Шихтованный полюс электрической машины Советский патент 1981 года по МПК H02K1/08 

(54) ШИХТОВАННЫЙ ПОЛЮС ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЛААШИНЫ Оцнако прецпожнный профипь попнэсных наконечников текнопогически трудно реализуем и плохо контропируем, в связи со сложной трансценаентной зависимостьчо, описывающей его изменение. С аругой стороны закон изменеяия воздушного зазора, попучающегося при очертании попюсных наконечников все еше существенно отличается от известного оптимального закона изменения вепичины воздушного зазооа , ,, pfvc. Jfy CDS -Tgrгце - зазор под центром попюса X - текущая координата; попюсное деление. Учитывая текнопогические трудности, возникающие при изготовлении полюсных накокечников сложной формы, часто испопьзуют наконечники более простой фор мы; в малых машинах профиль наконечни ков обеспечивает постоянный зазор под всей полюсной дугой, в более мощных машин распространены наконечники, профиль коTopbix описан одним радиусом эксцентрич но отстоящей окружности этом случае оптимальный закон из менения возцушного зазора заменяется приближенно его реализующей зависимостью ,COS-rr{ - рациус расточки якоря радиус окружности ограничивающей профиль полюсного н конечничса о «- расстояние межцу центрами окружностей радиусов R и Веряние знаки относятся к системе с наружными полюсами, а нижние к системе с внутреннимк полюсами. Нецостатком данного конструктивного решения является то, что закон изменения величины возцушного зазора дает с о.птимапьным всего лишь в двух точках, Известны ишхтованные полюса, испол зуемые в крупных, высокоиспопьзованны электрических машинах, например, в тяговык двигателях, у которых полюсный наконечник выполняют из двух частей; центральной и периферийной так, что пр филь возцушного Зазора получается, тяк называемой трапецеидальной формы: в центральной части на отрезке примерно 0,4 за,зор имеет постоянную величину, в периферийной части возрастает по нинейному закону до 2 поц краем поюсного наконечника fsj. Недостатком такой конструкции является сложность реализации такой формы аконечника. Известны также шихтованные полюса лектрических машин, содержащие ферромагнитный сердечник и полюсный наонечник с центральной, относительно оси имметриичастьюи периферийной частью, рабочие поверхности которых выполнены различной кривизной Гб. Данное техническое решение наиболее близко к предлагаемому по технической сущности и- достигаемому эффекту.. Недостатками конструкции такого полюса являются сложность практического исполнения второй (периферийной) части полюсного наконечника по сложной тригонометрическо.й зависимости и плохое использование стали, из которой штампуются листы полюсов, что увеличивает ее расчоЯ и повышает стоимость. Цепь изобретения - уменьшение -рас оаа материалов и упрощение технологии изготовления. Указанная цель достигается тем, что профиль центральной части полюсного наконечника длиной не менее ширины полюсного сердечника ограничен со стороны рабочей поверхности дугой окружности радиуса ) где R; радиус расточки якоря - высота полюса , Р величина зазора поц центром полюса. знак (+) для наружной системы по-. л юсов, знак (-) для внутренней системы полюсов, а профиль периферийной части упомянутого наконечника ограничен дугами окружности радиуса R - е + к„ - к. гдес ,(а - величины зазоров под краягоми попюсного яокон чника и центральной части с:оответстооино;Л - ширина переходного участка .мржау двумя частями наконечника. На фиг. 1 показана конструкция по- пюса; на фиг. 2 - построение профипя попюсного нaкoнeчникaj на фиг. 3 - схе ма штамповки попюсных листов с наконечником, имеющим профиль, ограниченный цугами двух окружностей. U иктованный явновыраженный попюс электрической представляет собой набранный из ферромагнитных пистов 1 пакет, который состоит из полюс ного сердечника 2, ограниченного с боковых сторон плоскостями, а сверху частью цилиндрической поверхности рааиуса, R;j-vb - g , а также попюсного наконечника 3, верхние и боковые грани 4 которого являются плоскостями, а нижня грань содержит периферийные участки 5 и центральную часть 6. Центральная часть 6 полюсного наконечника 2 и периферийные участки 5 соединены между собой переходнык участком 7. Центральная часть б имеет длину не менее ширины сердечника 2 полюса и очерчена радиусом (г о Периферийные участки 5 ограничены дугами окружностей радиуса cos Q -Q . COS 1зш /й+Д V 1-COS /cos- -/ 1 / Как видно из фиг. 2 центральная час 6 полюсного наконечника 2 ограничена дугой, эксцентрично отстоящей относите но окружности и якоря .{ ). причем межцентровое расстояние ( PQ между ними равно вьюбте полюса , так что на Данном участке изменение величины зазора подчиняется закону Ф,(, Изменение зазора на данном участке бли ко совпадает с упомянутым выше оптимальным законом изменения воздушного зазора. Необходимая точность приближения закона изменения воздушного зазора к оптимальному на периферийных участка 5 полюсного наконечника обеспечивается ограничением их профиля, например, цилиндрической поверхности радиуса М ежцентрспоэ расстояние окружностей i при этом находится радиуса засечкой радиусом RO., из посгтецней точки полюсного наконечника 3, имеющей координаты ( , ) Изготовление листов 1 попюса может производиться (при форме его, выполненной по предлагаемому изобретению), например, методом последовательной штамповки без перемычек по шагу, в соответствии с фиг. 3. Помимо улучшения формы магнитного поля в зазоре, коЕютрукция предлагаемого полюса выгодно отличается от извест- ных меньшим насыщением полюсных наконечников, большей их механической прочностью, меньшим средним магнитным сопротивлением воздушного зазора при уменьшении потенциальной напряженности двигателя. Факторы уменьшения магнитного сопротивления воздушного зазора и улучшения формы магнитного поля позволяют ПОВЫСИТЬэлектромагнитные нагрузки активных материалов электрических машин, например, уменьшить активную длину попюса, что имеет первостепенное значение для тяговых электродвигателей. Изменяя величину переходного участка 5, можно добиться оптимального сечения для прохождения магнитного потока в переходе от центральной части 6 полюса к его наконечнику 2 в периферийной части 5, что весьма важно при проектировании электрической машины с явновыраженны- ми попюсами, в частности при решении вопроса о размещении обмотки возбуждения. Выполнение предлагаемого полюса без перемычек по шагу позволяет уменьшить расход матеряапа, упростить изготовление штампов, т.е. упростить технологию изготовления и, следовательно, уменьшить стоимость полюса. Формула изобретения Шихтованный полюс электрической машины, содержащий ферромагнитный сердечник с центральной относительно оси симметрии ч.астью и периферийной частью, рабочие поверхности которых выполнены с различной кривизной, отличающийся тем, что, с цепью уменьшения расхода материалов и упрощения изготовления, профиль центральной ограничен со стороны рабочей поверхности дугой окружности с радиусом . °Yi - г-v0 m а профиль периферийной части - дугами окружностей радиуса .,/co.5j - /ачд C-i где R - радиус расточки якоря; ,6L,5, - величины зазоров пса центро краем центральной части и краем попюсного наконечник соответственно; wSvi ширина и высота полюса; ЬР - ширина попюсного наконечни - ширина переходного участка между двумя частями наконе ника. {+) для наружных полюсов, (-) для вн ренних полюсов.

(риг. 2 2 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 306528, кл. Н 02 К 1/О8, 1965. 2.Патент ГДР № 86651, кп. Н 02 К 1/14, 1970. 3.Авторское свидетельство СССЬ № 544425, кл. Н 02 К 1/О8, 1972. 4.Шуйский В.П. Расчеты электрических машин. М .,Энергия, 1968, с, 141-142. 5.Алексеев А.Е. Тяговые электрические машины и преобразователи. М., Энергия, 1967, с. 122. 6.Патент ФРГ М 1563227, кп. 2101 45, 1969.