Беспазовый статор электрическоймашины

Сфеа Саеетеких СоЦиеаистическюх РесттубювОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 11824372 К АВТОРСКОМУ СИИДПЮ,ПЬСТВУ(22) Заявяеиь 210778 (2) 2648719/24-07с присоединением заявки йУ. Опубликовано 23.0481. Ьюллетень 89 15Дата опубликования описания 23.04.81 Гесуйврственный оиятет СССР ев амаи изобретений е фткрытий(Щ Зеявитель Крамат ндустриальн БЕСПАЗОВЫЙ СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ М П л собой эле средством Изобретение относится к электромашкностроеиию,Известен беспазовый статор элект-,рической пашины, содержащий активнуючасть, выполненную из ряда пакетов,и изолированное от них ярмо 1,В этом статоре пакеты набраны изчередующимся между собой проводникови разделеинык слоем изоляции листовыхФерромагнитных элементов.Недостатком такого статора является низкая надежность активных пакетов, состоящих из проводов и Ферромагнитных элементов, а также малоеиспользование электротехнических материалов и объема машины, что ухудшает энергетические показатели статора,Цель изобретения - повышение надежности и улучшение энергетическихпоказателей статора электрическоймашиныеуказанная цчто в известноэлектрическойстоит из групплобовых частейвыполненных изных друг от дрментокото ель достигается тем, м беспазовом статоре машины каждый пакет со- с различной длиной по числу Фаэ машины, отдельных изолировануга и соединенных между в, имеющих вырезы, порых группы сочленяясь 3 друг с другом образуют пакет, причем элементы имеют также вырезы для размещения лобовых частей и изогнуты на 180 по продольной оси вырезов.На фиг. 1 изображен беспаэовый статор электрической машины цилиндрического исполнения; на Фиг, 2 - соеди нение катушечных групп; на Фиг. 3 рофилированная полоса для изготовения группы; на фиг. 4 - то же, вид сбоку; на фиг. 5-11 - варианты изготовления полосы; на фиг. 12 - полоса с выштампованнымм вырезами на одну группу; на фиг. 13 - группа из сложенной полосы (третья); на фиг. 14 - то же, после изгиба по продольной оси; на Фиг. 15 - то же, вид сбоку; на фиг. 16 - полоса с вьадтаМпованными вырезами (четвертая группа;на Фиг. 17 - группа из сложенной полосы (четвертая); на фиг. 18 - то же, после изгиба по продольной оси; на Фиг. 19 - пятая группа из сложенной полосы; на фиг. 20 - то же, после изгиба по продольной оси; на фиг.21- пакет в собранном виде; на фиг. 22 то же, вид сверху; на фиг. 23 - то же, вид сбоку; на фиг. 24 - то же, внд снизу; на фиг, 25 - статор, проНа фиг. 11 приведен профиль прямоугольной полосы, которая может бытьизготовлена в биметаллическом исполнении.При конструировании беспазовой обмотки статора необходимо число элементов 9 выбирать таким образом, чтобы получить размеры полосы удобныедля гибки и при необходимости создавать параллельные цепи. В указанномвыше двигателе число параллельных элементов составляет шесть (три параллельные цепи и в каждой из них по дваэлемента в параллель). Таким образом,размеры полосы необходимо выбиратьиз технологических условий и экономических соображений, которые должныбыть оптимальными в отношении потерькак электрических, так и магнитных.В то время, как потери электрические зависят от правильного выбора сечения элемента, потери магнитные зависят от верхней и нижней толщины элементов (фиг, 3) и их структуры,. тоесть соотношения ферромагнитной ивысокопроводящей частей, которые могутизменяться от нуля до 100 процентов. В целом, толщина элемента не велика.В полосе с одной стороны штампуется вырез 22, затем такой же вырез 23 штампуется с противоположной стороны полосы и т.д. Длина 24 вырезабольше длины элемента на длину 25 лобовой части, а глубина 26 выреза больше высоты 27 элемента на величину длины лобовой части. После штамповки полоса. складывается по пунктирным линиям (Фиг. 12) и образуется катушечная группа, например, приведенная на фиг, 13 и состоящая из двух активных сторон 28 и 29, выполненных, из элементов 9, соединенных лобовыми частями 10.Полученная группа изгибается по линии симметрии 30-31 и получается катушечная группа (фиг. 4 и 15).Группа 4 изготовляется аналогичным образом, как и группа 3, только имеется разница в штамповке. В поло,се на фиг. 3 штампуется вырез, как указано на Фиг. 16, и вылеты лобовых частей длиннее чем у .группы 3 на ширину двух лобовых частей фигуры 12 (ширина всех лобовых соединениЯ всех групп одинакова). Лобовые части Раз 40.4 ольный разрез; на фиг. 26 - схематическое изображение витка группы.Беспазовый статор имеет ярмо 1,выполненное из колец электротехнической стали с изоляцией, и распределенную активную часть , состоящую измагнитоэлектрически активных сторонкатушечных групп 3-8, изготовленныхнезависимо от ярма,Каждая группа состоит из двух активных сторон, например, 5-5 (фиг.1)Активные стороны в группе состоят.изэлементов 9 (фиг. 1,12). Элементыдвух активных сторон группы соединены между собой лобовыми частями 10(Фиг. 5 16) которые представляютГ15одно целое с элементом 9.Группа выполняется как одно целоес изоляцией 11 всех активных элематов и лобовых частей (фиг, 1). Активные элементы имеют изоляцию 12 отярма 1, Катушечные группы соединяются между собой в зависимости от конструкции обмоток (трехфазная, одно-Фазная и так далее) и принятой схемысоединения.Вариант выполнения трехфазной 25беспазовой четырехполюсной обмоткиприведен на фиг, 2, где показаносоединение катушечных групп 3-6, образующих фазу "А", катушечных групп4-7, образующих Фазу "В" и катушеч-.ных групп 5-8, образующих фазу "С".Активная сторона катушечной группы, показанная на фиг. 2 одной линией, состоит из и активных элементов 9.35Пакет обьединяет в себе несколько групп. В нашем случае для трехфазной обмотки - три группы (напри-,мер, на фиг. 1 - группы 3, 4, 5, одинпакет и 6, 7, 8 - другой пакет);Элементы соединены между собойи выполнены из материала, являющегося магнитопроводным и электропроводным, например биметалла.На Фиг. 3 и фиг. 4 приведена профилированная полоса 13, из котоРой 45изготавливается группа. Такая полосаможет быть получена, например, методом прокатки. Полоса имеет верхнюю14 и нижнюю 15 конусные части соединенные между собой прямоугольнымучастком 16. Верхняя и нижняя кромкаполосы прямоугольная.По своейструк-туре полоса может быть изготовленаИэ Ферромагнитного материала (фиг.5)и биметалла (фиг. 6 - фиг, 10), Нафиг. 6 представлена в разрезе полоса,состоящая из ферромагнитного материала 17 и материала высокой проводимости (например, меди) 18. На фиг.7высокопроводный материал 19 находит-ся внутри и на фиг. 8 высокопровод- И)ный материал 20, 21 находится с обеих сторон полосы. Предлагаемая полоса может быть получена полностьюметодом прокатки или может быть,например, прокатана ферромагнитная часть и электролитически или другими известными способами нанесенслой из выкосопроводящего материала.В зависимости от структуры полосыизменяется поток рассеяния. На фиг.9высокопроводный материал расположен в торцах, а на фиг. 10 высокопроводный материал может быть расположен как на Фиг. 6, 7, 8, 9. Конусность полосы зависит от соотношенийвнутреннего и наружного диаметровных групп имеют разную длину. На фиг. 17 приведена катушечная группа, образованная при изгибании полосы 13 в торцах, когда длина группы получается поперек линии изгиба. Можно заготовку полосы 13 произвести и таким образом, когда длина катушечной группы будет располагаться параллельно линии изгиба. В этом случае несколько усложняется технология изготовления и хуже используются лобовые соединения.После штамповки полоса 32 складывается по пунктирным линиям и образуется группа 4 (фиг. 17). Группа 4 изгибается по оси симметрии 33-34 и принимает форму, представленную на фиг. 18. Активные элементы 9 соединены справа и слева (от пунктира) лобовыми соединениями 35 и 36.Аналогично группе 4 изготовляется группа 5, но в этом случае из меняется длина вырезов 37, 38 на ширину лобовых частейПосле изгиба проштампованной полосы получаем групйу 5(фиг. 19), которая после изгиба по оси 39-40 при нимает вид, приведенный на фиг. 20. Изготовив аналогичным способом все группы беспазовой обмотки приступают к сборке групп в пакеты.Поступаем "ледующим образом. БеремзО группу 3 (фиг. 14), раскрываем немного и половину ее выставляем в отверстие 41 группы 4 (фиг. 17) и одеваем на выступ 42 активного элемента. Собранные половины двух групп вы ставляем в отверстие 43 группы 5 на выступ 44. После одка всех катушечных групп, получаем пакет 45, который приведен на фиг. 21-23. Из фигур видно распо ложение всех трех групп в пакете 45, а именно групп 3,4, 5. Все лобовые части имеют изгиб 46, уравнивающий высоту элемента (фиг. 15, 23). Длина лобовых частей отдельных групп не одинакова (фиг. 21-23). Поэтому при изготовлении беспазовой машины необходимо длину лобовых частей регулировать, применяя в каждой фазе группы с разными длинами лобовых частей, как для обычных машин. Все пакеты собираются нашаблоне и затем помещаются в ярмо 1. На образовавшийся в пакетах активный участок 47 накладывается изоляция 12.55Помещение в ярмо может быть осуществлено путем запрессовки, путем нагрева ярма и так далее. Само ярмо с беспазовой обмоткой помещается в корпус 48 (фиг. 25).Ярмо в корпусе закреплено коль цами 49, 50. Пакеты обмотки закреплены за счет имеющейся конусности и, кроме того, за счет кольцевых вставок 51, 52, которые зажаты кольцами 53, 54. Вставки 51, 52 могут быть 65 изготовлены как элементы магнитопровода для проведения магнитного потока лобовых частей.Рассмотрев предлагаемый статорсо стороны воздушного зазора, можно установить, что лобовые участки беспазовой обмотки, являясь продолжением активного участка 9, распределены между сторонами катушечных групп и,по существу, в данной конструкции обмотки являются активными.На фиг. 24 представлен вид пакета со стороны воздушного зазора. Здесь справа и слева от пунктирных линий 53,54 идут лобовые части. В конструк-.ции беспазовой.обмотки, полностью можно использовать участки 55, 56 по всем фазам,что дает ощутимый дополнительный технический эффект за счет ликвидации на 50 Ъ неактивной лобовой части для одной части фазы и уменьшения на 40 неактивных лобовых частей других. За счет удлинения ротора используются и остальные участки лобовых частей, например участки 57, 58.Ток в элементе проходит по ферромагнитной части элемента и одновременно по части из высокопроводного материала, Такая конструкция позволяет лучше использовать по току весь объем машины, Ток, проходя по элементам, создает магнитное поле, которое на всем полюсном делении будет проходить по ферромагнитным участкам элементов. Таким образом, элемент является токопроводом в одном направлении и магнитопроводом в перпендикулярном направлении.Магнитный поток проходит по ферромагнитной части элементов 9, воздушному зазору (изоляции 12),ярму 1,далее на полюсном делении замыкается через изоляцию 12, элементы 9,воздушный зазор и ротор,Часть рабочего потока замыкаетсяпо лобовым частям пакетов (фиг. 26),На фигуре 26 схематически изображенвиток группы и указано прохождениетока 3 . Этот ток создает магнитноеполе, образующее полюса 5 и й. Токлобовых частей также создает магнитное поле, которое замыкается через участки 59 и 60 лобовых частей,и пересекает участки 61, создавая вних ЭдС;Таким образом, в описанном устройстве лобовые части являются дополнением к активным элементам 9, поним проходит магнитный поток ф исоздается ЭДС,.Предлагаемый статор позволяет повысить надежность работы беспазовыхмашин благодаря надежности крепленияйакетов и монолитности лобовых частей. Улучшается также использованиеактивных материалов за счет конструк:ции обмотки, позволяющей лучше использовать лобовые части, которые являются активными участками для прохождения не только тока, но и магнитного потока.Формула изобретения. Беспаэовый статор электрической машины, например в-фаэной, содержащий активную часть, .выполненную из ряда пакетов, и изолированное от них ярмо, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и улучшения энергетических показателей, каждый пакет состоит изгрупц с различной длиной лобовыхчастей по числу фаэ машины, выполненных иэ отдельных изолированныхдруг от друга и соединенных междусобой элементов, имеющих вырезы, по"средством которых группы сочленяясь друг с другом .образуют пакет,причем элементы имеют также вырезыдля размещения лобовых частей иизогнуты на 180 по продольной осивырезов.Источники информации;принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 278836, кл. Н 02 К 15/10, 1968.15824372 Составитель ф. ПодольскаяЛикович Техред А;Ъч Корректог екмар едак к илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 141/79 Тираж 730 Подп ВНИИПИ Государственного комит по делам изобретений и отк 113035, Москва, Ж, Раушская насноеа СССР тийр д.