Зубцовая зона электрической машины Советский патент 1991 года по МПК H02K1/06 H02K17/10 

Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к вопросам изготовления электрических машин малой и средней мощности и может быть использовано при производстве статоров и роторов вращающихся, а также линейных электрических машин.

Цель изобретения - унификация и повышение технологичности изготовления.

На фиг.1 показан эскиз статора электрической машины с закрепленной на внутренней поверхности ярма зубцовой зоной предлагаемой конструкции; на фиг.2 - эскиз ротора; на фиг.З и 4 - ярмо ротора с зубцовой зоной, поперечный разрез; на фиг.5 - эскиз переплетения материала для изготовления короткозамкнутой обмотки ротора асинхронной машины; на фиг.6 - эскиз переплетения материала для изготовления трехфазной волновой обмотки статора или фазного ротора асинхронной машины.

Зубцовая. зона (фиг.1 и 3) может быть образована одним слоем тканого материала 1 и двумя слоями (фиг.4). В общем случае

число слоев тканого материала, образующего зубцовую зону, может быть любым.

При соответствующем переплетении тканого материала 1 из него могут быть выполнены короткозамкнутая обмотка ротора асинхронной машины, волновая трехфазная обмотка статора синхронной и асинхронной машин, обмотка фазного ротора, одно-, двух- и многофазные волновые обмотки машин переменного и постоянного тока и пр.

Например, тканый материал, переплетение которого показано на фиг.5, предназначен для изготовления короткозамкнутой обмотки ротора асинхронной машины. Он образован технологическими уточными нитями 2. например, из полимерного термореактивного материала, а также основными нитями 3 из электропроводного материала (например, из меди) и основными нитями 4 из ферромагнитного материала (например, стальная проволока круглого или иного сечения). Участки, образованные нитями 3 и 4, чередуются так, что ферромагнитная проволока 4 образует зубцы, между которыми расО

О

о о

00

со

положены электропроводные элементы 3. Диаметры стальной и медной проволок дол- жны быть одинаковыми. Данный материал изготовляется простейшим ткацким переплетением - полотняным.

Соединение концов проводников 3 в обмотку может быть осуществлено различным образом. Это может быть сделано в процессе изготовления материала 1 введением (на фиг,5 показано пунктиром) электропроводных уточных нитей 5 и 6, 7 и 8 числом, обес- печивающим требуемое сечение короткозамкнутого кольца, расположенных одна от другой на расстоянии, большим длины цилиндра ротора. Электрический контакт элементов 5 - 8 с элементами 3 (а также с элементами 4, если их материал наряду с ферромагнитными свойствами еще и элект- ропроводен) осуществляется, например, пайкой. Соединение концов проводников 3 . может выполняться тем же образом и после формирования зубцовой зоны на поверхности ярма ротора.

Ширина ткани (по утку) кратна длине окружности ротора, за счет этого зубцовая зона образуется из соответствующего числа слоев тканого материала, например из двух слоев (фиг.4). Возможно образование тканого материала 1 сразу с требуемым числом слоев, тогда ширина материала равна длине окружности ротора.

Возможно изготовить материал для ко- роткозамкнутой обмотки ротора, у которого по основе расположены технологические нити, а стальная, и медная проволоки - по утку.

Тканый материал, переплетение которого показано на фиг.б, предназначается для изготовления трехфазной волновой обмотки. Число пазов 24, число пар полюсов на фазу 2, число пазов на полюс и фазу 2, полюсное деление 6 пазов. Зубцовая зона образуется двумя слоями материала, намотанными друг на друга, поэтому длина куска материала показана равной 2 п Dc где Dc - внутренний диаметр ярма статора.

Технологические нити основы 9 выполнены, например, из полимерного термореактивного материала. Уток образован частично ферромагнитной (стальной) проволокой 10 показана лишь на части развертки зубцовой зоны), которая образует зубцы. В промежутках между стальной проволокой размещены проводники 11 обмотки. В точках 12 фиксация и перегиб уточных нитей обеспечиваются переплетением основных нитей на участке соответствующей ширины ткани. Например, перед прокладыванием проволоки 10 зев между основными нитями образуется лишь на ширине с, равной длине статора. Перед прокладыванием проводников 11 зев образуется на большей ширине, обеспечивающий приемлемую раскладку лобовых частей обмотки.

Соединение проводников 11 в обмотку осуществляется здесь в основном непосредственно в процессе изготовления материала. Исключения в данном случае составляют перемычки между точками 13 и

14, 15 и 16, 17 и 18, 19 и 20, выполняемые после окончательного формирования зубцовой зоны на поверхности ярма статора. На фиг.б обозначены: С1, С2, СЗ - начала, С4, С5, С6 - концы соответствующих фаз,

После наложения материала на поверхность ярма статора образуется конструкция, показанная на фиг.4, где зубцы образованы четырьмя стальными проволоками каждый, а в пазах между ними находятся проводники обмотки.

Закрепление зубцовой зоны на поверхности ярма может осуществляться каким- либо из известных способов: пропиткой и

лаком, подпрессовкой с нагревом до расплавления полимерных нитей, на роторе - бандажировкой и др.

Изоляция проводников обмотки достигается за счет основных нитей, находящихся

между соседними уточными, а также применением изолированного обмоточного привода.

Приведенные примеры реализации предлагаемой зубцовой зоны не исчерпывают возможных вариантов ее исполнения. Может быть разработана схема переплетения для получения более сложных обмоток волнового типа, в том чиспе и двухслойных, при этом может быть сформирована любая

форма фаза.

Предлагаемая конструкция имеет следующие преимущества. Тканый материал для изготовления зубцовой зоны с простейшими обмотками (короткозамкнутая обмотка асинхронной машины, однофазные обмотки с малым числом элементарных проводников в пазу) может быть изготовлен на существующем малоткацком оборудовании, обладающем высокой производительностью.

Оборудование для изготовления более сложных обмоток может быть скомпоновано с учетом известного опыта построения многочелночных ткацких станков. Для обеспечения требуемого переплетения могут быть

использованы жаккардовые машины,

Конструкция позволяет легко получить тонкую зубцовую зону, что требуется в мз- лоинерционных исполнительных микродвигателях. Конструкция предлагаемой зубцовой зоны может быть использована

при изготовлении волнового ротора, так как обладает свойством эластичности, если она не закреплена на жестком ярме. Легко обеспечивается малая ширина зубцового деления, что требуется в тихоходных машинах. Минимальная толщина зубца ограничена лишь диаметром применяемой стальной проволоки. Изменением числа стальных нитей в отдельных слоях зубца можно обеспечить любую форму паза (открытый, закрытый, полузакрытый и т д.). Из одного и того же материала возможно изготовление обмотанной зубцовой зоны линейных вращающихся электрических машин. Изготовление зубцовой зоны с обмоткой , осуществляется одновременно, в одном технологическом процессе переплетения, что невозможно ни s одной из известных конструкций.

В волновых обмотках устраняется необ- ходимость соединения концов секций для образования обмотки. Зубцы формируются не из дефицитной электротехнической стали, а из мягкой стальной проволоки. Механическое закрепление обмотки в пазах

зубцовой зоны обеспечивается в процесс переплетения. Технология эубцовой зоны практически безотходна

При необходимости легко формируется скос пазов путем перекоса материала, из которого изготовлена зубцовая зона, перед его установкой на поверхность ярма.

Формула изобретения Зубцовая зона электрической машины, содержащая ферромагнитные зубцы и пазы с закрепленной в них обмоткой, отличающаяся тем, что, с целью унификации и повышения технологичности изготовления, она образована по меньшей мере одним слоем материала, выполненного путем ткацкого переплетения утка и основы, у которого один из указанных элементов выполнен технологическими нитями, а другой - чередующимися участками из ферромагнитной электропроводной проволоки, причем зубцы выполнены в виде участков ферромагнитной проволоки, а электропроводная проволока соединена с образованием обмотки.

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - унификация и повышение технологичности изготовления. Зубцовая зона электрической машины содержит зубцы и пазы с обмоткой. Благодаря тому, что она выполнена из материала, имеющего ткацкое переплетение утка и основы, у которого один элемент выполнен технологическими нитями, а другой - чередующимися участками из ферромагнитной и электропроводной проволоки, обеспечивается достижение цели. 6 ил.

Фиг /

Фиг. 2

Фиг.з

5,6

1 i

ФигЛ

7,8

И+t

5

М

NI

°N

Фиг. 5

SNJ

п

Составитель Н. Мотин Техред М.Моргентал

Корректор М. Шароши

Редактор Н. Тупица

Заказ 3821ТиражПодписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Корректор М. Шароши