Статор машины переменного тока с компактной обмоткой и способ его изготовления Российский патент 2022 года по МПК H02K3/12 H02K3/28 

Известны статоры электрических машин (Вольдек А.И. Электрические машины, Л, 1978, с. 497 - 409). Они включают сердечник и активные проводники волновой обмотки статора, расположенные в верхней части пазов сердечника, образующие верхний слой обмотки, и активные проводники, расположенные в нижних частях пазов сердечника статора, образующие нижний слой волновой обмотки, а также проводники лобовых частей волновой обмотки, расположенные по торцам сердечника. Последние включают лобовые проводники витков обмотки статора, объединенных в витковые группы, и проводники для соединения витковых групп, а также проводники выводов фаз обмотки. Лобовые части обмотки являются жесткими, лобовые проводники пересекаются и не имеют специальной межвитковой изоляции. Статор имеет значительную длину за счет большого вылета лобовых частей обмотки. Изготавливают статор путем размещения в пазах его сердечника полувитков обмотки, концы которых соединяют пайкой или сваркой. Технология изготовления статора сложна.

Известен способ изготовления статора электрической вращающейся машины (Патент РФ №2707883, БИПМ №34, 02.12.2019), лобовые части обмотки которого выполнены в виде статорных пластин, в которых проходят проводники (проводящие дорожки), окруженные изолирующим материалом. Пластины располагаются непосредственно на торцевой поверхности сердечника статора для улучшения теплоотвода лобовых проводников (дорожек), по одной на каждом торце. За счет небольшой толщины пластин значительно уменьшается вылет лобовых частей обмотки статора. Статорная пластина может быть выполнена многослойной для размещения в нескольких ее слоях проводников, соединяющих различные активные стержни одного паза обмотки статора. Статорные пластины могут быть выполнены как прижимные пластины статора, соединяемые через болтовое соединение с сердечником и позволяющие экономить конструкционные материалы, а также улучшить массо-габаритные показатели. Соединение проводников статорных пластин с активными стержнями, согласно предлагаемому методу, выполняется сварным, не предусматривающим разъем соединения. Недостатком предложенного способа является трудоемкость изготовления по причине уникальных статорных пластин для различных схем подключения обмоток и типоразмеров машин, а также их низкая ремонтопригодность вследствие наличия неразъемного соединения статорных пластин. Кроме того, форма соединения лобовых проводников с активными стержнями не позволяет разместить лобовые дорожки непосредственно над торцами зубцово-пазовой зоной статора, вследствие чего лобовые проводники располагаются над ярмом статора и параллельны листам сердечника, что приводит к дополнительным потерям на вихревые токи в стали в машинах, изготовленным согласно предложенному способу. Кроме того, размещение лобовых проводников над ярмом приводит к дополнительному расходу меди.

Известен также статор электрической машины (патент РФ №2275729, RU БИПМ №12, 27.04.2006) по конструкции и способу изготовления наиболее близкий к предложенному. Этот статор электрической машины включает сердечник с пазами прямоугольного сечения, в которых расположены два слоя активных проводников (по одному проводнику в слое) m-фазной волновой компактной обмотки прямоугольного сечения,

лобовые проводники которой расположены параллельно торцевым поверхностям сердечника и не пересекаются, а каждый из двух концов этих лобовых проводников соединен с одним концом перемычки уменьшенного сечения. Второй конец этой перемычки имеет неизолированную торцевую поверхность соединенную электропроводным материалом с неизолированной торцевой поверхностью одного из активных проводников обмотки. При этом лобовые проводники и перемычки уменьшенного сечения в каждой из торцевых зон статора объединены электрической изоляцией в плоское кольцо. Достоинством такого статора является уменьшенная длина -за счет небольшого вылета лобовых частей обмотки.

Таким образом, статор прототипа включает компактную обмотку, состоящую из трех частей: двух лобовых частей в виде колец, включающих электрически изолированные друг от друга лобовые проводники соединенные с концами перемычек уменьшенного сечения, другие концы которых имеют неизолированные торцевые поверхности, и третьей части компактной обмотки, состоящей из активных проводников, имеющих неизолированные торцевые поверхности, причем 2 т из них выполненные как единое целое с проводниками выводов фаз. Неизолированные торцевые поверхности проводников этих частей соединяют между собой при сборке статора электропроводным материалом. Между лобовыми проводниками и торцом сердечника выполнен воздушный зазор для охлаждения. Достоинством такого статора является уменьшенная длина - за счет небольшого вылета лобовых частей обмотки.

Недостатком прототипа являются: пониженный отвод тепла от торцевых частей статора при небольшом воздушном зазоре и увеличение длины статора, когда зазор велик. Также сложна технология изготовления такого статора из-за большого числа соединений проводников при сборке статора и неудобства соединения электропроводным материалом торцевых поверхностей концов проводников. Кроме того, прототип имеет два активных проводника в каждом пазу сердечника статора, а над каждым торцом активной части статора расположено по одному лобовому кольцу, позволяющему проводить соединения только при одном активном проводнике в слое. Поэтому, повышение номинального напряжения статора возможно только увеличением количества пазов и, следовательно, диаметра сердечника, что сужает области применения такого статора.

Техническим результатом изобретения является улучшение качества отвода тепла с поверхности статора и повышение технологичности изготовления статора и области его применения.

Технический результат достигается тем, что статор машины переменного тока с компактной обмоткой, включающий сердечник с пазами, предпочтительно прямоугольными, и по меньшей мере два слоя активных проводников, предпочтительно прямоугольного сечения, m-фазной волновой компактной обмотки в пазах этого сердечника, составляющие активную часть статора с торцевыми поверхностями, а также лобовые части, содержащие перемычки уменьшенного сечения, непересекающиеся лобовые проводники и проводники выводов фаз, которые расположены в торцевых зонах статора,

при этом лобовые проводники расположены преимущественно параллельно торцевым поверхностям сердечника, а часть перемычек уменьшенного сечения электрически соединены с лобовыми проводниками, причем один из двух концов некоторой части этих перемычек выполнен с неизолированной поверхностью, которая соединена электропроводящим материалом с неизолированной поверхностью конца одного из проводников этой обмотки,

содержит обмотку из нескольких частей, по меньшей мере одна из которых выполнена в виде плоского кольца, включающего электрически изолированные друг от друга лобовые проводники, расположенного в одной из торцевых зон статора,

а другая часть включает активные проводники в пазах сердечника статора и проводники выводов фаз, выполненные как единое целое с активными проводниками, с которыми они соединены,

при этом, статор выполнен с обмоткой из двух частей, причем, лобовые проводники части обмотки в виде кольца, выполнены с неизолированными поверхностями концов, к тому же эта часть имеет сквозные отверстия, боковые поверхности которых включают упомянутые неизолированные поверхности концов лобовых проводников, а по меньшей мере большая часть ее поверхности, ближайшая к торцевой поверхности активной части статора, соединена с ней механически,

а вторая часть обмотки содержит электрически изолированные друг от друга П-образные элементы, каждый из которых состоит из соединенных последовательно лобового проводника, двух активных проводников и четырех перемычек уменьшенного сечения,

причем, две перемычки уменьшенного сечения расположены между лобовым проводником и активными проводниками, а другие две перемычки уменьшенного сечения расположены на концах П-образных элементов и выполнены с неизолированной поверхностью одного из концов,

а электропроводящим материалом соединены эти неизолированные поверхности концов перемычек второй части обмотки с неизолированными поверхностями концов лобовых проводников первой части,

при этом, по меньшей мере большая часть каждой из поверхностей лобовых проводников П-образных элементов, ближайшая к торцевой поверхности активной части статора, соединена с этой торцевой поверхностью электрической изоляцией,

а, в случае выполнении статора с обмоткой, содержащей несколько проводников в слое, первая часть обмотки статора состоит из нескольких упомянутых плоских колец, число которых равно числу проводников в слое, и, по меньшей мере большие площади поверхностей их торцов, ближайшие друг к другу, плотно соединены между собой, а П-образные элементы объединены в электрически изолированные друг от друга П-образные заготовки, с числом элементов в заготовке, равным числу проводников в слое, где по меньшей мере большие площади поверхностей лобовых проводников П-образных элементов, ближайшие друг к другу, в каждой заготовке плотно соединены между собой электрической изоляцией,

а изготовление статора осуществляют путем размещения в пазах его сердечника активных проводников компактной волновой обмотки и формирования частей этой обмотки, неизолированные поверхности которых соединяют между собой электропроводным материалом для формирования витков и соединений витков этой обмотки,

при этом, первую часть обмотки формируют в виде как минимум одного плоского кольца, в котором размещают лобовые проводники,

при том, при формировании первой части обмотки в ней размещают только лобовые проводники с неизолированными поверхностями концов и выполняют в этой части сквозные отверстия, боковые поверхности которых включают упомянутые неизолированные поверхности концов лобовых проводников,

а также изготавливают П-образные заготовки с неизолированными поверхностями концов из активных проводников, лобовых проводников и перемычек уменьшенного сечения, соединенных между собой, концы которых изготавливают в виде перемычек уменьшенного сечения, вторую часть обмотки формируют из упомянутых П-образных заготовок, каждая из которых включает как минимум один П-образный элемент с неизолированными поверхностями концов,

размещают в сердечнике статора вторую часть обмотки, так что боковые поверхности изолированных активных проводников плотно связаны с боковыми поверхностями пазов сердечника, а боковые поверхности изолированных лобовых проводников плотно связаны с одной торцевой зубцовой поверхностью активной части статора,

монтируют над другой торцевой зубцовой поверхностью активной части статора первую часть обмотки, так что, по меньшей мере, большие боковые поверхности изолированных между собой лобовых проводников этой части, ближайшие к торцевой зубцовой поверхности активной части статора, плотно связаны с этой поверхностью,

для формирования витков и соединений витков волновой компактной обмотки статора, электропроводным материалом соединяют между собой неизолированные поверхности концов лобовых проводников первой части обмотки и неизолированные поверхности концов П-образных заготовок второй части обмотки,

а также, при выполнении статора с обмоткой, содержащей несколько проводников в слое, П-образные заготовки формируют из нескольких П-образных элементов, с числом элементов в заготовке, равным числу проводников в слое, а по меньшей мере большие площади поверхностей лобовых проводников П-образных элементов, ближайшие друг к другу, в каждой заготовке плотно соединяют между собой электрической изоляцией, при этом, первую часть обмотки статора формируют из нескольких упомянутых плоских колец, число которых равно числу проводников в слое, причем, по меньшей мере большие площади поверхностей торцов этих плоских колец, ближайшие друг к другу, плотно соединяют между собой.

а также, неизолированные поверхности концов П-образных заготовок второй части обмотки перед соединением покрывают слоем проводящего электрический ток материала,

а также, неизолированные поверхности первой части обмотки перед соединением покрывают слоем проводящего электрический ток материала,

а также, для соединения частей обмотки нагревают предварительно нанесенный на неизолированные поверхности этих частей проводящий электрический ток материал выше температуры плавления и заливают таким же, так же нагретым материалом пространство между неизолированными поверхностями частей обмотки.

Пример конкретного выполнения изобретения иллюстрируется выполнением активной части статора трехфазной электрической машины (Фиг. 1-20).

Фиг. 1 - вид статора электрической машины с компактной обмоткой, размещенной в пазах сердечника,

Фиг.2 - вид компактной обмотки статора электрической машины,

Фиг. 3 - вид П-образного элемента компактной обмотки,

Фиг. 4 - вид П-образной заготовки компактной обмотки,

Фиг. 5 - местный вид активных проводников одного слоя первой части обмотки, перемычки которых покрыты электропроводящим материалом,

Фиг. 6 - вид заготовочного стенда для формирования первой части компактной обмотки,

Фиг. 7 - вид заготовочного стенда с предварительно размещенной П-образной заготовкой,

Фиг. 8 - вид размещения П-образной заготовки в заготовочном стенде,

Фиг. 9 - вид размещения двух П-образных заготовок в заготовочном стенде,

Фиг. 10 - вид размещения первой части компактной обмотки в заготовочном стенде,

Фиг. 11 - вид первой части обмотки, лобовая часть которой покрыта слоем теплопроводной изоляции,

Фиг. 12 - вид сердечника электрической машины с предварительно размещенной первой частью компактной обмотки,

Фиг. 13 - вид размещения первой части компактной обмотки в пазах сердечника,

Фиг. 14 - вид размещения первой части компактной обмотки в пазах сердечника с противоположной торцевой поверхности,

Фиг. 15 - вид кольца лобовых проводников,

Фиг. 16 - местный вид кольца лобовых проводников, одна из поверхностей которых покрыта электропроводящим материалом,

Фиг. 17 - вид размещенной в пазах сердечника первой части компактной обмотки с предварительно размещенным кольцом лобовых проводников,

Фиг.18 - вид размещенной в пазах сердечника первой части компактной обмотки и одного кольца лобовых проводников,

Фиг. 19 - местный вид места пайки кольца лобовых проводников с первой частью компактной обмотки,

Фиг. 20 - вид размещенной в пазах сердечника первой части компактной обмотки и первого кольца лобовых проводников с предварительно размещенными оставшимися кольцами лобовых проводников.

Фиг. 1 показывает общий вид статора электрической машины в сборе. Он включает сердечник 1 из магнитомягкого материала, в пазах 2 которого размещены два слоя 3 активных проводников 4. компактной обмотки 5, имеющей перемычки уменьшенного сечения 6 и перемычки уменьшенного сечения 7, выполненные с неизолированной поверхностью концов. Перемычки уменьшенного сечения 6 жестко соединены с лобовыми проводниками 8 и активными проводниками 4. А перемычки уменьшенного сечения 7, соединены с электропроводящим материалом с лобовыми проводниками 9. На фиг. 1 слева показана торцевая поверхность 12 активной части статора, со стороны которой расположены выводы фаз 17, а над которой параллельно торцевой поверхности 12 расположены лобовые проводники 8, соединяющие посредством перемычек уменьшенного сечения 6 активные проводники 4 друг с другом. Плоские кольца 16 с лобовыми проводниками 9, выполненными с неизолированной поверхностью концов, расположенными параллельно торцевой поверхности 13 активной части статора, показаны справа.

Фиг. 2 показывает вид компактной обмотки 5 статора электрической машины. Компактная обмотка 5 выполнена двухслойной волновой. Лобовые проводники 8 одного торца 10 и лобовые проводники 9 противоположного торца 11 имеют различную форму, поскольку торец 10 содержит выводы фаз 17. Лобовая часть одного из торцов выполнена в виде колец лобовых частей 16, которые могут монтироваться и демонтироваться с первой частью 18 компактной обмотки 5.

Фиг. 3 показывает общий вид П-образного элемента 19, из множества которых состоит первая часть 18 компактной обмотки 5. П-образный элемент включает два активных проводника 4, лобовый проводник 8, расположенный со стороны торца 10 и соединяющий активные проводники 4 посредством перемычек уменьшенного сечения 6, находящихся со стороны торца 10. С противоположного торца 11 находятся перемычки 7, которые остаются незамкнутыми при изготовлении П-образных элементов.

Фиг. 4 показывает общий вид одного из вариантов П-образной заготовки 20. На фиг. видно, что П-образные элементы 19 имеют одинаковую форму лобового проводника 8, однако, отличаются длиной перемычек 6 и 7. Можно видеть, что длина перемычки 6 одного П-образного элемента минимальна, а длина перемычки 7 того же П-образного элемента максимальна. Активные проводники 4 П-образных элементов 19 объединены в слои 3 обмотки.

Фиг. 5 показывает местный вид одного конца П-образной заготовки 20, а именно область перемычек 7 активных проводников 4, поверхности которых, предназначенные для токопроводящего соединения с кольцами лобовых проводников 16, покрыты слоем электропроводящего материала 15.

Фиг. 6 показывает общий вид заготовочного стенда 30 для формирования первой части компактной обмотки 18. Заготовочный стенд 30 в общем случае состоит из оснастки 31, предназначенной для сбора П-образных заготовок, включающей область лобовых частей 32, предназначенную для заливки теплопроводным диэлектрическим материалом. Стержни оснастки 33 предназначены для позиционирования П-образных заготовок друг относительно друга, при этом число стержней 33 равно числу зубцов сердечника 1. Зазор между стержнями 33 параллелен по длине стержня и равен ширине слоя 3 активных проводников 4.

Фиг. 7 иллюстрирует процесс размещения П-образной заготовки в заготовочном стенде 30 для формирования первой части обмотки 18. П-образные заготовки 20 размещают по одному в оснастку 31, располагая активные проводники в пространстве между стержнями оснастки 33.

Фиг. 8 иллюстрирует размещение одной П-образной заготовки 20 в заготовочном стенде 30. П-образную заготовку 20 располагают вплотную к торцам стержней 33 так, что между лобовым проводником 8 П-образного элемента и торцом стержня оснастки 33 остается слой витковой изоляции, которым покрыты П-образные элементы 19.

Фиг. 9 иллюстрирует размещение следующей П-образной заготовки 20 в заготовочном стенде 30. Иллюстрация выбрана таким образом, чтобы активные проводники 4 П-образных заготовок 20 принадлежали соседним пазам 2 сердечника 1 статора электрической машины. Остальные массивы 20 размещаются в стенде аналогичным способом.

Фиг. 10 иллюстрирует шаг способа изготовления обмотки, когда все П-образные заготовки 20 размещены в заготовочном стенде и образуют первую часть компактной обмотки 18. Она включает активные проводники 4 обоих слоев 3 двухслойной обмотки, лобовые проводники 5 со стороны торца 10, перемычки уменьшенного сечения 6 со стороны торца 10, а также перемычки 7 с противоположного торца 11, которые выступают относительно торца 13 сердечника.

Фиг. 11 показывает общий вид первой части обмотки 18, лобовые проводники 8 которой покрыты теплопроводящим диэлектрическим материалом. Он обеспечивает фиксацию П-образных элементов друг относительно друга и защиту от межвитковых замыканий обмотки, а также перенос тепла от лобовых проводников 8 в окружающую среду. На фиг. видно, что активные проводники 4 соединены с лобовыми проводниками 8 посредством перемычек 6, а перемычки 7 с противоположного торца остаются незамкнутыми.

Фиг.12 иллюстрирует процесс размещения первой части компактной обмотки 18 в сердечнике 1 статора электрической машины. Для этого первая часть обмотки 18 помещается активными проводниками 4 в пазы 2 сердечника 1.

Фиг. 13 показывает вид в сборе сердечника 1 с первой частью компактной обмотки 18. Первая часть обмотки 18 размещается таким образом, чтобы лобовые проводники 8 вплотную прилегали к торцевой поверхности 12. Активные проводники 4 расположены в пазах 2 сердечника 1 и залиты теплопроводящим диэлектрическим материалом, позволяющем механически зафиксировать первую часть обмотки 18 в сердечнике 1. Перемычки 7 противоположного торца 11 остаются незамкнутыми.

Фиг. 14 показывает вид в сборе сердечника 1 с первой частью компактной обмотки 18 с стороны противоположной торцевой поверхности 13. На виде наглядно изображены перемычки 7. В этой торцевой зоне осуществляется монтаж предварительно изготовленных колец лобовых проводников 16.

Фиг. 15 показывает вид кольца лобовых проводников 16. Оно состоит из лобовых проводников 9, залитых теплопроводящим диэлектрическим материалом со сквозными отверстиями 22 для размещения перемычек 7. Сквозные отверстия 22 по площади равны сечению перемычек, проходящих через слой лобового кольца или монтируемых непосредственно с ним.

Фиг. 16 показывает местный вид кольца лобовых проводников 16. На виде изображены лобовые проводники 9 и слой проводящего материала 15, предназначенный для электрического соединения с поверхностью перемычек 14. Слой проводящего материала наносится на торцы лобового проводника 9, не покрытые слоем изолирующего материала.

Фиг. 17 показывает вид размещения кольца лобовых проводников 16 относительно сердечника 1 в сборе с первой частью компактной обмотки 18. Кольцо лобовых проводников 16 располагается таким образом, чтобы перемычки 7 поместились в сквозных отверстиях 22 и позволили выполнить пайку поверхностей 14 перемычек 7 и лобовых проводников 9.

Фиг. 18 показывает вид в сборе сердечника 1 с первой частью обмотки 18 и кольцом лобовых проводников 16. Количество перемычек 7 и, соответственно, колец лобовых проводников 16 равно числу активных проводников 4 в слое 3 компактной обмотки 5. Следовательно, на фиг.18 можно видеть перемычки 7, выступающие над первым кольцом 16 и предназначенные для электрического соединения с лобовыми проводниками 9 остальных колец 16 обмотки 5.

Фиг. 19 показывает местный вид соединения кольца лобовых проводников 16 с перемычками 7 первой части компактной обмотки 18, размещенной в сердечнике 1. Кольцо лобовых проводников 16 установлено вплотную к торцевой поверхности 13 таким образом, что слой электропроводящего материала 15 перемычки 7 и лобового проводника 9 расположены без зазора друг относительно друга. Это позволяет осуществить электрическое соединение перемычек 7 с лобовыми проводниками 9 кольца 16 посредством нагрева электропроводящего материала 15 выше температуры его плавления. На фиг. 19 также приведены поверхности 14 остальных перемычек 7, предназначенных для соединения с остальными кольцами лобовых проводников 16.

Фиг. 20 показывает размещение остальных колец лобовых проводников 16 относительно сердечника 1 в сборе с первой частью компактной обмотки 18 и первым кольцом лобовых проводников 16. Монтаж остальных колец осуществляется аналогичным образом.

Представленный на фигурах вариант изготовления и исполнения статора не является единственным вариантом, подлежащим защите по настоящему патенту.

Для изготовления предлагаемого статора электрической машины предлагается следующий способ. Описанный способ изготовления является одним из вариантов и состоит из восьми этапов, и не является единственным, подлежащем защите согласно настоящему патенту.

1. Любым из известных способов, например, методом литья, спекания или фрезерования, выполняют медные П-образные элементы 19, состоящие из одного лобового проводника 8, двух активных проводников 4, а также перемычек 6, соединяющих активные проводники 4 с лобовым проводником 5 первого торца 10, и перемычек 7, предназначенных для припайки к лобовым кольцам 16. П-образные элементы, представленные на фиг.3, могут иметь отличную друг от друга форму, зависящую от количества проводников в пазу, схемы подключения обмотки и габаритов стержней. Так, для обмотки статора, приведенной на фиг.1, состоящей из трех ветвей, изготавливают П-образные элементы, представленные на фиг.4. Их покрывают слоем витковой изоляции известным способом, например, в ванне электротехнического лака.

2. В случае нескольких пазов в пазу сердечника, - множество П-образных элементов, содержащих активные проводники двух пазов, количество которых равно количеству проводников в слое обмотки, формируют в П-образные заготовки 20, которые скрепляют слоем изоляции по всей длине активных проводников 4, например, -пропитанной электротехническим лаком бумагой. Данный шаг способа может быть опущен в случае, если межслойная изоляция не требуется.

3. Неизолированным поверхности перемычек уменьшенного сечения 7, предназначенные для припайки к неизолированным поверхностям лобовых колец 16, покрываются электропроводящим материалом 15 с низкой температурой плавления, например, с помощью роботизированной паяльной станции, согласно фиг.5. Для этого поверхности 14 перемычек 7 предварительно очищают, например, погружением во флюсовую ванну для удаления окислов и химического загрязнения. После этого поверхности 14 покрывают слоем электропроводящего материала, например, припоем с высоким содержанием серебра ПСр65 или ПСр70.

4. П-образные элементы 19 или П-образные заготовки 20 формируют, на заготовочном стенде 30, в первую часть статорной обмотки 18, включающую активные проводники 4, перемычки 6, лобовые проводники 5 первого торца 10, а также покрытые слоем электропроводящего материала лобовые проводники 7 противоположного торца 11, согласно фиг.7. После размещения всех П-образных элементов 19 в заготовочном стенде, лобовые проводники 5 покрывают теплопроводящим диэлектрическим материалом, например, заливочным полимеризуемым компаундом, что обеспечивает их фиксацию друг относительно друга.

5. Первую часть статорной обмотки 18 размещают в пазах 2 сердечника 1 статора и заливают пазы теплопроводящим диэлектрическим материалом, позволяющим зафиксировать первую часть обмотки 18 в сердечнике 1 и увеличить теплообмен между обмоткой статора и сталью сердечника. Для этого часть обмотки 18 размещают таким образом, чтобы поверхность лобовых частей 8 вплотную прилегала к торцевой поверхности 12 сердечника, согласно фиг.13.

6. Изготавливают кольца лобовых проводников 16, приведенные на фиг.15, включающие лобовые проводники 9, связывающий их слой теплопроводящего диэлектрического материала и сквозные отверстия 22, предназначенных для размещения перемычек 7. Изготовленные одним из известных способов лобовые проводники 9 заливаются изоляционным слоем, обеспечивающим механическую жесткость и теплопроводность. Поверхности лобовых проводников, предназначенные для пайки и не покрытые слоем изоляции, обрабатываются в соответствии с этапом 3 настоящего способа, -для поверхностей 14 перемычек 7.

7. Над торцевой поверхностью 13 сердечника 1 монтируют предварительно изготовленные кольца лобовых проводников 16 согласно рис. 18. Для этого кольцо 16 устанавливают на торцевую поверхность 13, так, что перемычки 7 первой части статорной обмотки 18 входят в сквозные отверстия 22, а поверхности лобовых частей 8 вплотную прилегали к торцевой поверхности 13. Заранее облуженные поверхности 14 перемычек 7 и лобовых проводников 9 спаивают вместе, например, помощью роботизированной паяльной станции, согласно рис. 19.

8. Монтируют остальные лобовые кольца 16, количество которых равно числу проводников в слое обмотки способом, аналогичным описанному в седьмом этапе, так, чтобы они вплотную прилегали друг к другу.

Таким образом, лобовые части плотно соединены с сердечником и улучшается качество отвода тепла с поверхности статора. Повышается технологичность изготовления статора, т.к. уменьшается число соединений проводников при сборке статора, и повышено удобство соединения частей обмотки. Становится возможным применение роботизированных станций для изготовления статора. Кроме того, предложенный способ позволяет изготовить обмотку с более чем двумя активными проводниками в пазу сердечника статора. Поэтому повышается номинальное напряжение статора, что расширяет область его применения.

Изобретение относится к области электротехники, в частности, к статорам вращающихся электрических машин. Технический результат - улучшение качества теплоотвода, повышение технологичности изготовления обмотки. Статор выполнен с обмоткой из двух частей. Для изготовления статора формируют первую часть обмотки, где размещают лобовые проводники с неизолированными поверхностями концов, и выполняют в этой части сквозные отверстия, боковые поверхности которых включают упомянутые неизолированные поверхности концов лобовых проводников. Вторую часть обмотки формируют из П-образных заготовок с неизолированными поверхностями концов, каждая из которых включает как минимум один П-образный элемент. Размещают в сердечнике статора вторую часть обмотки так, что боковые поверхности изолированных активных проводников плотно связаны с боковыми поверхностями пазов сердечника, а боковые поверхности изолированных лобовых проводников плотно связаны с ближайшей торцевой зубцовой поверхностью активной части статора. Монтируют над другой торцевой зубцовой поверхностью активной части статора первую часть обмотки и соединяют электропроводным материалом неизолированные поверхности частей. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 20 ил.

1. Статор машины переменного тока с компактной обмоткой,

включающий сердечник с пазами, предпочтительно прямоугольными, и по меньшей мере два слоя активных проводников, предпочтительно прямоугольного сечения, m-фазной волновой компактной обмотки в пазах этого сердечника, составляющие активную часть статора с торцевыми поверхностями, а также лобовые части, содержащие перемычки уменьшенного сечения, непересекающиеся лобовые проводники и проводники выводов фаз, которые расположены в торцевых зонах статора,

при этом лобовые проводники расположены преимущественно параллельно торцевым поверхностям сердечника, а часть перемычек уменьшенного сечения электрически соединена с лобовыми проводниками, причем один из двух концов некоторой части этих перемычек выполнен с неизолированной поверхностью, которая соединена электропроводящим материалом с неизолированной поверхностью конца одного из проводников этой обмотки,

содержит обмотку из нескольких частей, по меньшей мере одна из которых выполнена в виде плоского кольца, включающего электрически изолированные друг от друга лобовые проводники, расположенного в одной из торцевых зон статора,

а другая часть включает активные проводники в пазах сердечника статора и проводники выводов фаз, выполненные как единое целое с активными проводниками, с которыми они соединены,

отличающийся тем, что статор выполнен с обмоткой из двух частей, причем, лобовые проводники части обмотки в виде кольца выполнены с неизолированными поверхностями концов, к тому же эта часть имеет сквозные отверстия, боковые поверхности которых включают упомянутые неизолированные поверхности концов лобовых проводников, а по меньшей мере большая часть ее поверхности, ближайшая к торцевой поверхности активной части статора, соединена с ней механически,

а вторая часть обмотки содержит электрически изолированные друг от друга П-образные элементы, каждый из которых состоит из соединенных последовательно лобового проводника, двух активных проводников и четырех перемычек уменьшенного сечения,

причем, две перемычки уменьшенного сечения расположены между лобовым проводником и активными проводниками, а другие две перемычки уменьшенного сечения расположены на концах П-образных элементов и выполнены с неизолированной поверхностью одного из концов,

а электропроводящим материалом соединены эти неизолированные поверхности концов перемычек второй части обмотки с неизолированными поверхностями концов лобовых проводников первой части,

при этом, по меньшей мере большая часть каждой из поверхностей лобовых проводников П-образных элементов, ближайшая к торцевой поверхности активной части статора, соединена с этой торцевой поверхностью электрической изоляцией.

2. Статор по п. 1, отличающийся тем, что при выполнении статора с обмоткой, содержащей несколько проводников в слое, первая часть обмотки статора состоит из нескольких упомянутых плоских колец, число которых равно числу проводников в слое, и, по меньшей мере большие площади поверхностей их торцов, ближайшие друг к другу, плотно соединены между собой, а П-образные элементы объединены в электрически изолированные друг от друга П-образные заготовки, с числом элементов в заготовке, равным числу проводников в слое, где по меньшей мере большие площади поверхностей лобовых проводников П-образных элементов, ближайшие друг к другу, в каждой заготовке плотно соединены между собой электрической изоляцией.

3. Способ изготовления статора путем размещения в пазах его сердечника активных проводников компактной волновой обмотки и формирования частей этой обмотки, неизолированные поверхности которых соединяют между собой электропроводным материалом для формирования витков и соединений витков этой обмотки,

при этом, первую часть обмотки формируют в виде как минимум одного плоского кольца, в котором размещают лобовые проводники,

отличающийся тем, что при формировании первой части обмотки в ней размещают только лобовые проводники с неизолированными поверхностями концов и выполняют в этой части сквозные отверстия, боковые поверхности которых включают упомянутые неизолированные поверхности концов лобовых проводников,

изготавливают П-образные заготовки с неизолированными поверхностями концов из активных проводников, лобовых проводников и перемычек уменьшенного сечения, соединенных между собой, концы которых изготавливают в виде перемычек уменьшенного сечения, вторую часть обмотки формируют из упомянутых П-образных заготовок, каждая из которых включает как минимум один П-образный элемент с неизолированными поверхностями концов,

размещают в сердечнике статора вторую часть обмотки, так что боковые поверхности изолированных активных проводников плотно связаны с боковыми поверхностями пазов сердечника, а боковые поверхности изолированных лобовых проводников плотно связаны с одной торцевой зубцовой поверхностью активной части статора,

монтируют над другой торцевой зубцовой поверхностью активной части статора первую часть обмотки, так что, по меньшей мере, большие боковые поверхности изолированных между собой лобовых проводников этой части, ближайшие к торцевой зубцовой поверхности активной части статора, плотно связаны с этой поверхностью,

для формирования витков и соединений витков волновой компактной обмотки статора, электропроводным материалом соединяют между собой неизолированные поверхности концов лобовых проводников первой части обмотки и неизолированные поверхности концов П-образных заготовок второй части обмотки.

4. Способ изготовления статора по п. 3, отличающийся тем, что при выполнении статора с обмоткой, содержащей несколько проводников в слое, П-образные заготовки формируют из нескольких П-образных элементов, с числом элементов в заготовке, равным числу проводников в слое, а по меньшей мере большие площади поверхностей лобовых проводников П-образных элементов, ближайшие друг к другу, в каждой заготовке плотно соединяют между собой электрической изоляцией, при этом, первую часть обмотки статора формируют из нескольких упомянутых плоских колец, число которых равно числу проводников в слое, причем, по меньшей мере большие площади поверхностей торцов этих плоских колец, ближайшие друг к другу, плотно соединяют между собой.

5. Способ изготовления статора по п. 3, отличающийся тем, что неизолированные поверхности концов П-образных заготовок второй части обмотки перед соединением покрывают слоем проводящего электрический ток материала.

6. Способ изготовления статора по п. 3, отличающийся тем, что неизолированные поверхности первой части обмотки перед соединением покрывают слоем проводящего электрический ток материала.

7. Способ изготовления статора по п. 3, отличающийся тем, что для соединения частей обмотки нагревают предварительно нанесенный на неизолированные поверхности этих частей проводящий электрический ток материал выше температуры плавления и заливают таким же, так же нагретым материалом пространство между неизолированными поверхностями частей обмотки.