Ярмо магнитопровода электрической машины Советский патент 1984 года по МПК H02K1/06 

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к конст рукции магнитопроводов электрически машин. Известны электрические машины с разъемными магнитопроводами, выполненными в виде двух коаксиальных цилиндров, один из которых является ярмом, а другой содержит зубцовый слой с пазами и размещенной в них обмоткой. При ЭТОМ наружный цилинд выполнен шихтованным, а внутренний с зубцовым слоем иЭ массивного мета ла С1 . Однако такая конструкция имеет большое Количество отходов.листовог материала при штамповке листов ярма (коэффициент использования металла около 0,3) и высокую трудоемкость изготовления листа. Известен также статор электричес кой машины, который включает ярмо, витое из ленты, намотанной на ребро и зубцовую зону с пазами, открытыми со стороны ярма, в которых размещен обмотка ,2Д. В случае несоблюдения повышенных требований к однородности механичес ких свойств вдоль всей ленты, наблю дается разрыв ленты. При навивке яр с большим отношением диаметров возникают технологические трудности, т как появляется гофра на внутренней части ярма. Стремясь достичь ровной поверхности на плоскостях, на ленту возд йгствуют значительными прокатывакядими усилиями, которые вь1зывают наклеп в металле, не снимаемый полностью после термообработки, кот рая в данном случае необходима для поддержания в металле высоких магнитных свойств.Кроме того, нарушает ся параллельность полосы,лента приобретает форму трапеции, у которой меньшее основание обращено к внешнему диаметру, слои ярма не прилегают плотно друг к другу, тем самым снижается коэффициент заполнения пакета сталью, а следовательно, ухудшаются энергетические параметры магнитопровода. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является магнитопровод электрической машины, который состоит из двух автономных частей - зубцовой зоны, изготовленной из гофрированного материала и ярма, изготовленного методом .навивки ленты на ребро З. При навивке ярма с увеличением отношений наружного и внутреннего, диаметров спирали вероятность брака возрастает пропорционально увеличению отношений диаметров спиралей, который заключается в возможности образования разрывов в зоне большего диаметра и складок (гофров) в зоне меньшего диаметра, типичных для тонкой ленты, при этом снижается пропорционально увеличению отношений диаметров спиралей коэффициент заполнения пакета ярма сталью. Все 3Tfi недостатки существенно снижают энергетические характеристики машин и надежность магнитопровода. Цель изобретения - повышение надежности. Указанная цель достигается тем, что в ярме магнитопровода электрической машины, выполненном из непрерывной ленты, навитой на ребро в виде спирали, образующей цилиндр, каждый виток спирали состоит из двух слоев, образованных из сложенной попоплам вдоль продольной оси ленты, причем кромки ленты обращены в сторону зубцов. Между слоями сложенной ленты может ёыть размещена по крайней мере одна лента. Сложенная пополам лента может иметь выступающие части, образукщие ребра охлаждения. На фиг. 1 показано ярмо магнитопровода электрической машины; на фиг. 2 - виток спирали ярма магнитопровода, часть; на фиг. 3 - то же, вариант; на фиг. 4 - ярмо магнитопровода с ребрами охлаждения; нафиг. 5 - виток многослойной спирали ярма магнитопровода, разрез. Ярмо магнитопровода электрической машины выполнено из непрерывной ленты 1 (длина ленты 2), навитой на ребро в виде спирали. Витки спирали 2 состоят из двух слоев 3, образованных из сложенной пополам вдоль продольной оси ленты 1. Гребень (место перегиба ленты/обозначен позицией 4, конец спирали ярма - позицией 5. Спираль ярма образует цилиндр с наружным диаметром D и внутренней расточкой Dg. В месте 4 перегиба ленты между слоями 3 имеется небольшой воздушный зазор каплевидной формы 6. На фиг. 3 приведен . вариант витка спирали ярма магнитогпровода , в котором между слоями сложенной внешней ленты 7 размещена лента 8, ширина которой удовлетворяет требованию (где Ь - высота ярма; . Л, &2 толщина соответственно внешней и внутренней лент; Ъу ширина внутренней ленты). Возможно ярмо магнитопровода, в котором из внешней ленты выполнены ребра охлаждения 9 (фиг. 4). На фиг. 4 показано место 10 касания соседних витков спирали, зазор L1 между слоями ребра, левая и правая стороны внешней ленты 12, внутренние ленты 13 и 14 и диаметр пакета Dp, . Между лентами расположены

изоляционное слои 15. Кромка спирали 16 обращена в сторону зубцов.

Изготавливают витое ярмо магнито1провода следующим образом.

Из рулона холоднокатаной элек- тротехнической стали нарезают ленты ширина которых равна двум высотам ярма.Смотанные в рулон ленты направляют на участок, где изготавливают магнитопроводы. Рулон разматывают, ленту направляют в устройство в котором ленту гнут пополам вдоль ее продольной оси. Основное требование к данной технологической операции предъ являют к совпадению кромок ленты т.е. необходимо,чтобы после складывания ленты пополам кромки .находились на одном уровне. Сложенную ленту роликами обжимают так,чтобы слои прилегали друг к другу, не образуя саблевидности,а в месте перегиба сохраняют небольшой воздушный зазор каплевидной формы. Сложенную ленту направляют в устройство для навивки спирали, в котором на ленту воздействуют одновременно вращающие и поджимающие осевые усилия. Ленту сворачивают в спираль на ребро. За счет перераспределения прессугаци усилий на слои ленты исключается гофрообразование. Растягивающие усилия на периферии спирали в однослойной ленте утоняли ее. В данном случае лента деформируется на :месте перегиба, она уходит в сторону предварительно оставленного воздушного зазора каплевидной формы, тем самым сохраняется прямоугольное сечение металла, что способствует получению высокого коэффициента заполнения пакета магнитопровода маГнитомягким материалом. При увеличении отношени диаметров ярма желательно увеличивать толщину спирали, избегая тем

(самым гофрообразования и утонения Периферии. В таком случае изменяют

конструкцию спирали. Во время складвания ленты пополам между слоями укладывают по меньшей мере одну ленту.

Для снижения токовихревой составляющей потерь в стали магнитопровода между слоями ленты располагают изоляционную ленту или применяют сталь с электроизоляционным покрытием. При прокатке многослойной ленты контролируют, чтобр кромки слоев были на одном уровне, так как этой частью спираль обращена к зубцовому слою и разновысотность слоев может привести к увеличению технологического воздушного зазора.

В электрических машинах различных исполнений применяются продвльная, 5 поперечная-и смешанная вентиляции. ДГ1Я последних двух видов озсттаждения пакета желательно иметь ребристую поверхность. Чтобы увеличить охлаж даемую поверхность пакета можно нави10 вать спираль ярма с предварительно сформированными ребрами охлаждения. Для этого заготавливают ленту, ширина которой равна двум высотгьм ярма, двум высотам ребра плюс толщина лен15 ты или нескольких лент, которые располагаются внутри широкой внешней ленты. При прокатывании многослойной полосы, формуют ребро, состоящее из двух слоев внешней ленты и ребра 0 перегиба. Для более использования магнитопровода в электромагнитном расчете необходимо учитывать ребра как часть ярма. В связи с тем, что из-за меньшего поперечного сече5 ния,в ребрах протекает повышенный магнитный поток, который вызывает джоулевые потери, то это место лучше охлаждается, поэтому следует ожидать выравнивания энергетического состоя0 ния по сечению ярма. При изготовлении спирали ярма с ребрами возможно бескорпусное исполнение электрической машины, так мак механическая прочность такого магнитопровода

с превышает прочность пакета, навитого в однослойную спираль. Возможна механическая обработка по внешнему диаметру для обеспечения более равномерного размера для контакта с корпусом. При сворачивании такой ленты в спираль поджимаются плечики по обе стороны ребра. Это способствует условному разделению узла на два цилиндра, так как в основном деформируются плечики. В таком случае

5 увеличение соотношений диаметров спирали благоприятно.

Таким образом, повышается коэффициент заполнения пакета магнитопроводящим материалом, так как улучша0 ется использование магнитного материала и повышается теплоотдача пакета, возможно бескорпусное исполнение, расширяется диапазон размеров магннтопроводов, в результате того

5 оребренный пакет возможно навивать с большим соотношением диаметров, а также повышается надежность магни;топровода.

г

1. ЯРМО МАГНИТОПРОВОДА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ MAlJJHHb, выполненное из непрерывной ленты, навитой на ребро в виде спирали, образующей цилиндр, отличающееся тем, что, с целью повышения надежносаги, каждый виток спирали состоит из двух слоев, образованных из . сложенной пополам вдоль продольной оси ленты, причем кромки ленты обращены в сторону зубцов. 2.Ярмо по п. 1, отличающееся тем, что между слоями сложенной ленты размещена по крайней мере одна лента. 3.Ярмо по пп. 1 и 2, о т л ичающееся тем, что сложенная лента имеет выступакщие части, образунхцие ребра охлаждения. 00 ел оо 4