Статор электрической машины Советский патент 1992 года по МПК H02K3/44 

Фиг.1

Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к асинхронным машинам с экранированным статором.

Целью изобретения является уменьшение потерь в экране и обеспечение его механической прочности.

На фиг. 1 изображен предлагаемый статор, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 2.

Сердечник 1 статора выполнен из листов электротехнической стали с полузакрытыми пазами, в которые уложена обмотка, создающая вращающееся магнитное поле. Экран состоит из цилиндрической гильзы 2 и шихтованного сердечника (цилиндра) 3. Тонкостенная гильза 2 играет роль герметизирующего элемента. Она выполнена из немагнитного материала фигурной так, чтобы утолщение на ее торце с одной стороны располагалось наружу, а с другой стороны - внутрь цилиндра. Утолщения на торцах гильзы выполняют технологическую роль. Одно из них, направленное наружу, служит упором для шихтованного цилиндра 3, другое - упором для фиксации гильзы в оправке в процессе сборки экрана. Кроме того, эти утолщения усиливают жесткость гильзы, повышают ее механическую прочность. Длина каждого утолщения на 10-15 мм превышает вылет лобовой части обмотки статора. Шихтованный цилиндр 3 является наружной частью экрана и выполняет роль жесткой опоры для гильзы. Его набирают из изолированных пластин электротехнической стали. Длина шихтованного цилиндра равна длине средней части гильзы. Дополнительно шихтованный цилиндр закреплен на гильзе при помощи нажимной втулки 4.,

Геометрические размеры элементов экрана выбраны из соотношений

Им (1,4-1.6) 5; п„-@-5)hri; 1Ц- 1С;

Ьг2 в Пг1 + Ц; hat Нц,

. ..- i

где hri - толщина гильзы в зоне сердечника;

д - воздушный зазор;

Пц - толщина шихтованного цилиндра;

Пат - толщина нажимной втулки;

1ц и 1С - длины шихтованного цилиндра и сердечника статора;

bra - толщина гильзы в зоне лобовых частей,

причем с одной стороны утолщение гильзы направлено в сторону лобовых частей статора, с другой - в сторону ротора.

На поверхности шихтованного цилиндра, обращенной к сердечнику статора, вы полнены продольные канавки 5 треугольного

.сечения, расположенные по осевым линиям пазов статора, при этом соблюдены соотношенияZK 2i, Пк - (0,3-0,5)11Ц; Ьк Ьш,

где 2к - число канавок;

Zi - число пазов статора;

л - глубина канавок;

Ьк - наибольшая ширина канавок;

Ьщ- ширина шлица паза статора.

При установке экрана в расточку статора его ориентируют так, чтобы продольные канавки шихтованного сердечника экрана располагались посредине каждого паза 6 статора (фиг. 2). Герметичные перегородки,

выполненные в виде дисков, приварены к корпусу и утолщенным частям гильзы.

Физически выполнение предлагаемого

статора с указанной конструкцией и геомет-рией экрана обосновывается электромагнитными процессами и условиями работы машины следующим образом. Основное назначение экрана - герметизация внутренней полости двигателя, которая содержит агрессивную среду под высоким

давлением. С механической точки зрения экран должен быть предельно прочным,, а электрические потери в нем - предельно ограничены. Потери энергии имеют место в основном в средней части гильзы 2, расположенной в зоне действия основного магнитного потока, и поэтому гильзу выполняют из немагнитного материала, а ее толщину ограничивают пределами hfi (1.4-1,6) 5, где д -. воздушный зазор. Нижний предел

ограничен возможностями механической обработки гильзы, верхний.- величиной электрических потерь. Однако при такой толщине гильзы не обеспечивалась бы механическая прочность экрана при аоздействин на расточку статора среды с высоким давлением, особенно ь зоне открытых пазов статора, поэтому сверху на r/льзе размещают шихтованный цилиндр 3 из изолированных листов электротехнической стали с

гладкой поверхностью/обращенной к гильзе. Цилиндр воспринимает усилия от гильзы и таким обгязом предохраняет ее от деформации в зоне пазов статора. Применение шихтованного цилиндра как элемента экрана уменьшает общее магнитное сопротивление экрана и обеспечивает равномерное распределение магнитного потока в воз Душном зазоре. Толщину цилиндра ограничивают пределами Ьц (3-4)hri. Нижний

предел ограничен технологическими процессами при штамповке стали, верхний предел - магнитными потоками рассеяния обмотки статора. Продольные канавки 5 треугольного сечения ограничивают магнитныв потоки рассеяния обмотки статора. При этом для повышения их эффективности экран по отношению к статору располагают так, чтобы канавки на цилиндре совпадали со шлицами пазов статора. Глубину канавок выбирают в пределах h « (О.З-ОфНц.

Предлагаемый статор электрической машины обеспечивает уменьшение потерь энергии в экране, его механическую прочность и надежную герметизацию при воэдей- ствии внутренней среды с высоким давлением.

Формул а и зобретения 1. Статор электрической машины, со- держащий сердечник с обмоткой и экран установленный на его внутренней поверхности и.присоединенный к станине с помощью Герметичных перегородок, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь энергии в экране и обеспечения его механической прочности, экран выполнен в радиальном направлении неоднородным из различных материалов, причем внутренняя часть экрана выполнена в виде тонкостей- ной гильзы переменного сечения из немагнитного материала, а наружная часть -в виде цилиндра, набранного из отдельных колец электротехнической стали и закрепленного на гильзе с помощью сплошной на- жимной втулки.

2. Статор по п. 1, отличающийся тем, что геометрические размеры элементов экрана выбраны из соотношения

hri -{1,4-1,6) 5, п„ -(3-5)hri. 1Ц

Пг2 Пг 1 + Пц, Ьвт Пц,

1с,

где hri - толщина гильзы в зоне сердечника;

5 - воздушный зазор;

Пц - толщина шихтованного цилиндра;

Нвт - толщина нажимной втулки;

{ц и 1с -длина шихтованного цилиндра и сердечника статора;

Нг2 - толщина гильзы в зоне лобовых частей,

причем с одной стороны утолщение гильзы направлено в сторону лобовых частей статора, с другой - в сторону ротора.

3. Статор по п. 1. отличающийся тем, что на поверхности шихтованного цилиндра, обращенной к сердечнику статора, выполнены продольные канавки треугольного сечения, расположенные по осевым линиям пазов статора, при этом соблюдены соотношения

Z - Zi, NK (0.3-0,5)пч. о - Ьш. где 2 - число канавок;

Zi - число пазов статора;

пк - глубина канавок;

Ьк - наибольшая ширина канавок; , Ьш - ширина шлица паза статора.

Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к асинхронным машинам с экранированным статором. Целью изобретения является уменьшение потерь энергии в экране и обеспечение его механической прочности. Статор содержит шихтованный сердечник 1 с полузакрытыми пазами и обмоткой и закрыт изнутри составным экраном, включающим тонкостенную герметизирующую цилиндрическую гильзу 2 переменного сечения и шихтованный сердечник 3, набранный из изолированных пластин электротехнической стали. Шихтованный сердечник закрепляется на гильзе с торца при помощи втулки и имеет на наружной поверхности продольные канавки треугольного сечения. Причем он устанавливается так, чтобы продольные канавки на шихтованном сердечнике совпадали со шлицами пазов на статоре. С торцов обмотка статора заполняется компаундом и закрывается кольцами, которые с одного края привариваются к корпусу, с другого - к гильзе или наружной втулке экрана. 2 з.л. ф-лы, 3 ил.

Фиг.2

Фиг.З