Беспазовый статор электрической машины Советский патент 1982 года по МПК H02K1/06 H02K3/04 

(54) БЕСПАЗОВЫЙ СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ Изобретение относится к электричеоч КИМ машинам и может быть преимущественно использовано в машинах постоянного тока, в синхронных, асинхронных и других эпектричаских машинах любого использования. Известен беспазовый статор электрической машины, содержащий пакеты, набранные из груЯп, состояших из изопиррвадных и соединенных между собой элементов, имеюштос активные лобов 1е части 1 . В этом беспазовом статоре группы пакета имеют разную форму и отличаются друг от друга по размерам, что усло няет их изготовление. Кроме того, имею щиеся вырезы, в которые помещаются лобовые части, снижают общую надёжность статора, сопротивление фаз обмотки различно, что ухудшает характеристики машины. Цель изобретения - улучшение энерге тических характеристик машины.

МАШИНЫ Указанная цель достигается тем, что в беспазовом статоре электрической машины, содержащем ярмо и активную часть, выполненную из ряда пакетов, каждый из которых состоит из групп с различной длиной лобовых частей по числу фаз машины, выполненных из отдельных изолированных друг от друга и соединенных между собой элементов из биметалла, состоящего из электропроводного и магнитопроводного материала, число витков в группах определяется из соотношений:. sj5/i -|i . NS/: z ж -ti: 1 Wz. €a: Каждый последующий пакет состоит из групп большой длины j , средней Eg и малой длины -с , а каждый преды ду щий пакет - из групп малой длины t , средней Сг и большой длины , где-Е, , Е. Л5 длина соответствующих групп пакета, W ,2. 3 витков этих групп На фиг. 1 показан .беспазовый статор цилиндрического исполнения, на 30 фиг. 2 - то же, продольный разрез; на фиг. 3 - полоса с выштампованными вырезами на одну группу; на фиг. 4 - гру па из сложенной полосы (четвертая) на фиг. 5 - то же, после изгиба по продол ной оси, на фиг. 6 - то же вид сбоку;- на фиг. 7 - то же, вид сверху; на фиг. 8 группа из сложенной полосы после изгиба по продольной оси (пятая), на фиг. 9 - группа из сложенной полосы . после изгиба по продольной оси (шестая на фиг. 10 - собранный пакет из трех групп, на фиг. 11 - то же, вид сбоку; на фиг. 12 - то же, вид сверху, на фиг. 1 З схемы соединений в пакете грех групп; на фиг. 14 - схемы.пакета с тремя группами, выполненными из двух одинаковых частей; на фиг. 15 схема соединения двух пакетов, обеспечивающая выравнивание сопротивления ЭДС фаз. Статор имеет станину 1 (литую или сварную), Б которой находится ярмо 2, выполненное из колец электротехничео кой стали с изоляцией между слоями, и распределенный активный слой 3, состоя ший из магнитоэлектрических активных сторон катушечных групп 4-9 , имеющих одинаковую форму, с эквивалентным числом витков, изготовленных независимо от ярма. Между ярмом 2 и катушечными группами, изготовленными из двух половин, находится магнитопровод 1О, являющийся технологическим. Группы пакетрв выполнены разной длины и соетавлены так, что последующий пакет состоит из групп большой, средней и малой длины (, каждый предыдущий - из малой, средней и большой (Ej , -tj, - Магнитопровод и ярмо отделены от катушечных групп слое изоляции 11. Каждая группа состоит из двух активных сторон, например 4 (фиг. 1). Активные стороны в группе со стоят из элементов 12 (фиг. 1-4). Элементы двух активных сторон группы соединены между собой лобовыми соединениями 13 (фиг. 3-5), представляющими одно целое с элементом 12. Группы выполняются как одно целое с изодяцией всех активных элементов и лобовых соединений. Катушечные грутн пы ссэединяются между собой в зависимости от конструкции обмотки (трехфазной, однофазной, обмотка постоянного то ка и т. д.) и принятой схемы соединения. Пакет объединяет в себе несколько групп. В нашем случае для трехфазной обмотки три группы 4-6 образуют один 24 пакет, а группы 7-9 - второй пакет (фиг. 1). Группы выбраны из изолированных и соединенных между собой элементов, выполненных из материала, являющегося магнитопроводным и электропроводным, например биметалла. При этом соотношение электропроводного и магнитопроБодного материала может находиться в пределах 0-100%. Ширина лобовых частей 14, 15 и т. д. различна для того, чтобы не прибегать к исзгибу в лобовых частях. В полосе (фиг. 3) с одной стороны штампуется вырез 16, затем вырез 17 с другой стороны и т. д. Заготовка для группы может-быть получена и сразу на компаундном прессе, на котором штампуется вся заготовка по фиг. 3. После штамповки полосы изолируются и складывадотся по пунктирным линиям 18 и 19, образуя катушечную группу (фиг. 4) с двумя активными сторонами 20 и 21. Чтобы выравнять все активные стороны, полученная группа иэгибается по линии. симметрии 22-23, и получается катушечная группа, приведенная на фиг. 5. После растяжки группы она принимает форму, приведенную на фиг. 6. Формовка группы и ее обработка могут быть выполнены на специаль ном шаблоне, облегчающем процесс изготовления. Расстояние 24 (фиг. 6) равно 2/ЗТ полюсного деления, расстояние 25 - полюсному делению. Размер 26 представляет собой ширину лобовой части, а размер 27 - длину лобовой части (фиг. 7). Группа 5 изготавливается аналогично группе 4, но имеется разница в. штамповке. В полосе штампуются вырезы также, как на фиг. 3, но вылеты лобовых частей 28 и 29 (фиг. 8) длиннее, чем у группы 4 на длину ее лобовой части. Лобовые части разных групп меют разную длину. Ширина лобовых участков соответствующих элементов одинакова. Так, первый участок 14 для четвертой, пятой; шестой групп : одинаков. Все группы по своей форме идентичны. Длина лобовых соедивений 30 и 31 шестой группы больше, чем группы 5 еще на одну лобовую часть (фиг. 9). Из сравнения фиг. 11 vi 1.2 видно, что пакет (фиг. 10) образован за счет сложения групп 6, 5 и 4. В отверстие шестой группы входит половина пятой группы, в отверстие пятой группы - половина четвертой группы (фиг. , 11 И 12). Собранные и изолированные междуфазной изоляцией групйы легко собираются в пакет, -так как между их стенками имеется расстояние 2/3 Т (фиг. 6, размер 24). Группа собирается из профильного или прямоугольного материала (фиг. 6 и 11). Изготовленный пакет изолируется, компаундируется, образуя одно монолитно целое. Изготовленные пакеты собираются на шаблоне, опрессовыеаются, и на актив ный участок и лобовые соединения наносится изоляция 11. Затем пакеты покры. ваются магнитопроводсм, который может быть изготовлен из порошкового магнитного.материала. Собранная монолитна активная часть статора помешается в станину 1 и закрего1яется кольцами 32 и 33 с прижимными дисками лобовых частей 34 и 35 (фиг. 2). Из схемы соединений в пакете для групп 4, 5 и 6 (фиг. 13), а также из фиг. 6 и 11 видно, что ширина группы составляет 4/3 полюсного деления. С целью сокрашелия длины лобовых частей предлагается каждую группу выполнять из двух одинаковых частей (фиг. 14 Эти части между собой могут соединяться последовательно или параллельно. Выводы от каждой rpyniai выполняются как у обычных машин, затруднений предлагаемая конструкция неВНОСИТ. Вырав нивание сопротивлений фаз и ЭДС предлагобтся производить двумя способами. В первом способе число витков rpyitпы 5 берется за основу,.а число витков группы 4 увеличивается пропорционально отношению длин групп. Что касается группы 6, то в ней число витков уменьгшается пропорционально отношению длин шестой группы и пятой. Т. е. число витков групп равно: Wf W| , где Wj ,Х/,,W,, - число витков сортветстве но четвертой, пятой и шес той группу Ъ длина групп. Таким образом, витки разных групЯ являются эквивалентными по сопротивлениям и ЭДС. Такой способ наиболее применим для двухполюсных машин. По второму способу предлагается пер вые три группы выполнять так, как опис но на фиг. 13. Следующие грухшы вьщол няются так, чтобы -компенсировать нера венство сопротивлений и ЭДС, т. е. вы полняется большая группа, средняя группа (остается без изменения) и самая ма лая. Такое выполнение приведено на , фиг. 15 и оно обеспечивает эквивапент9ность всех фаз. Группы по фиг, 15 мо гут быть выполнены из двух одинаковых частей, как указано на фиг. 14. Предлагаемый статор работает так же, как и иззестный. Он создает магнит ное поле, которое взаимодействует с ротором, и образует вращающий момент (для двигателя). В статоре создается ЭДС в случае, если статор применен в качестве генератора. В отличие от известных статоров лобовые части пакетов являются активными, по ним проходит магнитный поток, и в них создается ЭДС. в предлагаемом статоре по сравкеишо с известным упрощено изготовление групп и пакетов статора, так как всё группы имеют одинаковую форму, сокраш.ены ширинь лобовых соединений, решен вопрос выравнивания сопротивлений фаз к ЭДС за счет применения эквивалентного количества витков, и за счет эквивалентности групп в фазе. Таким образом, изобретение ПОЗБС Яяет улучшить энергетические характеристики .машины и уменьшить трудоемкость изготовления. Формула изобретен.и я , 1. Беспазовый статор электрической машины, содержащий ярмо и активную часть, выполненную : из ряда пакетов, каждый из которых состоит из групп с различной длиной лобовых частей по чио-, лу (JH3 машины, выполненных из отдель ных изолированных друг от друга и соединенных между собой элементов из биметалла, состоящего из электропроводного и магнитопроводного материала, отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетических характеристик, число витков в группах определяется из соотношений: --22. „ -й -Wi IT I Wi vca 2. Статор по п. 1, отличающийся тем, что каждый последуют щий пакет состоит из групп большой длины 1 , средней t и малой , а каждый предыдущий пакет - из групп малой длины t , средней ,2 и большой длины -ti,. t , алина соответствующих групп пакета; w,,.y, число витков этих групп. Источники информации. Принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 824372, кл. Н 02 К 3/04, 1978.

4

12

в

Фиг.1

.

,П

ФигЛ

21

12

/

A

Фиг 5 A

/

Фаг 7

y

г(У

« 5

. .4

1 I 1

I I I

Фиг Ю

Фиг. /J

5 6 it 5 6 IS 918 S

Фиг.Ш