Статор электрической машины постоянного тока Советский патент 1982 года по МПК H02K1/06 

(54) СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА

I

Изобретение относится к электро.машиностроению и, в частности, касается крупных и средних электрических машин постоянного тока, применяемых в металлургической, бумагоделательной, машиностроительной промышленностях и др. отраслях народного хозяйства.

Известны электрические машины, преимущественно небольшие индукторные машины, у которых сердечники статора .и ротора образованы намоткой из стальной ленты, что ведет к значительной экономии электротехнической стали Г .

Однако такие сердечники не имеют

явновыраженных полюсов и не могут быть использованы в электрических машинах постоянного тока.

Известен также статор электрической машины постоянного тока, содержащий облегченный сварной корпус и расслоенный магнитопровод, разделенный на ярмо и явновыраженные полюса. С

целью снижения количества пассивного материала по отношению к активному и, следовательно, с целью снижения общей стоимости материалов, шихтованное ярмо статора собрано с помощью шпилек из пластин L-образной формы, образующих квадратное сечение ярма, и установлено в сварном каркасе, состоящем из продольных и поперечных стержней, причем продольные стержни установлены в наружных угловых вырезах ярма. На концах продольных стержна установлены подшипниковые шиты. Каркас статора закрыт наружными листами 2.

«5

Недостатком указанной конструкции является повышенный расход активных материалов, так как в этом случае, несмотря на раздельную штамповку L-образных пластин ярма и листов сердечников явновыраженных полюсов, неиспользуемые отходы электротехнической стали, остающиеся при штамповке, все еще остаются достаточно большими. Цель изобретения - снижение расхода электротехнической стали и упрощение конструкции статора, а также получение оптимальной формы статора в заданном габарите с точки зрения использования внутреннего пространст ва. Указанная цель достигается тем, что в статоре электрической машины постоянного тока, содержащем расслоенный магнитопровод с ярмом и явновыраженными полюсами,.закрепленный в каркасе, образованном продольными стержнями и торцовыми плитами, ярмо выполнено из стальной полосы, намотанной поверх продольных стержней каркаса, а слои ярма расположены вокруг продольной оси статора. Ярмо может иметь форму многогранника с расположением продольных стерж ней в его внутренних углах.. В торцовых плитах каркаса могут быть выполнены окна для контроля плотности намотки стальной полосы. На фиг. 1 показан предлагаемый статор, поперечное сечение; на фиг.2 то же, продольный разрез; на фиг. 3 узел I на фиг. 1; на фиг. 4 - то же, РИД сверху; на фиг. 5 - разрез А-А на фиг. 1. Статор имеет восьмигранную форму, приближающуюся в поперечном сечении к квадрату, с шир-окими горизонтальныйи гранями 1 и вертикальными граня ми 2 и узкими наклонными гранями 3Статор содержит расслоенный магнитопровод, включающий ярмо k сердечники главных 5 и дополнительных 6 полю сов. Магнитопровод закреплен в карка се, образованном двумя торцовыми плитами 7 и четырьмя парами продольных стержней или труб 8. Форма каркаса выбрана таким образом, чтобы в заданном наружном габарите получить максимальное использо вание внутреннего пространства. В статоре (фиг. 1) для придания ему формы восьмигранника, торцовые плиты 7 имеют форму восьмиугольника с внут ренним вырезом с длинными вертикальными 9 и горизонтальными 10 сторонами и с короткими наклонными сторонами 11. .Наклонные стороны 11 торцовых плит 7 имеют направленные внутрь ста тора уширения 12, в которых закрепле ны концы продольных стержней 8. Продольные стержни 8, связывающие торцовые плиты 7, расположены с внутрен ней стороны ярма А по углам восьмигранника и для придания каркасу больей жесткости могут быть усилены внутренними продольными планками 13. Соединение стержней 8 с торцовыи плитами 7 осуществлено сваркой (фиг. 3 и 4) . Концы стержней 8 (фиг.) проточены меньшим диаметром на длину, равную толщине плиты 7 с подрезками для наложения сварочных швов 14 и 15 без выступания (заподлицо) ./Таким образом, стержни 8 соединены с плитами 7 и образуют жесткий каркас. В случае необходимости при относительно длинном статоре для придания ополнительной жесткости каркас усиен внутренними продольными планками 13, которые приварены к плитам 7 и тержням В. Каркас, образованный в основном торцовыми плитами 7 и стержнями 8, служит для размещения в нем расслоенного магнитопровода, включающего ярмо А, образованное намоткой стальной полосы плашмя вокруг продольных стержней 8, вследствие чего слои ярма магнитопровода расположены не перпендикулярно продольной оси, а вскруг продольной оси машины, повторяя восьмигранное очертание статора. Начало 16 первого витка стальной полосы, образующей ярмо, зажато между стержнями 8 и ярмом А, конец 17 последнего витка закреплен посредством сварки к одной из четырех наружных продольных планок 18, которые в свою очередь приварены к торцовым плитам 7. После сборки каркаса последний устанавливают на станок для намотки, снабженный натяжным устройством и закрепляют начало стальной полосы, подающейся из рулона (фиг. 1). Приспособление состоит из струбцин19 и 20 и запорного бруска 21, вокруг которого обернуто начало полосы стянутых болтами 22. Под действием натяжения полосы струбцины 19 и 20 упираются в горизонтальные стороны 10и в уширения 12 наклонных сторон 11торцовых плит 7. Направление намотки может быть выбрано как по часовой, так и против часовой стрелки. Усилие натяжения выбирается в зависимости от ширины и толщины стальной полосы. Одну сторону полосы одновременно с намоткой промазывают клеящим электроизоляционным лаком. 59 Намотку продолжают до получения заданной толщины ярма магнитопроводз. Контроль плотности намотки осуществляют визуально или с помощью щупов через окна 23, выполненные в торцовых плитах 7 (фиг. 5). Для закрепления последнего витка (фиг. 5) с торцов наклонных сторон 11 плиты 7 устанавливают кронштейну 24, снабженные отжимными вин теми 25, и закрепляют их с помощью, болтов 2б. После прохождения последнего витка стальной полосы под кронштейном, на него накладывают наружную продоль ную планку 18 и отжимают ее винтами 25. Эту операцию выполняют на всех четырех наклонных сторонах сердечника статора. Для облегчения установки планки 18 в местах входа в нее винтов 25 выполнены конические центрирующие выемки 27 (фиг. 5). Затем начало и конец ленты обрезают, после чего статор снимают с намоточного станка, приваривают планки 18 к торцовым плитам 7, а конец полосы - к планке 18. После этого убирают кронштейны 2А с винтами 25 и болтами 2б и приспособление со струбцинами 19 и 20 запорным бруском 21 и болтами 22. К торцовым плитам 7 (фиг, 2) с обеих сторон CTajopa приварены короба 28 и 29 из толстолистовой стали, образующие пространство 30, внутри которого размещен коллектор (не показан) и пространство 31 для размещения лобовых частей ротора, встроен ного вентилятора (не показан). Короба полностью повторяют форму статора и имеют прямоугольные отверс тия 32 для обслуживания коллектора и размещения проводов или шин для питания электродвигателя и отверстия 33-35 для подсоединения патрубков по вода и отвода охлаждающего воздуха. Второй стороной короба приварены к плитам Зб и 37, на которых проточены посадочные места 38 и 39 для подшипн ковых щитов. Лапы 0 и 1 машины выполнены из толстолистового проката прямоугольно формы и приварены к торцовым плитам и плитам Зб и 37. Предлагаемая конструкция статора позволяет выбрать длину -магнитопрово да таким образом, чтобы либо уложить ся в стандартную ширину рулона элект б6 . ротехнической стал--, либо использовать кратное целому число полос. Таким образом достигается практически безотходное изготовление ярма магнитопровода статора, что в совокупности с другими усовершенствованиями позволяет получить значительную экономию материалов и обеспечить создание простой, современной и экономичной конструкции мощной электрической ма.шины постоянного тока с расслоенным магнитопроводом в диапазоне мощностей 55-2000 кВт. Это соответствует потребностям динамично развивающихся отраслей народного хозяйства, таких как металлургия, станкостроение, транспорт и др., которые нуждаются в электродвигателях постоянного тока со все более высокими значениями мощностей и частот вращения в габарите, с повышенной скоростью изменения тока --г- . При неизменной и. общепринятой для машин данного класса высоте центров, применение призматического расслоенного статора позволяет вписать возможно больший диаметр-якоря, и таким путем поднять упомянутые показатели в заданном габарите. Формула изобретения 1. Статор электрической машины постоянного тока, содержащий расслоенный магнитопровод с ярмом и явновыраженными полюсами, закрепленный в каркасе, образованном продольными стержнями и торцовыми плитами, о т -л и чающийся тем, что, с целью снижения расхода материалов и упрощения конструкции, ярмо выполнено из стальной полосы, намотанной поверх продольных стержней каркаса, а слои ярма расположены вокруг продольной оси статора. 2.Статор по п. 1, отличающий с я тем, что ярмо имеет форму многогранника и продольные стержни расположены в его внутренних углах. 3.Статор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в торцовых плитах выполнены окна для контроля плотности намотки стальной полосы. Источники информации, принятые во внимание приэкспертизе 1.Патент Франции № , кл. Н 02 К 51/00, 1970. 2.Патент Англии N 1 32700, кл. Н 02 К 1/18, 1976. А Фг/g./

7 29

r

01/г 2 /6 7