымпо отношению к плоскости дна паза.Усики паза могут быть расположеныв любом положении, удобном дляукладки обмотки н паз, При укладкежесткой секции в паз .усики должныбыть отогнуты, а если размещениеобмотки ведетсяс помощью существую"щих обмоточных станков, паэ будетполуприкрыт усиками, Сформованнаязубцовая зона достигает заданного Устройство работает следующим образом.40Полузакрытые пазы, полученные за счет лепестков паза, значительно улучшают состояние поля в рабочем воздушном зазоре. Кривая МДС будет более симметричной, без провалов, что способствует повышению энерго параметров электрической машины, а скос пазов способствует снижению уровня магнитного шума и вибрации электродвигателя, Установление равномерного воздушного технологичес кого зазора между зубцоной зоной и ярмом принодит к одинаковому падению магнитного потенциала на всех участках магнитной цепи, что благоприятно сказывается на использова нии объема машины.Технология изготовления зубцоной зоны и сборка магнитопровода является простой и доступной. Ярмо магнитопровода выполняют в виде цилиндра 60 любым известным способом. Для статора машины переменного тока может быть применен ферромагнитный лист, из которого наштампованы кольца и собраны в пакет, или из непрерывной скошенными пазами; на фиг, 2 - нидА на фиг,1 на внутреннюю расточкустатора на фиг. 3 - зубцоная зонамагнитопровода; на фиг, 4 - ферромагнитная лента для зубцоной эоныс линиями раскроя и изгибов,Ярмо 1 магнитопровода может бытьвыполнено из ленты, нанитой на ребро, штампованным из листов, прессованным из железного порошка или литым-массивным. Зубцовая зона 2 изферромагнитной ленты выполнена в виде желобов 3. Усики 4 зубцонойзоны, отогнутые к пазу, удерживаютобмотку н пазу и служат магнитнымприкрытием паза. 15Монтажные лепестки 5 отогнутыот зубцовой зоны к ярму и соединеныс ним епомощью сварки, Места соединения б представляют точечнуюсварку монтажных лепестков с ярмом.Зубец 7 зубцовой зоны выполнен изгофрированной ферромагнитной лентыили набран из отдельных пластин. Слоизубца 7 изображены в проекции ( нидсверху ). Места соединения 8 боковых 25лепестков 9 со слоями зубцов обозначают точечную сварку.Боковые лепестки 9 прикрываютзубец с торца, Желоба 3 в торцовойчасти соединены друг с другом перемычками 10. На ленте показана ось30изгиба 11 и Т-образные просечки 12,На фиг. 3 и 4 приняты следующиеобозначения: а - ширина паза: Ь -ширина перемычки; с - длина вылетаразмера, затем ее отделяют от общейленты и сворачивают в цилиндр. Цилиндр изолируют по внешнему диаметру и вводят в ярмо 1, затем в пазывводят опрессовывающие шлицы, которые .отгибают монтажные лепестки кярму, а вся зубцовая зона опрессовывается с целью равномерного прижатия ее к ярму,С помощью электрической сваркисоединяют зубцовую зону с ярмом. 10После введения обмотки в пазы усикиобжимают по внутреннему диаметру магитопровода,. При изготовлении магнитопровода со скошенными пазами просечки выполняют под заданным углом, 15по отношению к кромке ленты. Приизготовлении магнитопровода ротораусики 4 выполняют более широкими,чем для статора, так как при размещении эубцовой эоны на ярме пазовая коробочка расширяется к внешнему диаметру.Предлагаемое устройство по сравнению с известным, в котором получаются разновысотные ребра, так как 25в металле механические свойства подлине ленты неоднородны, повышаетэнергопараметры. В предлагаемомустройстве по всем осям изгибов размещены клиновидные канавки, которые З 0наносят на ленту с учетом ее разнотолщинности и поэтому достижениезаданных размеров магнитной цепиэлектрической машины обеспечиваютбез доводочных операций, Кроме того, предлагаемое устройство с полузакрытым пазом приводит к улучшениюсостояния магнитного поля в рабочемвоздушном зазоре. Перенос креплениязубцовой зоны к ярму из рабочегопространства на торцовую часть пакета магнитопровода позволяет уменьшить влияние технологического воздушного зазора на параметры машины,Опрессовка зубцовой эоны в ярмеуменьшает зазор до минимума и тем 45самым повышает энергопараметры электрической машины, При использованииизвестного устройства невозможно,получить магнитопровод со скошенными пазами из равной ленты, так 50как он должен быть ступенчатым, чтоусложняет технологию его раскроя.Двигатели со скошенными пазамиимеют более низкий уровень магнитногошума и вибрации, 55Кроме того, формирование несущейчасти зубцовой зоны в предлагаемомустройстве проще, чем в известном,так как вместо тйхоходных прессов сножами для гофрирования применяют- д 0ся высокопроизводительные катящиеся ролики. При этом часть магнитопровода, выполняющая прикрытие паза, является неотъемлемой частью эубцовой зоны, в то время как у протототипа его необходимо отдельно изготавливать, а, потом крепить. Обязательной операцией в технологии изготовления известного устройства является сошлифовка части гофры, обращенной. к рабочему зазору, которая трудоемка и неудобна, так как ее необходимо выполнять после того, как в пазы уложена обмотка, иначе вся конструкция рассыпется.В предлагаемом устройстве отсутствуютдоводочные технологические операции.Кроме того, приклеивание зубцовой эоны к ярму представляет малоэффективный способ крепления, так как малое содержание клея в зазоре не обеспечивает прочного крепления, а увеличение его количества приводит к ухудшению энергопараметров,вследствие увеличения воздушного технологического зазора. Крепление осуществляется с торцов пакета, что 1 наиболее удобно и надежно в креплении и не влияет отрицательно на энергетические параметры электрической машины. Кроме того, значительно упрощается сборка магнитопровода с остальными частями электродвигателя, например изоляция паза, укладка обмотки и другие. В известном устройстве на выходе из паза, как иу шихтованного магнитопровода,имеются острые кромки, от которых надо тщательно защищать обмотку усиленной изоляцией. В предлагаемом устройстве с торцов пазовой коробочки нет острых кромок, так как углы получены изгибом остальной ленты и имеют скругления и цельный переход, поэтому нет необходимости вводить дополнительную изоляцию или усложнять ее конструкции. Усики, прикрывающие паз, значительно улучшают технологию сборки статора. После укладки обмотки в пазы эти усики подпрессовывают, утопляют несколько в паз, вследствие чего повышается коэффициент заполнения паза медью. Усики выполнены таким образом, что они несколько выступают за пределы магнитопровода, что дает большие преимущества, так как они частично прикрывают лобовые части обмотки, причем являются теплоотводами, защищают обмотку от ротора прн монтаже или демонтаже. На роторе; например, такие выступы повышают пусковые характеристики1078535 Фиг.Г г Составитель ф, ПодольскаяКовалева Техред Ж.Кастелевич Корректор С. Патрушев дактор аз 979/4И митета СССРде ткрытий1Вкая наб д писнТираж 667 Государственного ко лам иэобретений и о Москва, Ж, Раушс