СИСТЕМА ЗАМЫКАНИЯ ПАЗОВ Российский патент 1999 года по МПК H02K3/487 H02K3/46 

Изобретение относится к системе замыкания пазов тела статора из листовой стали электрической машины с помощью концевых замков пазов, которые состоят соответственно по меньшей мере из одного верхнего призматического тела, на нижней стороне которого наклонно проходит поверхность, и нижнего призматического тела, верхняя поверхность которого, обращенная к верхнему телу, проходят наклонно относительно наклона нижней поверхности верхнего тела в противоположном направлении.

Система замыкания пазов этого типа известна, например, из выложенной заявки Швейцарии N 525281.

Технологическая основа и уровень техники.

На расположенные в пазах электрических машин проводящие стержни и катушки воздействуют при взаимодействии протекающего через проводники электрического тока и магнитного поля в воздушном зазоре силы переменного направления. Поэтому необходимо плотно укладывать эти проводники в пазы без зазоров. Это осуществляется, как правило, путем заклинивая с механическим предварительным напряжением.

В большинстве известных систем замыкания пазов проводящие стержни или катушки прижимаются с помощью компенсационных полос и трапецеидальных клиньев к основанию пазов. Чтобы компенсировать осадочные явления во время эксплуатации, предусматриваются или пружинящие прокладки, например волнистая пружина (выложенная заявка ФРГ N 2165727), между пазовым клином и обмоткой, или сам пазовый клин действует как пружинящий элемент, как в случае упомянутой вначале выложенной заявки Швейцарии N 525581.

В системе в соответствии с выложенной заявкой Швейцарии N 525581 используются так называемые двойные скошенные клинья. Эти клинья проходят по двум или трем длинам частичных тел из листовой стали и поэтому могут заклиниваться индивидуально и также дополнительно подтягиваться. По этой причине по сравнению с системой в соответствии с выложенной заявкой ФРГ N 2165727 требуется лишь сравнительно небольшая усадка пружин.

Краткое изложение сути изобретения.

Исходя из известного. в основе изобретения лежит задача создания системы замыкания пазов, которая обходится без пружинящих прокладок и несмотря на это допускает большую пружинящую усадку.

В соответствии с изобретением эта задача решается благодаря тому, что введение усилий проводящего стержня или катушки на призматическое тело осуществляется по всей длине в основном только на его среднем участке.

Преимущество изобретения, в частности, можно видеть в том, что благодаря введению усилий другого вида теперь может значительно лучше использоваться упругость верхнего призматического тела поперек его продольного направления. Тем самым в распоряжении имеется большая пружинящая усадка в радиальном направлении, которая может лучше компенсировать усадочные явления в конструкции обмотки. За счет этого обеспечивается увеличение интервалов технического обслуживания и повышаются возможности использования машины.

Ниже более подробно с помощью чертежа поясняются примеры выполнения изобретения, а также достигаемые с его помощью преимущества.

Краткое описание чертежей.

На чертежах схематично представлены примеры выполнения изобретения, на которых показано следующее:
фиг. 1 - первый пример выполнения изобретения, иллюстрирующий состоящий из двух частей замок пазов, в котором введение усилий осуществляется через выпуклые и вогнутые поверхности с различными радиусами искривлений:
фиг. 2 - второй пример выполнения изобретения, иллюстрирующий состоящий из двух частей замок пазов, в котором введение усилий осуществляется с помощью возвышения в виде планки на среднем участке нижнего тела;
фиг. 3 - продольный разрез верхнего призматического тела системы замыкания в соответствии с фиг. 2;
фиг. 4 - вид сверху верхнего призматического тела системы замыкания в соответствии с фиг. 2;
фиг. 5 - вид сбоку нижнего призматического тела системы замыкания в соответствии с фиг. 2;
фиг. 6 - видоизменение представленного на фиг. 1 варианта выполнения с прокладкой между обмоткой и нижним призматическим телом, причем верхняя поверхность прокладки изогнута выпукло, а нижняя поверхность нижнего тела изогнута вогнуто;
фиг. 7 - видоизменение представленного на фиг. 2 варианта выполнения с прокладкой между обмоткой и нижним призматическим телом, причем верхняя поверхность прокладки имеет возвышение в виде планки.

Примеры выполнения изобретения.

На чертеже позицией 1 обозначено верхнее призматическое тело, называемое в последующем пазовым клином, и позицией 2 обозначено нижнее призматическое тело, называемое в последующем выступом. Пазовый клин и выступ прижимают совместно оснащенный изоляцией 3 проводящий стержень 4 к основанию паза 6, выштампованного в теле 5 статора из листовой стали, так что пазовый клин 1 опирается на углубления 7 в теле 5 статора из листовой стали.

Пазовый клин 1 состоит из высокопрочного усиленного стекловолокном синтетического материала и является эластичным поперек его продольного направления. Нижняя обращенная к выступу 2 поверхность 8 пазового клина 1 изогнута вогнуто. Ее радиус кривизны обозначен символом r_к. Верхняя обращенная к пазовому клину 1 поверхность выступа 2 изогнута выпукло. Ее радиус кривизны обозначен символом r_z. Радиус кривизны r_к нижней поверхности 8 пазового клина 1 больше радиуса кривизны r_z верхней поверхности 9 выступа 2, а именно, больше по меньшей мере на 5%.

Вогнутая поверхность 8 на пазовом клине 1 плоско наклонена в продольном направлении клина (фиг. 3). Поверхность 9 на выступе 2 также имеет такой же наклон, однако он проходит в противоположном направлении (фиг. 5). Пазовый клин 1 и выступ 2 образуют таким образом двойной скошенный клин, так что при осевом вдалвливании выступа 2 в пазовой клин 1 создается давление на проводящий стержень 4 в радиальном направлении. При этом скользящая подкладка 10 из слоистого синтетического материала защищает изоляцию 3 проводящего стержня 4 и одновременно может служить для компенсации технологических допусков на уровне проводящего стержня 4 в радиальном направлении.

Осевая длина пазового клина 1 в случае примера выбрана таким образом, что он перекрывает радиальный вентиляционный паз в теле статора из листовой стали и оканчивается примерно в середине обоих соседних вентиляционных пазов. Позиция этих вентиляционных пазов обозначена на фиг. 4 стрелками L. Само собой разумеется, что пазовый клин может перекрывать также несколько вентиляционных пазов. Проходящие в осевом направлении пазы 11 в торцовых сторонах пазового клина 1 позволяют смещать с помощью надлежащего инструмента или устройства выступ 2 относительно пазового клина.

Подобного рода устройство описано, например, в выложенной заявке Швейцарии N 525581. Там также во всех существенных подробностях описывается монтаж описанной выше системы двойных скошенных клиньев. Дополнительно следовало бы указать на то, что перед запрессовкой выступов 2 проводящие стержни 4 или катушки предварительно обрабатываются в пазу 6 путем нагревания и под давлением. Это, как правило, осуществляется благодаря тому, что паз временно закрывается и между временным замком паза и проводниками вкладываются заполняемые рабочей средой трубки или шланги. Таким образом система проводников осаживается в пазу 6. В этом случае возникающие в результате описанных вначале эффектов нагрузки системы проводников не приводят больше к опасным явлениям ослабления. Если несмотря на это такие явления появляются, то обеспеченная с помощью изобретения большая радиальная пружинящая усадка пазового клина 1 компенсирует эти эффекты. Обусловленное вогнуто-выпуклым исполнением поверхностей соприкосновения 8 или 9 введения усилий в пазовый клин 1 осуществляется только на среднем участке, и в распоряжении имеется сравнительно большая пружинящая усадка (размер f на фиг. 1), пока обе поверхности не соприкоснутся почти полностью.

Фиг. 2 показывает измененный вариант изобретения. В этой системе двойного скошенного клина нижняя поверхность 8' клина 1 выполнена плоской. Выступ 2 за исключением проходящего в продольном направлении выступа возвышения 12 в виде планки также имеет плоскую поверхность 9'. Возвышение 12 в виде планки выполнено предпочтительно как одно целое с выступом 2. Его ширина составляет примерно 20% ширины паза 6, в типовом случае от 10 до 15 мм при ширине паза от 40 до 75 мм.

Высота возвышения 12 в виде планки подстраивается к предусмотренной максимальной пружинящей усадке f' и составляет от 1 до 2 мм. В остальном конструкция и монтаж двойного скошенного клина в соответствии с фиг. 2 соответствуют конструкции и монтажу системы в соответствии с фиг. 1.

Альтернативно возвышение 12 в виде планки может быть выполнено также на обращенной к выступу 2 поверхности 8 пазового клина 1 и предпочтительно выполнено как одно целое с пазовым клином. Обращенная к пазовому клину 1 поверхность 9 выступа 2 выполнена в этом случае также плоской. Этот вариант детально на чертеже не представлен.

Представленные на фиг. 6 и 7 вариант изобретения имеют в качестве общего признака прокладки 13 и 13', которые в сочетании с выступом 2 увеличивают пружинящую усадку f (хотя в меньшей степени, чем в вариантах в соответствии с фиг. 1 и 2).

В системе в соответствии с фиг. 6 обращенная к проводящему стержню 4 нижняя поверхность 14 выступа выполнена вогнутой с радиусом кривизны r'_z, в то время как обращенная к выступу 2 верхняя поверхность 15 прокладки 13 изогнута выпукло с радиусом кривизны r_u. По аналогии с фиг. 1 радиус кривизны r'_z больше радиуса кривизны r_u. Так как здесь прокладка 13 выполняет полностью или частично функцию скользящей подкладки 10, она может быть выполнена более тонкой или может отсутствовать совсем, так что паз не нужно делать более глубоким.

В системе в соответствии с фиг. 7 прокладка 13 имеет на обращенной к выступу 2 поверхности 16 возвышение 12 в виде планки, в то время как нижняя, обращенная к прокладке 13' поверхность 17 выступа 2 плоская. Здесь также по аналогии с фиг. 6 прокладка 13' может также полностью или частично выполнять функции скользящей подкладки 10, так что она может быть выполнена более тонкой или вообще отсутствовать, так что паз 6 не нужно делать более глубоким. Этот вариант выполнения пригоден, в частности, для целей модернизации, потому что собственно двойной скошенный клин может оставаться неизменным.

Само собой разумеется, что в системе в соответствии с фиг. 7 возвышение 12 в виде планки может быть выполнено также на нижней поверхности 17 выступа 2, в то время как верхняя поверхность 16 прокладки является плоской.

В вариантах в соответствии с фиг. 6 и 7 следует отметить, что упругость пазового клина 1 в радиальном направлении меньше, чем в вариантах без прокладки 13 или 13', потому что здесь упругость в поперечном направлении складывается с упругостью пазового клина.

Перечень условных обозначений
1 - пазовый клин
2 - выступ
3 - изоляция
4 - проводящий стержень
5 - тело статора из листовой стали
6 - паз в теле статора из листовой стали 5
7 - углубление в теле статора из листовой стали 5
8 - вогнутая поверхность пазового клина 1
8' - плоская поверхность пазового клина 1
9 - выпуклая поверхность выступа 2
9' - плоская поверхность выступа 2
10 - скользящая подкладка
11 - осевой паз пазового клина 1
12 - планка
13, 13' - прокладка
14 - вогнутая поверхность выступа 2
15 - выпуклая поверхность прокладки 13
16 - верхняя поверхность прокладки 13'
17 - нижняя поверхность выступа 2
f,f' - пружинящая усадка
L - положение вентиляционных пазов
r_к - радиус кривизны вогнутой поверхности пазового клина 8
r_z - радиус кривизны выпуклой поверхности выступа 9
r'_z - радиус кривизны вогнутой поверхности выступа 14
r_u - радиус кривизны выпуклой поверхности прокладки 153

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для закрытия (замыкания) пазов, и касается системы замыкания заполненных проводящими стержнями или катушками пазов тела статора из листовой стали электрической машины с помощью концевых замков пазов, которые состоят соответственно из верхнего призматического тела, на нижней стороне которого имеется поверхность, проходящая наклонно, и нижнего призматического тела, обращенная к верхнему телу, поверхность которого проходит наклонно относительно нижней поверхности верхнего призматического тела в противоположном направлении, причем непосредственное заклинивание может быть выполнено путем относительного взаимного смещения обоих призматических тел. При этом согласно изобретению нижнее и верхнее призматические тела имеют поверхность соприкосновения для передачи усилий от проводящего стержня или катушки на верхнее призматическое тело по всей длине в основном только на его среднем участке. Технический результат состоит в оптимальном использовании упругости верхнего призматического тела в поперечном направлении. Усилие от проводящего стержня или катушки передается на верхнее призматическое тело по всей длине в основном только на среднем участке. Тем самым возникают большие пружинящие усадки в радиальном направлении, которые, в свою очередь, могут компенсировать усадочные явления в конструкции обмотки. Таким образом, увеличиваются интервалы технического обслуживания и повышаются эксплуатационные возможности использования машины. 7 з.п.ф-лы, 7 ил.

1. Система для замыкания заполненных проводящими стержнями или катушками пазов тела статора из листовой стали электрической машины с помощью концевых замков пазов, которые состоят соответственно по меньшей мере из верхнего призматического тела, на нижней стороне которого имеется поверхность, проходящая наклонно, и нижнего призматического тела, верхняя, обращенная к верхнему телу поверхность которого проходит наклонно относительно нижней поверхности верхнего тела в противоположном направлении, причем непосредственное заклинивание может быть выполнено путем относительного взаимного смещения обоих призматических тел, отличающаяся тем, что нижнее и верхнее призматические тела имеют поверхности соприкосновения для передачи усилий от проводящего стержня или катушки на верхнее призматическое тело по всей длине в основном только на его среднем участке. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутая нижняя поверхность верхнего призматического тела искривлена вогнуто и что упомянутая верхняя поверхность нижнего призматического тела искривлена выпукло, причем радиус кривизны r_k нижней поверхности больше радиуса кривизны r_z верхней поверхности. 3. Система по п.2, отличающаяся тем, что радиус кривизны r_k нижней поверхности, по меньшей мере на 5% больше радиуса кривизны r_z верхней поверхности. 4. Система по п.1, отличающаяся тем, что нижнее призматическое тело 2 имеет на обращенной к верхнему призматическому телу 1 поверхности 9 на среднем участке простирающееся в продольном направлении паза возвышение 12 в виде планки, которое выполнено предпочтительно как одно целое с нижним призматическим телом 2. 5. Система по п.1, отличающаяся тем, что верхнее призматическое тело 1 имеет на обращенной к нижнему призматическому телу 2 поверхности 8 на среднем участке простирающееся в продольном направлении паза возвышение 12 в виде планки, которое выполнено предпочтительно как одно целое с верхним призматическим телом 1. 6. Система по п.4 или 5, отличающаяся тем, что возвышение в виде планки составляет максимум одну треть ширины паза. 7. Система по п. 1, отличающаяся тем, что предусмотрена прокладка, верхняя поверхность которой, обращенная к нижнему призматическому телу, искривлена выпукло, и что обращенная к прокладке нижняя поверхность нижнего тела искривлена вогнуто, причем радиус кривизны r_k нижней поверхности нижнего призматического тела больше радиуса кривизны r_z верхней поверхности прокладки. 8. Система по п.7, отличающаяся тем, что радиус кривизны r_k нижней поверхности нижнего призматического тела по меньшей мере на 5% больше радиуса кривизны r_z верхней поверхности прокладки.