ОПОРНОЕ УСТРОЙСТВО СЕРДЕЧНИКА СТАТОРА Российский патент 2007 года по МПК H02K1/18 

Область Техники

Настоящее изобретение относится к опорному устройству сердечника статора роторной электрической машины, такой как двигатель, и в частности к опорному устройству сердечника статора, выполненному с возможностью уменьшения передачи на станину статора формируемой сердечником статора вибрации в направлении, перпендикулярном к оси.

Уровень техники

Фиг.5 показывает частичное изображение опорной конструкции сердечника статора обычной роторной электрической машины при наблюдении в направлении, перпендикулярном оси; и Фиг.6 показывает частичное вертикальное сечение по линии С-С, указанной стрелками на чертеже Фиг.5 (см. патентную публикацию Японии № 2645189). Упругие опорные пластины 3 прикреплены к концевым фиксирующим пластинам 2 сердечника статора в положениях 30^о-65^о по отношению к вертикальной плоскости 20, проходящей по осевому центру сердечника статора 1 нижней части наружного периметра сердечника статора 1. Упругие опорные гнезда 4 имеют форму в виде буквы "V", острый угол которой обращен наружу. Одна сторона V-образной формы прикреплена к неподвижному гнезду 6, установленному в нижней части станины 5 статора, и другая сторона прикреплена к одной из упругих опорных пластин 3. В роторной электрической машине согласно описанной выше конструкции гибкость обеспечена в направлении, перпендикулярном к оси, когда вибрация создается электромагнитной силой, действующей между сердечником 1 статора и ротором. При этом вибрация сердечника 1 статора амортизируется и не передается на станину 5 статора.

В опорной конструкции сердечника статора упоминаемой выше роторной электрической машины существует взаимосвязь между жесткостью опоры, определяемой монтажными положениями упругих опорных гнезд 4 на упругих опорных пластинах 3 - в направлении, перпендикулярном к оси; и определяемой характеристической частотой. В некоторых случаях может возникать резонанс.

Причем даже если характеристическая частота опорной системы сердечника статора самой роторной электрической машины отделена от составляющих резонансной частоты, резонанс все же может произойти из-за изменения опорной жесткости сердечника статора по причине влияния со стороны жесткости, обеспеченной при монтаже. В этом случае проблема будет заключаться в необходимости такого регулирования опорного устройства сердечника статора, как усиление.

Данное изобретение направлено на решение упоминаемых выше проблем. Объект изобретения состоит в обеспечении опорного устройства сердечника статора, выполненного с возможностью отделения характеристической частоты сердечника статора от основной составляющей частоты вибрации роторной электрической машины в конструкции, в которой опорную жесткость, определяемую монтажными положениями упругих опорных гнезд на упругих опорных пластинах, можно легко изменить. То есть, характеристическую частоту сердечника статора можно отделить от основного элемента частоты возбуждения роторной электрической машины.

Сущность изобретения

Согласно аспекту настоящего изобретения обеспечено опорное устройство поддерживающее сердечник статора, имеющий горизонтальную ось. Устройство содержит пару концевых фиксирующих пластин, прикрепленных к обоим концам сердечника статора; при этом концевые фиксирующие пластины проходят в вертикальном направлении и на них опирается сердечник статора; по меньшей мере одну упругую опорную пластину, расположенную параллельно оси в нижнем положении сердечника статора; при этом упругая опорная пластина соединяет пару концевых фиксирующих пластин, поддерживая концевые фиксирующие пластины; упругие опорные гнезда, поддерживающие по меньшей мере одну упругую опорную пластину по меньшей мере на двух точках, каждая из которых находится между концевыми фиксирующими пластинами; и неподвижные гнезда, поддерживающие опорные гнезда. Осевые положения для связи упругих опорных пластин с упругими опорными гнездами являются регулируемыми.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения обеспечивают опорное устройство поддерживающее сердечник статора роторной электрической машины. Устройство содержит упругие опорные пластины, прикрепленные под углом 30^о-65^о по отношению к вертикальной плоскости, проходящей через осевой центр сердечника статора в нижней части наружного периметра цилиндрического сердечника статора, подвижно контактирующего со станиной статора роторной электрической машины; причем упругие опорные пластины прикреплены к концевым фиксирующим пластинам сердечника статора; и упругие опорные гнезда, каждое из которых имеет форму в виде буквы "V", острый угол которой обращен наружу; причем упругие опорные гнезда расположены по обеим сторонам нижней части сердечника, упругие опорные гнезда прикреплены на одной стороне V-формы к нижней части станины статора, и на другой стороне V-формы на упругие опорные гнезда опирается сердечник статора через упругие опорные пластины. Осевые монтажные положения упругих опорных пластин и упругих опорных гнезд выполнены регулируемыми.

Преимущества изобретения

Согласно настоящему изобретению, поскольку жесткость упругих опорных пластин можно изменять, поэтому характеристическую частоту всего опорного устройства сердечника статора также можно изменять. Так, например, резонанс можно предотвратить и можно обеспечить роторную электрическую машину с меньшей вибрацией за счет отделения на 10% или более характеристической частоты от синхронизирующей частоты вращения, в два раза превышающей частоту вращения, в два раза превышающей частоту источника электропитания.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 показывает частичное вертикальное сечение варианта осуществления опорного устройства сердечника статора согласно настоящему изобретению в направлении, перпендикулярном оси; показана часть устройства под осью.

Фиг.2 - частично увеличенное сечение, показывающее левую половину сечения по линии А-А, показываемой на чертеже Фиг.1.

Фиг.3 - принципиальная схема опорного устройства сердечника статора согласно настоящему изобретению.

Фиг.4 - диаграммы, показывающие упругое действие упругой опорной пластины опорного устройства сердечника статора согласно настоящему изобретению: (а) - вид в направлении, перпендикулярном к оси; и (b) - сечение по линии В-В, показываемой на чертеже (а).

Фиг.5 - частичный вертикальный вид опорного устройства обычного сердечника статора в направлении, перпендикулярном к оси; показана часть устройства под осью.

Фиг.6 - частично увеличенное сечение, показывающее левую половину сечения по линии С-С, показываемой на чертеже Фиг.5.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения

Ниже приводится описание варианта осуществления опорного устройства сердечника статора роторной электрической машины согласно настоящему изобретению со ссылкой на Фиг.1-4. Фиг.1 показывает вид спереди опорного устройства сердечника статора согласно настоящему изобретению; и Фиг.2 показывает сечение.

Эта роторная электрическая машина имеет горизонтальную ось вращения. Неподвижные гнезда 6 приварены к верхней поверхности основания на нижнем конце станины 5 статора. На верхней поверхности неподвижного гнезда 6: упругие опорные гнезда 4 в виде пластинчатой пружины, выполненные из пружинной стали, согнутые в виде буквы "V" под углом 30^о-65^о, расположены таким образом, что V-образные острые углы обращены наружу и прикреплены болтами 22.

Упругие опорные пластины 3, выполненные из ленточной пластинчатой пружинной стали, размещены на верхних поверхностях упругих опорных гнезд 4, проходящих в осевом направлении под углом от 30^о до 65^о к вертикальной плоскости 20, проходящей через центр оси. Упругие опорные пластины 3 прикреплены болтами 21, вставленными из задних поверхностей упругих опорных гнезд 4. Оба конца упругой опорной пластины 3 прикреплены сваркой к концевым фиксирующим пластинам 2. Концевые фиксирующие пластины 2 установлены вертикально на обоих концах сердечника статора 1.

Характеристическая частота "f" опорного устройства сердечника 1 статора, выполненного поясняемым выше образом, определяется согласно Уравнению (1) в соответствии с принципиальной схемой на чертеже Фиг.3.

где

М - масса сердечника статора (кг),

k₁ - пружинная жесткость упругой опорной пластины (единичной) [Н/м]

L₂ - расстояние между монтажным положением упругого опорного гнезда на упругой опорной пластине и концевой фиксирующей пластиной [м]

(или осевое расстояние от соединительной точки упругой опорной пластины 3 до концевой фиксирующей пластины 2, до центра упругого опорного гнезда 4),

I₁ - геометрический момент инерции упругой опорной пластины [м⁴],

k₂ - пружинная жесткость упругой опорной пластины (единичной) [Н/м],

L₂ - расстояние между опорными точками упругих опорных гнезд [м]

(расстояние от соединительной точки упругой опорной пластины 3 и упругого опорного гнезда 4 до вершины упругого опорного гнезда 4),

I₂ - геометрический момент инерции упругого опорного гнезда [м⁴].

Пружинная жесткость k₁ упругой опорной пластины 3 определяется согласно Уравнению 2 в соответствии с диаграммой Фиг.4.

где I₁ = bh³/12 [м⁴], L - полная длина упругой опорной пластины [м].

Таким образом, пружинную жесткость упругой опорной пластины 3 можно варьировать изменением расстояния L₁ между монтажным положением упругого опорного гнезда 4 на упругой опорной пластине 3 и концевой фиксирующей пластиной 2; при этом можно регулировать характеристическую частоту опорного устройства сердечника 1 статора. Причем при изменении толщины или ширины упругой опорной пластины 3, при изменении геометрического момента инерции можно изменять пружинную жесткость. Но с увеличением толщины или ширины упругой опорной пластины 3 для увеличения пружинной жесткости увеличивается масса. Напротив, с уменьшением толщины или ширины упругой опорной пластины 3, чтобы уменьшить пружинную жесткость, осевая жесткость также снижается. Соответственно, ее регулирование усложняется. С другой стороны, изменение расстояния L₁ между монтажным положением упругого опорного гнезда 4 и концевой фиксирующей пластиной 2 является несложным, и при этом не нужно изменять массу и жесткость в осевом направлении, что является несложным регулированием.

Множество отверстий 24, 25 под винт для прикрепления упругих опорных гнезд 4 во всех упругих опорных пластинах 3 и неподвижных гнездах 6 выровнены в осевом направлении, и поэтому длину L₁ можно легко изменять подбором оптимальных отверстий 24, 25 под винт. На чертеже Фиг.1 отверстия 25 под винт показаны только осями. Поскольку обеспечить точное регулирование только подбором отверстий под винт трудно, поэтому сквозные отверстия 26 упругих опорных гнезд 4 сформированы в длинных отверстиях, удлиненных в осевом направлении, чтобы обеспечить точное регулирование.

В сформированной описываемой выше конструкции, даже если обеспеченная при монтировании жесткость роторной электрической машины вызывает вибрацию, то жесткость опорной системы сердечника статора можно легко изменить. Поэтому резонанс можно легко предотвратить, тем самым получив пониженную вибрацию. При этом в описываемой выше конструкции взаимосвязь положений между упругими опорными пластинами 3 и станиной статора 5 и пр. остается неизменной, и можно изменять только положения упругих опорных гнезд 4 по отношению к ним. Поэтому положение сердечника 1 статора и пр. по отношению станине 5 статора не изменяется, и отсутствует необходимость предусматривать какое-либо изменение кроме положений упругих опорных гнезд 4 в связи с регулированием жесткости.

В приводимом выше описании излагается вариант осуществления имеющего две упругие опорные пластины и четыре упругих опорных гнезда по отношению к одному сердечнику статора, но аналогичный эффект можно получить даже в случае изменения количества упругих опорных пластин и упругих опорных гнезд.

Ссылочные обозначения

1. Сердечник статора

2. Концевая фиксирующая пластина

3. Упругая опорная пластина

4. Упругое опорное гнездо

5. Станина статора

6. Неподвижное гнездо

21. Болт

22. Болт

24. Отверстие под винт

25. Отверстие под винт

26. Отверстие прохождения винта

Изобретение относится к опорному устройству сердечника статора роторной электрической машины. Устройство содержит пару концевых фиксирующих пластин (2), прикрепленных к обоим концам сердечника (1) статора. Концевые фиксирующие пластины (2) проходят в вертикальном направлении, и на них опирается сердечник (1) статора. Устройство также содержит по меньшей мере одну упругую опорную пластину (3), расположенную параллельно оси в нижнем положении сердечника (1) статора. Упругая опорная пластина (3) соединяет пару концевых фиксирующих пластин (2), поддерживая концевые фиксирующие пластины (2). Устройство также содержит упругие опорные гнезда (4), поддерживающие по меньшей мере одну упругую опорную пластину (3) по меньшей мере на двух точках, каждая из которых находится между концевыми фиксирующими пластинами (2). Устройство также содержит неподвижные гнезда (6), поддерживающие опорные гнезда (4). Осевые положения для связи упругих опорных пластин (3) с упругими опорными гнездами (4) являются регулируемыми. Техническим результатом является уменьшение передачи на станину формируемой сердечником статора вибрации в направлении, перпендикулярном оси. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Опорное устройство, поддерживающее сердечник статора, имеющее горизонтальную ось; причем упомянутое устройство содержит

пару концевых фиксирующих пластин, прикрепленных к обоим концам сердечника статора; при этом концевые фиксирующие пластины проходят в вертикальном направлении и на них опирается сердечник статора;

по меньшей мере одну упругую опорную пластину, расположенную параллельно горизонтальной оси в нижнем положении сердечника статора; при этом упругая опорная пластина соединяет пару концевых фиксирующих пластин, поддерживая концевые фиксирующие пластины;

упругие опорные гнезда, поддерживающие по меньшей мере одну упругую опорную пластину по меньшей мере на двух точках, каждая из которых находится между концевыми фиксирующими пластинами; и

неподвижные гнезда, поддерживающие опорные гнезда,

в котором упругие опорные пластины подсоединены к упругим опорным гнездам с возможностью регулирования положений указанных упругих опорных пластин в точках соединения.

упругие опорные гнезда, каждое из которых имеет форму в виде буквы "V", острый угол которой обращен наружу; причем упругие опорные гнезда расположены по обеим сторонам нижней части сердечника, упругие опорные гнезда прикреплены на одной стороне V-формы к нижней части станины статора, и на другой стороне V-формы на упругие опорные гнезда опирается сердечник статора через упругие опорные пластины,

в котором упругие опорные пластины подсоединены к упругим опорным гнездам с возможностью регулирования положений указанных упругих опорных пластин в точках соединения..