Способ изолирования пазов сердечников статоров электрических машин с всыпными распределенными обмотками

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОНМИРПНЕСННМРЕСПУБЛИК д Н 02 К 15/10 ЬОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт технологии электромашиностроения(56) 1. Савченко П.А. и др. Конструкция и методы расчета раэиеров корпусной изоляции обмоток статоров электродвигателей мощностью до 10 кВт. Труды ВНИИТэлектромаш, вып. 12, 1975.2. Авторское свидетельство СССР У 572232, кл. Н 02 К 15/10, 1977. (54)(57) 1. СПОСОБ ИЗОЛИРОВАНИЯ ПАЗОВ СЕРДЕЧНИКОВ СТАТОРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН СО ВСЫПНЫМИ РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ОБМОТКАМИ, при которои формуют по конфигурации паза заготовку пазового короба, устанавливают ее в паз, нагревают и развальцовывают выступа.ющие части заготовки по торцу сердечника с последующей их фиксацией, о т л и ч а ю щ и й с я теи, что, с целью повышения электрической прочности пазовой изоляции, используют заготовку со срезанными углами, расстояние мекду которыми вдоль кромдй заготовки по ее длине превышает длину сердечника на две толщины зубца в зоне прямолинейной части стенки паза, а по ширине - превышает ширину дна паза и меньше полной ширины заготовки на величину от одной до двух пятых этой шириные2. Способ по п, 1, о т л и ч аю. щ и й с я тем, что используют заготовку с О-образными вырезами на торцах по продольной оси сииметрии шириной, равной ширине дна паза,.и глубиной - от трех до четырех пятых толщины зубца сердечника.1129703Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно к способу изолирования пазов сердечников электрических машин с распределенной всыпной обмоткой.ЛВ электрических машинах обмотка должна изолироваться от сердечника статора. Для этой цели служит изоляционное покрытие провода, а также изоляция пазов статоров. 1 ОИзвестен способ изолирования пазов сердечников статоров электри-. ческих машин с распределенной всьпч,ной обмоткой коробами с отогнутыми и выступающими за торец сердеч ника манжетами. Величина выступания короба определяется исходя из усло= вия обеспечения разрядного промежутка, исключающего электрический пробой с обмотки на неизолированный 20 торец сердечника по поверхности манжеты, и колеблется в различных тинах электродвигателей с распределенными всыпными обмотками от 3,5 до 8,0 ми 11,Недостатком данного способа явля ется то, что выступание пазовой изоляции за торец сердечника влечет за собой увеличение расхода обмоточного провода из-за наличия прямых участков лобовых частеи,обмотки.ЗОНаиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффету является способ изолирования пазов сердечников статоров, при котором прямоугольную заготовку формуют по конфигурации паза, ус- . танавливают ее в паз, нагревают и развальцовывают выступающие части заготовки но торцу сердечника и Фиксируют в отогнутом положении 21 . 4 ОНедостатком данного способа является то, что применительно к электрическим машинам с распределенной всыпной обмоткой уровень пробивного напряжения пазовой изоляции в 1,5-2,0 раза снижается по сравнению с коробом с манжетами, что резко ухудшает качество и надежность электоической машины. В процессе развальцевания выступаО .ющая из паза часть заготовки короба на криволинейном участке в месте перехода от дна паза к его стенкам под" вергается действию значительных усилий, так как производится не только .55 отгиб на 90 , а также растяжение кромки по дуге. В силу концентрации напряженности электрического поля на этом криволинейном участке контура паза пробой изоляции за счет электрического перекрытия с обмотки на торец сердечника по поверхности развальцованного торца короба (венчика) происходит именно в этой зоне, т.е. уменьшение ширины венчика в криволинейной зоне обусловливает снижение электрической прочности пазовой изоляции.Цель изобретения - повышение электрической прочности пазовой изоляции.Указанная цель достигается тем, что при осуществлении способа изолирования пазов сердечников статоров электрических машин с всыпными распределенными обмотками, при котором формуют конфигурации паза заготовку пазового короба, устанавливают ее в паз, нагревают и раэвалъцовывают выступающие части заготовки по торцу сердечника с последующей их Фиксацией, используют. заготовку со срезаиными углами, расстояние между которыми вдоль кромок заготовки по длине превышает длину сердечника на две толщины зубца в зоне прямолинейной части стенки паза, а по ширине - пре" вышает ширину дна паза и меньше полной ширины заготовки на величину от одной до двух пятых этой ширины, и, кроме того, используют заготовку с О-образными вырезами на торцах по продольной оси симметрии шириной, равной ширине дна паза, и глубиной - от трех"до четырех пятых толщины. зубца сердечника.Использование такой заготовки обеспечивает получение венчика увеличенной ширины на криволинейных участках паза в месте перехода от стенок паза к его дну. Конкретные значения этой ширины определяются параметрами электрической машины (соотношением размеров паза, необхо димым уровнем пробивного напряжения и т,д.). Так как в отдельных случаях, обусловленных необходимостью увеличения электрического перекрытия по торцу венчика, выступание заготовки в части, примыкающей ко дну паза, больше выступания в зубцовой зоне более чем в 2 раза то в таких условиях при развальцевании могут возникнуть на венчике, а также внутри паза складки и наплывы. Наличие наплывов и30 3 1129складок внутри паза повышает вероятность повреждения пазовой изоляциина выходе из паза при развальцевании, а также при укладке обмотки. Применение заготовки пазового коробас вырезами на торцах позволяет исключить образование складок внутри паза.На фиг. 1 представлена заготовка, используемая для изготовления пазового короба с развальцованными вен чиками увеличенной в криволинейной части ширины, вид в плане; на фиг.2 - паэ сердечника с установленным в несго коробом по фиг. 1 до развальцевания венчиков, разрез; на фйг. 3 то же, после развальцевания венчиков; на фиг. 4 - вид с торца сердечника двух и зов с установленными в них коробами по фиг, 3; на,фиг. 5 - вид в перспективе пазового короба иэ за,готовки по фиг. 1, извлеченного из паза прсле развальцевания венчиков; на фиг. 6 - заготовка короба с вырезамй на торцах, вид в плане; на фиг. 7. - торцовая часть заготовки .25 короба по фиг. б, внд в плане; на фиг. 8 - вид с торца сердечника двух пазов с установленными в них коробами из заготовок по фиг. б; на .фиг. 9 - распределение пробивного напряжения различных вариантов конструкции пазовой изоляции.На фиг. 1 приведена заготовка 1, представляющая собой восьмиугольник ААОББ, ГГДД с тоРцами 2, пред 35 ставляющими собой ломаную линию. Заготовка указанной конфигурации может быть получена из прямоугольной заготовки АБГД длиной Аз и шириной ВЗ путем срезов углов по линиям ААпББпЦ Г и Д,Д или вьпптамповки треугольников АААп, БББ, Г ГГа и ДДД (на фиг. они заштрихованы).Срез углов (или выштамповка) может производиться на известном пазоизолировочном оборудовании при установке на него специально приспособленного устройства нли любым другим способом.з Заготовка затем формуется по кон фигурации паза. Для паза с плоским дном, например, заготовка изгибается по линиям 3 (фиг. 1), расстояние между которыми равно ширине дна короба . Отформованная заготовка уста навливается в паз сердечника статора 4 (фиг, 2) длиной А так, что части между срезами выступают с двух 103 4сторон над торцами 5 сердечника на величину ая,(фиг. 1, 2), а срезанные части по кромке на величину ащфф, (фиг, 1). Затем производится нагрев выступающих, частей заготовок и отгиб их по линиям б (фиг. 1) с одновременным развальцеванием венчиков 1 (фиг. 3, 4, 5). Венчики прилегают к торцам 5 сердечника 4, как указано на фиг, 3,4.Таким образом, достигается минимальное выступание пазового короба 8 над торцами сердечника. Это позволит уменьшить при укладке обмотки среднюю длину витка практически на величину, равную учетверенной ширине манжеты по сравнению со способом изолирования коробами с манжетами.Чтобы не препятствовать укладке обмотки, кромки торцов развальцованных венчиков не должны заходить в близлежащие пазы. Так, кромка 9 торца короба в пазу П, не должна заходить в паз Пп и, соответственно, кромка 10 короба в пазу П не должна заходить в паз П 1 (фиг. 4) . В связи с этим выступание заготовки короба по линиям А А Б, Бз, Г, Г Д Д над торцом сердечника, равное а (фиг.1), не должно превышать толщииу зубца 5 в зоне прямолинейной части стенки паза (фиг. 4).Значит, длина заготовки между срезами АД., равная Б Г (фиг, 1), должна превышать длину сердечника не более чем на две толщины зубцафзсР - с + 2 ЬЗгде А,э- длина заготовки междусрезами;А - длина сердечника;- ширина зубца в прямолинейной части стенки паза. Для того, чтобы обеспечить определенный уровень электрического перекрытия пазовой изоляции, необходимо увеличить разрядный промежуток между обмоткой и торцом сердечника,а значит ширину венчика,3 пр. в укаэанной на фиг. 4 зоне 11. Это можетбыть достигнуто за счет увеличениявыступания заготовки короба в этойзоне по сравнению с выступанием взубцовой зоне, что, в свою очередь,обеспечивается увеличением полной длины ."готовки при сохранении необходим длины между срезами.Этой цели и.служит используемая конфигурация заготовки по фиг.1129703 где 1 и - ширина дна паза;Вс - ширина заготовки междусрезами;Вз - полная ширина заготовки.При увеличении а, до (1,5-2,0)а,минна.частях венчиков, прилегающих ко дну паза 12 (фиг. 4), появляются складки и наплывы, которыене влияют иа электрическую прочностьпазовой изоляции. Однако при необходимости дальнейшего увеличения, указанные складки и наплывы могут появляться на внутренней поверхности пазового короба в месте выхода из паза, что при укладке обмотки можетприводить к повреждению изоляции и,как следствию этого, к сквозным пробоям.Для устранения указанного недостатка предлагается в этих случаяхприменять усовершенствованную заготовку пазового короба 15, конфигура-ция которой (фиг. 6) отличается отзаготовки по фиг, 1 тем, что на торцах заготовки делаются О -образные, вырезы 14. Эти вырезы удаляют лишний материал с торца заготовки в части, примыкающей ко дну паза, в результате чего наплывы и складки внутри паза устраняются, а на вен. чике уменьшаются.Вырезы (на торцах заготовки на фиг. 6 они заштрихованы) могут выполняться путем выштамповки также, . как и срезы углов.В связи .с тем, что при развальцевании наплывы образуются только в части венчика, примыкающей по дну паза, то вырезы заполняются шириной, равной ширине дна паза .Ъ (фиг. 7).Чтобы ширина венчика в указанной зоне была не меньше чем ширина венчика в зубцовой зоне, глубина выреза выбирается не более чем (3/5- 4/5).Чтобы избежать надрыва кромок фигурного торца заготовки в процес-Как видно из графика (фиг. 9), 5 О .минимальное пробивное напряжениепредлагаемой конструкции в 1,8 развыше, 507-ое в 1,6 раз выше, чемконструкции по прототипу.Изобретение позволяет получить 55 высокий уровень электрической прочности пазовой изоляции. ф с Ширина заготовки между срезами углов должна быть больше ширины дна паза (соответственно дна короба) и меньше полной ширины заготовки не 1 2 более чем на --- этой ширины, т.е.се развальцевання венчика, вырезыдолжны иметь О-образную форму. Сэтой целью вырез выполняется с закруглением В. (Фиг. ), равным поло 5 вине ширины дна паза.Применение.в электродвигателяхсо всыпными распределенными обмотками пазовой изоляции из заготовокпо фиг. 1, 6 позволит за счет умень 10 шения на размер Ь выступания пазового короба за торец сердечника укоротить прямые части катушечных группобмотки. При этом средняя длина витка может быть уменьшена на 4 6 мм.15 На фиг. 8 представлены сравнительные данные по уровню пробивногонапряжения различных вариантов конструкции пазовой изоляции. При испытаниях сравнивались 3 варианта20 пазовой изоляции из пленки ПЭТф тол- .щиной 0,25 мм (ГОСТ-80) сердечников электродвигателей 4 А 9044,:1 вариант - пазовая изоляция сразвальцованными венчиками из зага-25 тонок предлагаемой конструкции. ф2 вариант - пазовая изоляция сразвальцованными венчиками из заготонок по прототипу.3 вариант - пазовая изоляция сЗр отогнутыми на стенке ИС 23 А манжетами.Заготовки пазовых коробов варианта 1 и 2 устанавливались в пазысердечников статоров электродвигателей 4 А 90 А 4, затем на экспериментальной установке производилась развальцовка венчиков отдельно в каждом пазу сердечника (фиг. 1, фиг.2).Изолирование по варианту 3 проводилось на станке ИС 23 А,Испытания на пробой проводилисьв каждом пазу. Напряжение подавалось .на устанавливаемые в пазы электроды,специально изготовленные по конфигурации паза.45 Сердечник заземляется,Напряжение повышалось со скоростью 1 кВ/с,