ПОЛЮС ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ Российский патент 1995 года по МПК H02K3/52 

Изобретение относится к электротехнике, в частности касается электрических машин для электротранспорта.

Известно, что тяговые электродвигатели тепловозов, электровозов и других транспортных средств работают в условиях интенсивных ударных и вибрационных воздействий.

В зимнее время ударные ускорения, воспринимаемые тяговыми электродвигателями с опорно-осевой подвеской (т.е. жестко связанными с колесной парой локомотива), достигает 35.50g, особенно при раскомплектовании шестерен тягового редуктора.

Раскомплектование шестерен тягового редуктора приводит к появлению высокочастотной вибрации на тяговом электродвигателе и к появлению резонансных зон вибрации полюсов тяговых электродвигателей в диапазоне рабочих скоростей, а при нарушении сцепления полюсной катушки с сердечником резонансная зона смещается в сторону более низких скоростей движения локомотива, в связи с чем возрастает опасность повреждения выводов и крайних витков катушки и механического повреждения изоляции катушки, приводящего к ее электрическому пробою.

Известные полюсные катушки для тяговых электродвигателей решают вопрос обеспечения необходимой прочности выводов и крайних витков на довольно длительный срок эксплуатации, однако при закреплении таких катушек на полюсе путем совместной пропитки полюса с катушкой в эпоксидном компаунде не исключается возможность нарушения цементирующего слоя, перемещение катушки относительно сердечника, жестко прикрепленного к остову, приводящее к повреждению изоляции [1, 2, 3]
Известны полюсы электрических машин, в которых взаимное перемещение сердечника и катушки исключается за счет сил трения, возникающих от распорных усилий, создаваемых клиньями, при этом зазоры между сопрягаемыми поверхностями катушки и сердечника заполнены цементирующим сплавом. Недостатком устройства является то, что часть межполюсного окна занята элементами крепления, что снижает эффективность его использования [4]
Известны также полюсы электрических машин, в которых обмотки закреплены с помощью тонких металлических каркасов и элементов, входящих в углубления сердечника полюса [5, 6]
Известен также полюс, содержащий сердечник и катушку, напрессованную на сердечник с упором в наконечник полюса. На внутренних продольных сторонах катушки установлены короба из тонколистовой стали. Катушка крепится на сердечнике полюса посредством z-образных скоб, вставленных в пазы сердечника и отогнутых к катушкам с опорой на короба. Для этого сердечник главного полюса набран из стальных листов двух типов с пазами, расположенными над полюсным наконечником, и без пазов. При шихтовке (сборке) сердечника полюса листы чередуются таким образом, что на продольной стороне сердечника образуется несколько пазов для фиксации z-образных скоб [6] Понятно, что при работе полюса в условиях интенсивной вибрации число скоб, их жесткость и глубина пазов в сердечнике должны быть увеличены. Недостатки устройства связаны с пазами на рабочей части сердечника полюса, большое число которых приводит к ухудшению электромагнитных характеристик из-за пережима пути магнитного потока. Кроме того, увеличивается число позиций листов и штампов и усложняется процесс сборки.

Задача изобретения состоит в обеспечении надежного жесткого закрепления катушки на сердечнике полюса без ухудшения его электромагнитных характеристик и снижения технологичности.

Существо изобретения состоит в том, что полюс электрической машины содержит сердечник с наконечником и катушку возбуждения с металлическим каркасом, которая напрессована на полюс с упором в наконечник и пропитана и термообработана совместно с сердечником в эпоксидном компаунде с образованием моноблока полюса.

Каркас выполнен в виде двух коробов, охватывающих внутренние продольные стороны катушек. Одна из полок каркаса отогнута в паз, выполненный на продольной стороне наконечника (башмака) полюса.

Новизна предложения состоит в том, что дополнительное закрепление катушки на полюсе осуществляется отгибом края каркаса в продольный паз наконечника. Тем самым обеспечивается жесткое скрепление катушки с сердечником с образованием моноблочной конструкции. Исключается возможность перемещения катушки относительно полюса. Одновременно предлагаемая конструкция позволяет увеличить сечение магнитного сердечника, что дает снижение сопротивления магнитному потоку и соответствующее увеличение КПД. Таким образом, изобретение решает поставленную задачу неочевидным путем.

На фиг. 1 показан предлагаемый полюс электрической машины в аксонометрическом изображении; на фиг. 2 катушка с каркасом до закрепления на полюсе; на фиг. 3 аксонометрическое изображение каркаса.

На сердечнике полюса 1 с наконечником 2 установлена катушка возбуждения 3. С внутренней стороны продольные стороны катушки охвачены каркасами 4, края 5 которых загнуты и заведены в пазы 6 наконечника полюса.

Сборка полюса осуществляется следующим образом.

На изолированную катушку 3 устанавливают два стальных каркаса 4. Затем катушка с каркасами под прессом надевается на сердечник полюса 1 до упора в наконечник 2. Не снимая давления пресса, края 5 каркасов, отгибают и заводят в пазы 6 наконечника полюса. После этого полюс совместно с катушкой пропитывается в термореактивном (эпоксидном) компаунде и термообрабатывается.

Полученный таким образом моноблок способен длительное время сохранять жесткое скрепление катушки с сердечником в условиях вибрационных и ударных нагрузок.

Использование: изобретение относится к электротехнике. Сущность изобретения: полюс электрической машины содержит сердечник и катушку возбуждения. Катушка закреплена на сердечнике с помощью металлического каркаса, края которого отогнуты в пазы наконечника полюса. Катушка с каркасом напрессована на полюс с упором в наконечник, пропитана и термообработана совместно с сердечником с образованием моноблока, способного длительное время сохранять жесткое скрепление катушки с сердечником в условиях воздействия вибрационных и ударных нагрузок. 3 ил.

ПОЛЮС ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, содержащий скрепленные между собой сердечник с наконечником, катушку возбуждения и металлические каркасы, охватывающие внутренние продольные стороны катушки, отличающийся тем, что края каркасов отогнуты, в наконечнике выполнены пазы, в которых размещены отогнутые края каркасов.