Беспазовый статор электрической машины Советский патент 1984 года по МПК H02K1/12 H02K3/04 

Изобретение относится к электрическим машинам.

Известен беспазовый статор электрической машины, содержащий ярмо и изолированную от него активную часть с лобовыми частями, состоящую из групп, выполненных из отдельных изолированных друг от друга и соединенных между собой элементов, имеющих вырезы и изогнутых на 180° по продольной оси вырезов, в котором каждая группа имеет форму неравнобокой трапеции с лобовыми частями разной длины, причем группы размещены по окружности таким образом, что лобовые части разной длины отдельных групп чередуются между собой, а элементы групп имеют токопроводящие выступы 1.

Недостаток известного устройства заключается в том, что группы имеют разную форму лобовых частей, что усложняет технологию изготовления. Кроме того, одна из двух лобовых частей имеет повышенную длину, что увеличивает расход материала, а также снижает электрические показатели. В конструкции несколько усложняется крепление лобовых частей за счет чередования длинных и коротких групп, а также процесс сборки.

Наиболее близким к предлагаемому является беспазовый статор электрической машины, содержащий ярмо и изолированную от него активную часть, выполненную из ряда пакетов, каждый из которых состоит из групп с различной длиной лобовых частей по числу фаз мащины, выполненных из отдельных изолированных друг от друга и соединенных между собой элементов, имеющих вырезы, посредством которых группы, сочленяясь друг с другом, образуют пакет, причем элементы имеют также вырезы для размещения лобовых частей и изогнуты на 180° по продольной оси вырезов 2.

Недостатком указанного устройства является наличие в пакете групп с разной длиной, в результате чего фазы статора имеют разные нагрузки. Кроме того, за счет различных размеров групп ухудшается технологичность при изготовлении и энергетические показатели мащины. Несимметричное и неодинаковое расположение лобовых соединений вызывает разное индуктивное сопротивление в фазах.

Цель изобретения - упрощение технологии изготовления и повыщение энергетических показателей.

Указанная цель достигается тем, что в беспазовом статоре электрической машины, содержащем ярмо и изолированнун от него активную часть с лобовыми частями, выполненную из ряда пакетов, каждый из которых состоит из групп отдельных изолированных друг от друга и соединенных между собой элементов, имеющих вьфезы, посредством которых группы, сочленяясь одна с другой, образуют пакет и изогнуты на 180° по продольной оси вырезов, группы имеют одинаковые форму и размеры, витки каждой последующей группы охватывают сечение предыдущей группы, причем группы смещены одна относительно другой в осевом направлении на ширину лобовой части.

На фиг. 1 показана конструкция беспазового статора цилиндрического исполнения (правая часть, разрез); на фиг. 2 - статор, продольный разрез; на фиг. 3 - полоса с

0 выштампованными вырезами и разной шириной лобовых соединений на одну группу; на фиг. 4 - группа из сложенной полосы; на фиг. 5 - группа после изгиба по продольиой оси; на фиг. 6 - группа после растяжки; на фиг. 7 - группа, вид сверху; на фиг. 8 -

группа с токопроводящими выступами; на фиг. 9 - вид сочлененных двух групп; на фиг. 10 - момент сочленения двух групп нанизыванием; на фиг. 11 - вид сочлененных трех групп, образующих пакет; на

0 фиг. 12 - пакет, вид с торца; на фиг. 13 - пакет, вид сверху; на фиг. 14 - статор с укороченным ярмом, продольный разрез.

Беспазовый статор имеет корпус 1, выпол ненный литым или сварным, ярмо 2, выполненное витым из электротехнической стали с

5 изоляцией, и распределенную активную часть 3, состоящую из магнитоэлектрических активных сторон катушечных групп 4, 5, 6, 7, 8, 9, изготовленных независимо от ярма. Каждая группа состоит из двух активных сторон, например 5-5 (фиг. 1). Активные

0 стороны в группе состоят из элементов 10. Элементы двух активных сторон группы соединены между собой лобовыми частями 11, имеющими в поперечном сечении П-образную форму, которые представляют одно целое с элементами 10. Группа выполняете

5 как одно целое с изоляцией 12 всех активных элементов и лобовых соединений. Активные элементы имеют изоляцию 13 от ярма. Катущечные группы соединяются между собой в зависимости от конструкции обд моток (трехфазная, однофазная и т.д.) и принятой схемы соединения (параллельное или последовательное). От начала и конца группы делаются аыводы, которые могут представлять одно целое с группами.

Пакет объединяет в себе несколько групп.

5 Для трехфазной обмотки три группы (например, в соответствии с конструкцией на фиг. 1 группы 4, 5, 6 образуют один пакет, а группы 7, 8, 9 - второй пакет). Группы набраны из изолированных и .соединенных между собой элементов, выполненных из ма0 териала, являющегося магнитопроводным и электропроводным, .например биметалла. Группа изготавливается из полосы с выщтампованными вырезами 14 (фиг. 3).

Изготавливается группа следующим образом.

В полосе металла штампуется заготовка 15. Заготовка может быть изготовлена целиком на группу или состоять из нескольких частей, которые затем соединяются воедино. В полосе штампуется вырез 14, а затем, с другой стороны штампуется такой же вырез 16. Все вырезы могут штамповаться и одновременно. Каждый вырез ограничен активным элементом 10 и двумя лобовыми частями, например 17 и 18. Ширина и длина всех элементов 10 одинакова, а также одинаковы и сечения. Ширина 19. и 20 лобовых частей неодинакова. Разница определяется учетверенной толщиной элемента. После штамповки полоса изолируется и складывается по пунктирным линиям 21 и 22, образуя катушечную группу (фиг. 4) с двумя активными сторонами 23 и 24, выполненными из элементов 10, соединенных лобовыми частями 11 различной ширины. Самая малая ширина обозначена позицией 25 (фиг. 4). Полученная группа изгибается по линии симметрии 26-27 и получается катушечная группа (фиг. 5). Группа состоит из трех элементов 10; группа может иметь токопроводные выступы 28 (фиг. 8), которые способствуют прохождению магнитного потока в ярмо статора.

Все группы фаз выполнены одинаковой длины 29 и размеров, а вырезы 30 в группах (фиг. 5) имеют одинаковую длину. Одинакова длина 31 лобовых частей (фиг. 7). Три группы собираются вместе и образуют пакет.

При этом витки каждой последующей группы охватывают сечение предыдуп ей группы, и группы смешены в осевом направлении на ширину лобовой части.

Сборка пакета осуществляется следующим образом.

Берется первая группа, изолируется и проходит полную обработку, становясь монолитной, вторая группа сочленяется с первой за счет нанизывания элементов, что осуществляется следующим образом. В отверстия 32 (фиг. 7) вставляется половина витка 33 (фиг. 6), а вторая половина выводится наружу вместе с остальными витками. Получается один нанизанный виток. Затем в отверстие заводится полувиток 34, а вторая половина вместе с остальными выводится наружу, затем нанизывается виток 35 и т.д. После сочленения второй группы с первой она изолируется. Сочлененная и уложенная вторая группа с первой показана на фиг. 9,

а на фиг. 10 - момент сочленения двух групп, например четвертой и пятой по фиг. 1. Третья группа (на фиг. 1 щестая) сочленяется с первой и второй также за счет нанизывания элементов. Изолированные межфазной изоляцией группы 4, 5, 6 представляют пакет 36, изображенный в разны проекциях на фиг. 11, 12 и 13. Расстояние между стенками любой группы равно 2/3 Г (фиг. 6 - размер 37), а размер 38 равен полюсному давлению С. Изготовленный пакет изолируется, компаундируется, образуя одно монолитное целое. Пакеты собираются на шаблоне, на них помещается ярмо 2, которое может быть выполнено из двух частей, вместе с которым активная часть помещается в корпус 1 машины и закрепляется кольцами 39 и 40 с прижимными дисками 41 и 42 лобовых частей статора.

Предлагаемый статор работает так же, как и известный.

Он создает магнитное поле, которое взаимодействует с ротором, образуя вращающий момент (для двигателя). В статоре создается ЭДС в случае, если статор применён в генераторе. Магнитное поле замыкается через активные элементы 10 статора, ярмо 2, снова активные элементы, воздушный зазор и ротор, а другая часть рабочего потока проходит через активные лобовые части 11, воздушный зазор и ротор. , Укороченное ярмо 43 статора (фиг. 14) помещено только над токопроводным выступом (фиг. 8). Такое ярмо требует меньще материала на его изготовление. Лобовые части пакетов, а также токопроводные выступы закреплены конструктивными элементами 44 и 45, имеющими отверстия для крепления лобовых частей, а также для вентиляции. Элементы 44 и 45 изготавливаются металлическими, либо из изоляционного материала.

Предлагаемый статор позволяет упростить технологию, вследствие того, что все группы выполнены проще, одинаковой длины и размеров с симметричными частями, а вырезы в элементах имеют одинаковую длину.

кроме того, за счет одинаковых электрических параметров всех пакетов и сокращения неактивной части лобовых частей достигается улучшение энергетических показателей.

2 13

VU8. 2

БЕСПАЗОВЫЙ СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, содержащий ярмо и изолированную от него активную часть 13с лобовыми частями, выполненную из ряда пакетов, каждый из которых состоит из групп отдельных изолированных друг от друга и соединенных между -собой элементов, имеющих вырезы, посредством которых группы, сочленяясь одна с другой, образуют пакет и изогнуты на 180° по продольной оси вырезов, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления, и повышения энергетических показателей, группы имеют одинаковые форму и размеры, витки каждой последующей группы охватывают сечение предыдущей группы, причем группы смещены одна относительно другой в осевом направлении на ширину лобовой части. Г2 10 00 ОО ю ОО ас

1021

. (Pus, 6

Pus. 3

Vua. 3

(Риг. 7

Фиг. 9

36

PU8. 11

39 4

VU8. /4

/ 5