Индуктор электрического двигателя возвратно-поступательного движения Советский патент 1993 года по МПК H02K33/02 

Изобретение относится к электромашиностроению, точнее к конструкции индукторов линейных электрических машин.

Известен индуктор двигателя возвратно-поступательного движения, содержащий цилиндрическую обмотку, охваченную витым из ленты электротехнической стали ярмом магнитопровода и полюса, примыкающие к торцовой поверхности обмотки и выполненные из той же ленты с волнообразными торцовыми поверхностями, линии пересечения торцовых поверхностей полюсов цилиндрическими концентрическими поверхностями представляют собой замкнутые синусоидальные линии с длиной, равной длине внутренней окружности ярма.

Наиболее близким по конструкции к предлагаемому решению является индуктор электрического двигателя возвратно- поступательного движения, содержащий цилиндрическую обмотку, охваченную витым из ленты электротехнической стали маг- нитопроводом, состоящим из ярма и полюсов, поверхности полюсов отогнуты . к оси индуктора и выполнены в виде гофр, которые в местах внутреннего изгиба примыкают к торцовым поверхностям обмотки.

Недостатками двигателей с такими индукторами является низкая теплопередача от внутренней торцовой части обмотки к торцовым поверхностям гофр, т.к. реально теплопередача происходит по лини ям соприкосновения упомянутых поверхностей.

Кроме того, недостатками двигателей с таким индуктором являются конструктивные и .технологические трудности изготовления гофр торцовых поверхностей полюсов так, чтобы линии пересечения упомянутой поверхности полюсов концентрическими поверхностями представляли собой синусоидальные линии с длиной, равной длине внутренней окружности ярма. Такая конструкция гофр торцовой поверхности полюсов требует тщательного подбора вида и режимов механической и термической обработки стальной ленты для выполнения такой поверхности, что сокращает диапазон выбора толщины материала Стальных лент, требует применения дорогого специального оборудования. В частности, для получения синусоидальной поверхности полюсов прототипа требуется применение специальных станков типа АТДС, обеспечивающих получение таких поверхностей методом ротационной вытяжки в нескольких плоскостях с помощью обкатывающего валика, применения вакуумной термической обработки.

Целью изобретения является улучшение теплопередачи от торцовых поверхностей обмотки к полюсам без ухудшения электромагнитных свойств индуктора.

Поставленная цель достигается тем, что в индукторе электрического двигателя возвратно-поступательного движения, содержащем цилиндрическую обмотку, охваченную витым из ленты электротехнической стали магнитопроводом, состоящим

из ярма и полюсов, поверхности полюсов

отогнуты к оси индуктора и выполнены в

виде гофр, которые в местах внутреннего

изгиба примыкают к торцовым поверхностям обмотки, в вершинах полюсов, примыкающих к торцовым поверхностям обмотки, выполнены 0-образные отверстия, а поверхности полюсов выполнены трапецеидальной формы,

Выполнение внутренних торцовых поверхностей полюсов, непосредственно примыкающих к поверхности обмотки трапецеидальной формы позволяет улучшить теплопередачу от торцовых поверхностей обмотки к торцовым поверхностям полюсов за счет большей площади контакта оснований трапецеидальных поверхностей полюсов с обмоткой; упростить технологию изготовления индуктора с полюсами трапецеидаль ной формы за счет выполнения боковых поверхностей трапеции по эвольвенте. Это дает возможность применения вместо технологии изготовления гофрированной поверхности полюсов методом

ротационной вытяжки с помощью обкатывающего валика в нескольких плоскостях, на автоматизированных станках типа АТДС. технологии накатки на. зубчатой оправке, по форме обратной внутренней поверхности

полюсов, дополнительной зубчатой оправкой с боковыми поверхностями, выполненными по эвольвенте на обычных токарных станках.

Выполнение 0-образных отверстий в вершинах полюсов, преимущественно методом безотходной просечки, позволяет без ухудшения электромагнитных свойств индуктора существенно улучшить вентиляцию

индуктора за счет конвекции воздуха от нагретой обмотки к магнитопроводу и окружающему воздуху. Это позволяет снизить требования к термообработке, а в случае применения современных мягких электротехнических сталей типа 2110, 2112 делает возможным изготовление неглубоких гофр торцовой поверхности полюсов без предварительной термообработки.

На фиг. Т и 2 показан предложенный индуктор, две проекции.

Индуктор электрического двигателя возвратно-поступательного движения содержит цилиндрическую обмотку 1 с одинаковой шириной (сечением) от внутреннего диаметра к наружному и охваченную с внешней стороны цилиндрической поверхности витым из ленты электротехнической стали ярмом 2 магнитопровода. К торцовым поверхностям обмотки примыкают полюса, выполненные из той же ленты в виде волнообразной торцовой поверхности 3 подобной гофрам трапецеидальной формы, причем боковые стороны трапецеидальных полюсов 4 выполнены по эвольвенте.

На фиг. 2 показан предложенный индуктор (вид с торца)), в котором в вершинах трапецеидальных полюсов 3 выполнены 0- образные отверстия, преимущественно методом безотходной просечки, причем края просеченной поверхности отогнуты. Отги- бание просеченной поверхности может быть выполнено как внутрь, так и наружу индуктора.

Предлагаемая конструкция полюсов по зволяет применять для изготовления индук- тора современные холоднокатанные электротехнические стали с поперечным направлением магнитного потока в зоне ярма и полюсов без предварительной термической обработки, снизить усилие механического воздействия, потребное для формирования гофр, вследствие меньшей глубины гофрированной поверхности полюсов по сравнению с конструкцией про т отипа. Это делает реальным выполнение индуктора электрического двигателя возвратно-поступательного движения в виде

двух деталей - цилиндрической обмотки с одинаковой шириной и сечением от внутреннего диаметра к внешнему и намотанному непосредственно на внешнюю поверхность обмотки из одной заготовки магнитопровода, представляющему собой . ленту, центральная часть которой является ярмом, а края после формирования гофр полюсов - волнообразную торцовую поверхность, что значительно упрощает технологию изготовления, исключает воздушные зазоры между отдельными частями магнитопровода индуктора. Предлагаемая конструкция индуктора позволяет быстро

0 осваивать производство различных типоразмеров магнитопроводов с помощью обычных токарных станков типа 1708. 1711. 1714 и т.п. В патроне токарного станка закрепляется зубчатая оправка по форме внут5 ренней части полюса и на боковую которой наматывается стальная лента шириной, рав- .ной половине длины ярма и высоте полюса. Часть ленты шириной, равной высоте полю- са тгибается на зубчатую поверхность оп0 равки с помощью дополнительной оправки, представляющей собой шестерню с зубчатой поверхностью, обратной зубчатой поверхности основной оправки, боковые поверхности оправок выполнены с эволь5 вент ным профилем.

По сравнению с-прототипом предлагаемая конструкция индуктора имеет существенно большую площадь теплопередачи (на 20-50%) и может изготавливаться по более

0 простой и дешевой технологии, обеспечивающей снижение трудоемкости не менее чем на 25%.

Использование: в машинах возвратно- поступательного движения. Сущность изо1 бретения: устройство содержит цилиндрическую обмотку 1, размещенную в полости магнитопровода, выполненного из двух одинаковых частей из ленты электротехнической стали, представляющих собой полуярма 2 с полюсами 3. Поверхность полюсов выполнена волнообразной, с утолщением витков на торцах обмотки 1. В вершинах арок витков выполнены отверстия. Цель изобретения - улучшение охлаждения устройства достигается за счет более плотного прилегания полюсов 3 к торцам обмотки 1 и охлаждения через отверстия, без ухудшения магнитных свойств магнитопровода. 2 ил.

Фор мула изобретения Индуктор электрического двигателя возвратно-поступательного движения, содержит цилиндрическую обмотку, охваченную витым из электротехнической стали магнитопроводом, состоящим из ярма и полюсов, поверхности полюсов отогнуты к оси индуктора и выполнены в виде гофр, которые в местах внутреннего изгиба примыкают к торцовым поверхностям обмотки, отличающийся тем, что, с целью улучшения теплопередачи без ухудшения электромагнитных свойств индуктора, в вершинах полюсов, примыкающих к торцовым поверхностям обмотки, выполнены 0- образные отверстия, а поверхности полюсов выполнены трапецеидальной формы.

Фиг.1