Статор электрической машины Советский патент 1988 года по МПК H02K3/42 

Фгуз.Г

Изобретение относится к электротехнике, а именно к области электромашиностроения, и касается выполнения статоров электрических машин со средствами для снижения потерь в торцовых частях.

Цель изобретения - повьшгение надежности и долговечности путем снижения вибрации рабочей обмотки и нагрева конструктивных элементов торцовой зоны статора.

На фиг. изображена торцовая зона статора, продольный разрез; на фиг. 2,3 - примеры выполнения устройства для однослойной и двухслойной рабочей обмотки, содержащей, как и экранирующая обмотка, три катушечные группы; на фи г, А - кривые намагничивающих сил рабочей Гр и экранирующей Г, обмоток; на фиг. 5,6,,7 - кривые индукций В в зоне лобовых частей (экспериментальные).

Статор электрической машины содержит сердечник I с многофазной рабочей обмоткой 2, нажимную плиту 3 и экранирующую многофазную обмотку, каждая фаза которой состоит, например, из трех катушечных групп 4,5,6, Экранирующая обмотка может быть за- моноличена с помощью компаунда к нажимной плите прикреплена скобами, а в области отогнутых участков лобовых частей рабочей обмотки - к кронштейну аналогично рабочей обмотке статора. Возможны и другие варианты крепления ,

Работа устройства может быть рассмотрена для примера при двухслойном выполнении рабочей обмотки. При нагрузке машины намагничивающие силы верхнего и нижнего слоев рабочей обмотки статора вращаются синхронно со сдвигом на угол укорочения шага (1 - - f} )Jf, Поскольку фазы экранирующей обмотки расположены соответственно следованию фаз обмотки статора со сдвигом на угол (1 -|Ь)ТГ/2, то при противоположных направлениях токов в рабочей обмотке статора и экранирующей обмотки кривые их намагничи- варщих сил будут находиться строго в противрфазе (фиг,4).

Следует отметить, что ширина кату щек катушечных групп экранирующей обмотки определяется числом q рабочей обмотки статора, а также исходя из конструктивных соображений. Под этим понимается следующее. Посколь

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ку шаг экранирующей обмотки диаметральный, то с одной стороны ширина катушки экранирующей обмотки зависит от числа проводников, лежащих между сторонами катушки (4шг,2,3). С другой стороны, как уже отмечалось ранее, экранирующая обмотка может быть прикреплена либо к нажимной плите, либо другим способом. Поэтому ширина катущек экранирующей обмотки будет зависеть от диаметра, на котором размещается экранирующая обмотка. Отметим так, что для выполнения своих функций, катушки катушечных групп экранирующей обмотки должны быть равномерно размещены по расточке статора аналогично катушкам рабочей обмотки статора.

Параметры экранирующей обмотки выбираются таким образом, чтобы при управлении экранированием в различных режимах работы электрической машины можно было максимально скомпенсировать поле во всей торцовой зоне. При этом характер распределения поля рассеяния в различных режимах может быть установлен расчетным или экспериментальным путем. Управление экранированием, т,е, создание необходимого характера распределения экранирующего поля, в процессе работы электрической машины производится количеством включенных катзппечных групп в фазах экранирующей обмотки, а также величиной и направлением тока в них,|

На фиг, 5,6,7 приведены кривые индукции в зоне лобовых частей, полученные экспериментальным путем. Пунктирной линией показаны значения индукции без экрана, а сплошной - с экраном. Анализ этих зависимостей позволяет сделать вывод о том, что применение управляемого экрана в виде многофазной обмотки позволит существенно снизить величину поля в торцовой зоне.

Потери в лобовых частях и крайних листах сердечника статора пропорциональны квадрату индукции. Вибрация лобовых частей обмотки, статора также пропорциональна величине индукции. Поэтому в результате экранирования п отери в активных и конструктивных элементах торцовой зоны уменьшается, что приведет к снижению их темпера- гуры. Это позволит расширить диапазон допустимых нагрузок электрической машины в различных режимах.Уменьшение температуры лобовых частей и снижение их вибрации позволит увеличить надежность и долговечность системы изоляции и статора в целом.Таким образом, в статоре предлагаемой конструкции достигается повьппение нагрузочной способности электрических машин, расширение диапазона до- пустимых нагрузок, повьш1ение надежности и долговечности.

Формула изобретения

1. Статор электрической машины, содержащий сердечник с многофазной рабочей обмоткой и многофазную экранирующую обмотку, состоящие из нескольких катушечных групп, о т л и - чающийся тем, что, с целью

повышения надежности и долговечности путем снижения вибрации рабочей обмотк-и и нагрева конструктивных элементов торцовой зоны статора, катушечные группы экранирующей обмотки размещены над лобовыми частями рабочей обмотки, при этом экранирующая и рабочая обмотки выполнены с одинаковым чередованием фаз,

2.Статор ПОП.1, отличающийся тем, что рабочая обмотка вьшолнена двухслойной, а стороны катушек катушечной группы каждой фазы экранирующей обмотки выполнены со . сдвигом в тангенциальном направлении относительно сторон катушек катушечной группы одноименных фаз рабочей обмотки па угол (l- llT/Z,. где - укорочение шага рабочей обмотки,. Г - полюсное деление.

Изобретение относится к электротехнике, а именно,к электромашиностроению. Целью изобретения является повьшение надежности и долговечности путем снижения вибрации рабочей обмотки и нагрева конструктивных элементов .торцовой зоны статора. В статоре с многофазной рабочей обмот/ кой 2 над ее лобовыми частями.размещается многофазная экранирующая об- мотка 3, каждая фаза которой состоит из нескольких катушечных групп,например, трех: 4, 5, 6. Экранирующая 3 и рабочая 2 обмотки выполнены с одинаковым чередованием фаз. При таком выполнении экранирующей обмотки и при различном направлении токов в ней и в рабочей обмотке статора поле рассеяния в торцовой зоне будет компенсироваться. Необходимый характер распределения компенсирующего no.rtH достигается включением соответствующего числа катушечных групп, величиной и направлением тока в них.Изобретение позволяет снизить потери в активных и конструктивных элементах торцовой зоны и уменьшить вибрацию рабочей обмотки статора электрических машин переменного тока, .что приведет к повышению их надежности и нагрузочной способности. 1 з,п.ф-лы, 7 ил. 2 (Л tc СР to

zx

/0 а ее

А 2 Л I-I -N А И S Э ©

00

(i-f}rlz

Фиг.З

Фи,

г.о

Bn.O.f.

Br.O.S,

COwr 7