Обмотка статора высоковольтной двухполюсной машины Советский патент 1992 года по МПК H02K3/04 

(Л

С

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - повышение надежности путем уменьшения деформации витковой изоляции в процессе изготовления катушек и укладки их в статор. Обмотка статора состоит из отдельных жестких шаблонных катушек. Каждая катушка содержит прямолинейную часть 1, нижнюю ветвь 2 и верхнюю ветвь 3 лобовой части и головку 4. Ветви 3 и 4 располагаются по эваольвенте на конической поверхности. Головка 4 отогнута по двум радиусам сопрягающихся окружностей. Центры радиусов расположены на прямой, параллельной конической поверхности, образованной лобовыми частями верхних ветвей катушек. Часть головки верхней ветви имеет меньший радиус изгиба. 7 ил.

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано при изготовлении высоковольтных двухполюсных машин.

Цель изобретения - повышение надежности путем уменьшения деформации вит- ковой изоляции в процессе изготовления катушек и укладки их в статор.

На фиг. 1 изображена лобовая часть катушки обмотки статора, отрезок пазовой части и эвольвента верхней ветви лобовой части; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 1; на фиг. 4 - эвольвента нижней ветви лобовой части совместно с эвольвентой верхней ветви; на фиг. 5 - выноска I на фиг. 4; на фиг. 6-сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг. 7 - вид по стрелке А на фиг.З

Обмотка статора высоковольтной двухполюсной машины состоит из отдельных

жестких шаблонных катушек, каждая из которых имеет прямолинейные пазовые части 1, нижнюю ветвь 2 лобовой части, располагающуюся по эвольвенте на конической поверхности, верхнюю ветвь 3 лобовой части, располагающуюся по эвольвенте на конической поверхности, головки 4, соединяющие верхнюю и нижнюю ветви лобовой части (см. фиг. 1),

Построение эвольвенты верхней ветви лобовой части производится после определения гз и yi (см. фиг. 1).

VJ

|Ю

N

гз Н -±-

1

2л sin a

О)

где Н - расстояние между осями двух соседних ветвей лобовой части,Z - число пазов в сердечнике статора;

а - угол конической поверхности, на которой располагается верхняя ветвь лобовой части

1 360

Yn sin a

(2)

где yi -угол развертки эвольвенты верхней ветви лобовой части;

Yn - шаг по пазам (количество пазовых делений между пазовыми частями катушки).

На эвольвенте отмечаются точки ai и б (см. фиг. 1).

Определяют длину верхней ветви лобовой части между точками б и в (см. фиг. 4).

h (Yn-1)H

(3)

где Н В+ m + 2 Д

Отмечают точку в перехода эвольвенты верхней ветви лобовой части 3 на головку 4 (см. фиг. 1). Радиусом Г4 переносят точку в на коническую поверхность расположе ния верхней ветви лобовой части (см. фиг. 1, 3). Восстанавливают в точку в перпендикуляр к конической поверхности расположения верхней ветви лобовой части и отмечают на нем центр 02, расположенного на оси первого цилиндра. Через точку 02 проводят прямую, параллельную конической поверхности расположения верхней ветви лобовой части, и на ней отмечают точку 02, являющуюся центром второго цилиндра; точка И (точка сопряжения цилиндров). Соединяют точки в, и И радиусом rs с центром в точке 02. Проводят через точку Н окружность радиусом re с центром в точке 02. Проводят прямую, касательную к окружности радиуса (см. фиг. 3) и окружности радиуса гв (см. фиг. 4). Отмечают точку г на окружности радиуса re (см. фиг. 3) и угол «2 конической поверхности расположения нижней ветви лобовой части (см. фиг. 4). Построение эвольвенты нижней ветви части производится после определения П2 и уз (см. фиг. 4).

-

12 2л sin 02

(4)

73 2

1 360

Yn Sin Oz

(5)

На эвольвенте отмечаются точки И, и К. Переносят радиусом щи радиусом пз точки d и Ж на эвольвенту (см. фиг. 3, 4). Осуществляют плавное сопряжение точки Ж

с точкой d и точки Ж с точкой в (см. фиг. 5). Тангенциальное смещение точки d относительно оси головки. Определяется величина угла У4 (см. фиг. 4,5). Определяется длина дуги Н между осью головки и точкой d (см. фиг. 7)

v h

2 п не 7ч 180 2 не

ГЦ

(6)

где 2 п не - длина окружности, на которой расположена точка d (см, фиг. 3);

74 угол сокращения развертки нижней ветви лобовой части (см. фиг. 4, 5);

180 2 Пб к

-общийугол развертки конуса с вершиной в точке Оз, образующей П и радиусом основания пе (см. фиг. 3, 4). После преобразования формулы (6) получается выражение

25

1 74

jrm 180

(7)

Определяется хорда (Хч) между осью головки и точкой d (см. фиг.б, 7)

30

sin -трПб,

(8)

где

75

v

(9)

Подставляя (9) в (8) получается выражение учитывая (7)

40Х-| 2пб Sin

(10)

Тангенциальное смещение точки в относительно оси головки. Определяется величина угла.уг (см. фиг. 1, 4). Определяется длина дуги 12 (между осью головки и точкой в, см. фиг. 7).

50

i, 27ГП4-У2 И80 -2 П4

(11)

Г4

где 2 п П4 - длина окружности, на которой расположена точка в (см. фиг. 3);

72 - угол сокращения развертки верхней ветви лобовой части (см. фиг. 1, 4, 5);

180 2 П4 ,- .

общий угол развертки коГ4

нуса с вершиной в точке ОГ

с образующей ГА и радиусом основания П4 (см. фиг. 1,3). После преобразования формулы (11) получается выражение

12 уг

4л: 180

(12)

Определяется хорда (Х2) между осью головки и точкой в (см. фиг. 6, 7).

Јri4,

(13)

где

Уб

2л: П4

(14)

Подставляя (14) в (13) и учитывая (12) получается выражение

X2 2ri4Sin У2 -

Г14

(15)

Привязка осей цилиндра, вокруг которых формируется головка катушки обмотки статора к эвольвентам верхней и нижней ветвей лобовой части и коническими поверхностями их расположения, позволяет головке занять в пространстве определенное положение, при этом появляется возможность точно определить среднюю длину витка катушки, получить правильные геометрические размеры заготовок катушек (лодочек). Длина пазовой части, прямолинейных вылетов, участков округлений, развернутых длин эвольвент нижней ветви лобовой части, части винтовой линии по головке

LH ln+2lB+2 I гп+21эвн+21Влн,

(16)

где In - длина активного железа (см. фиг. 4); lrn-длина участка округления (см. фиг. 4);

IB - длина прямолинейного вылета (см. фиг. 4);

эвн - развернутая длина эвольвенты нижней ветви лобовой части от точки п Г до точки d (см. фиг. 4);

влн - длина части винтовой линии между от точки d до точки И (см. фиг. 6)

тп

2 Л Г8 «2

360

(17)

где re - радиус округления (см. фиг. 4);

Oi - угол конической поверхности нижней ветви лобовой части (см. фиг. 4)

V

(Х1)2 +

2 П Г6

360 у

(18)

где Xi - длина хорды между точками d и li (см. фиг. 6);

re - радиус, вокруг которой формируется часть головки (см. фиг. 3);

од - угол подъема винтовой линии (см. фиг.З).

Длина пазовой части, прямолинейных вылетов, участков округлений, развернутых длин эвольвент верхней ветви лобовой части, части винтовой линии по головке

где 1эвв развернутая длина эвольвенты верхней ветви лобовой части между точками аГ и в (см. фиг. Т);

влв длина части винтовой линии между точками И и в (см. фиг. 6).

V

/-Y 2 , (,ofVl

.W (Х2) + -зёр-J(2°)

.где Х2 - длина хорды между точками И и в (см. фиг. 6);

сц - угол подъема винтовой линии (см. фиг. 3)

Периметр намоточного шаблона

LB

(21)

Разница между длинами и LB

Р Ы-1в ОГп+1эвн+1влнН|гв+1эвв+1влв) (22) .

Эта разница закладывается в конструкцию намоточного шаблона, на котором получают лодочки. Окончанию намоточного шаблона и штыри растяжных станков, фиксирующие головки при растяжке лодочек, выполнены также в виде двух сопряженных цилиндров и благодаря увеличенному среднему радиусу намотка лодочек и их растяжка производится с меньшей деформацией витковой изоляции, т.е. повышается надежность электрических машин. При растяжке лодочек с правильным внутренним контуром, геометрические размеры катушек получаются полностью согласованными с диаметром расточки статора, углами конических поверхностей, на которых расположены ветви лобовой части, вылетом лобовой части, что в свою очередь обеспечивает получение расчетных зазоров в лобовой части между соседними катушками, т.е. упрощается процесс укладки, уменьшаются деформации, воздействующие на витковую изоляцию и, следовательно, повышается надежность электрических машин. Ф о р м у л а и з о б р ете н и я Обмотка статора высоковольтной двухполюсной машины, содержащая отдельные жесткие шаблонные катушки, верхние и нижние ветви лобовых частей каждой из которых соединены друг с другом при помощи наклонных головок и расположены на конических поверхностях по эвольвенте, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности путем уменьшения деформации витковой изоляции в процессе изготов0

5

ления катушек и их укладки в статор, головка каждой катушки изгогнута по двум сопряженным окружностям, центры которых расположены на прямой, параллельной конической поверхности, образованной лобовыми частями верхних ветвей катушек, и часть головки лобовой части верхней ветви катушки, сформирована вокруг окружности меньшего радиуса, при этом на участке конической поверхности в осевом направлении машины до центра окружности меньшего радиуса размещено Yn-1 лобовых частей нижних ветвей катушек, где Yn - количество пазовых делений между пазовыми частями катушки.

м .2.3

т

VN

А -А

L//J

-г Д

Шаг2

0M2J

п

I 4

Ж

Фиг.Ь

Фиг. 5

6-6

J

Фиг. 6

ffudA

2