Магнитопровод торцовой электрической машины Советский патент 1982 года по МПК H02K1/06 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к магнитопроводам торцовых электрических мамин переменного тока.

Известен безпазовый статор электрической машины, содержащий ярмо и распределенный магнитный слой, который образуется магнитно и электрическиактинными сторонами катушечных групп, изготовленных независимо от выполнения ярма (шихтованного или витого). Катушечные группы монтируются на ярме статора аналогично укладке в открытый паэ шаблонных катушек статорных обмоток обычного исполнения. Составные элементы расттределен-ного активного слоя каждой катушечной группы представляет собой . активные пакеГы из перемещающихся слоев обмотки и листовой стали (1.

Недостатком такой конструкции.является то, что ее нельзя использовать в отношении ротора с короткозамкнутой обмоткой. Пазы получаются открытыми и тем самым затруднена заливка алюминиевым сплавом. Но даже после заливки из-за открытых пазов возникают дополнительные потери вследствии потоков рассеяния и энер- гетические показатели двигателей

будут низкими. Для изготовления статоров данный магнитопровод имеет ограничивающие .условия: листовая сталь должна иметь плюсовой технологический припуск в сторону воздушного зазора, который послесборки статора снимается механической обработкой для обеспечения необходимого воздушного зазора, что ограничи10вает гарантию на надежность, так как попадание металлической стружки и пыли в обмотку может привести к электрическому пробою изоляции. Собирать катушечную группу из .отдель15ных стальных пластин и обмоткой между ними вызывает серьезные технологические трудности так как пластины не скреплены между собой. Из-за параллельности стенок катушечных групп, на пе20реферии диска ярма появляется неиспользованная площадь, которая затрудняет сборку статора..

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является маг25 нитопровод торцовой электрической машины, который содержит витое из стальной ленты ярмо и зубцовую зону, выполненную из ленты с ргщиально расположенными гофрами, свернутой

30 веерообразно в кольцо, причем пазы.

Образованные гофрами, обращены открытой частью к ярму 2.

Однако это устройство характеризуется неоднородностью механических свойств вдоль ленты (трудно получить ребра равной высоты), по той же причине ребра получаются не равновысотными по длине, гребни гофр являются препятствием для прохождения магнитного потока, перенасыцаются и тем самым йскуственно увеличивают технологический зазор между зубцовым слоем и ярмом,при толщине гофры более 0,35 мм, она со стороны ротора становится магнитным экраном, а поэтому требуется дополнительная операция шлифовка

при свертывании

ленты веерообразно ближе к большему диаметру образуются пустоты, которые, не используются в машине.

Цель изобретения - снижение трудоемкости изготовления и улучшения энергетических показателей.

Указанная цель достигаетсятем, что в магнитопроводе торцовой электрической машины, содержащем ярмо, витое из ленты, и зубцовую зону, выполненную из слоев гофрированной ленты, слои в пределах каждого зубца расположены радиально, образуя между собой зазоры клинообразной формы, лента зубцовой зоны установлена на ребро и гофрирована по высоте, крайние слои каждого зубца со стороны внутренней расточки изогнуты, образуя наклонные ребра перегиба и участки, расположенные под-прямьлм углом к ним, причем зазоры клинообразной формы между слоями каждого зубца заполнены магнитодизлектриком.

С целью магнитного закрытия пазов между зубцами может быть расположена непрерывная стальная лента,изогнутая по торцам.

На фиг. 1 показана часть зубцовой зоны магнитопровода; на фиг. 2 непрерывная лента, которая располагается между зубцами; на фиг. 3 часть зубцовой зоне с лентой, расположенной между зубцами над пазами; на фиг. 4 - магнитопровод торцовой электрической -машины.

Слой зубца 1 выполнен из ленты, .ширина которой равна высоте зубца. Изгиб ленты 2 обращен к оси машины и здесь слои плотно прилегают друг к другу, изгиб ленты 3 обращен к периферии магнитопровода. Слои в пределах каждого зубца расположены радиально и образуют между собой зазоры клинообразной формы 4. Зазор 4 необходим для обеспечения параллельности крайних слоев зубца, образующих пазовое пространство под обмотку. Изгиб 5 за пределами магнитопровода обеспечивает изменение направления ленты, образуя наклонные ребра перегиба и участки 6, расположенные

под прямым углом к крайнему слою зубца..Лента вновь.изогнувшись на изгибе 7, послойно укладывается в гармошку 8 следующего зубца. И так далее, используя непрерывность ленты набирается заданное число зубцое, после чего лента обрезается, а свободный конец соединяется с начале ленты, образуя замкнутую конструкцию зубцовой зоны. Между зубцами расположена лента 9, ширина которой равна межзубцовому пространству или меньше его и выполняет функции закрытия паза - магнитного перекрытия, улучшая поле электрической машины. За пределами паза лента изгибается, образуя изгиб 10, затем следует переход 11 до следующего паза, снова изгиб 12 и продолжение ленты 13 вновь приобрело направление параллельное слою 1 зубцовой эоны. Плокость ленты 9 перпендикулярна плоскости ленты зубцовой зоны. Число магнитных перекрытий соответствует числу межзубцовых пространств, а точнее числу пазов, образованных зубцами. В местах 14-1,6 ленты скреплены контактной сваркой или клеем, образуя жесткую конструкцию, которую, после введения в пазы обмотки, крепят к ярму 17, в случае статора (см.фиг.4) В случае ротора зубцовой слой крепится к ярму, а потом пазы заполняются алюминиевым сплавом, образуя короткозамкнутую обмотку. Зазоры между слоями зубцов заполнены магнитодиэлектриком 18.

Способ изготовления такого магнитопровода заключается в следующем.

Из рулона холоднокатанной электротехнической стали нарезаются полосыленты заданной ширины. Зубцы изготавливаются из ленты, поставленной на ребро. Разматывая рулон, лента изгибается в поперечном своем сечении (по высоте) на расстоянии равном длине зубца, и слои складываются в гармошку, но для обеспечения параллельности стенок зубца на перифирической части во время изгиба оставляется зазор в виде клина или капли. В дальнейшем это место можно полезно использовать, заполнив его магнитодиэлектрической массой. Для осуществления перехода о зубца к зубцу, лента осуществляет ряд перегибов, образуя тем самым переход. Следующие зубцы изготавливаются аналогично первому и сворачивается конструкция в круг, у которого зубцы располагаются радиально. Второй элемент изготавливается так же из стальной ленты, только расположенной на плоскости и чтобы получить конструкдию, вьшолнякяцую роль прикрытия, паза, необходим один вид операции - изгиб ленты, после которого лента меняет направление при соблюдении параллельности плоскостей. На изгибе образуется скос под острым или тупым углом по отношению к оси ленты. При каждом повороте плоскости меняются местакм. Законченная конструкция принимает вид змейки или серпантина. Сборка обоих элементов осуществляется наложением одного на другой так, чтобы серпантин заполнил межзубцовое пространство, а его переходы оказались за пределами магнитопровода. Второй элемент выполняется из ленты такой ширины, чтобы паз мог получиться закрытым, полузакрытым или полуоткрытым, исходя из расчетных значений, Зубцовая зона устанавливается так; .чтобы магнитное перекрытие паза было обращено к воздушному зазору, а открытым пазом к ярму. При установке зубцового слоя с обмоткой на ярме предусмотрено обжатие в тангендиаль ном направлении для плотной укладки частей магнитной системы. Этому способствуют переходы зубцовой зоны и клинообразные зазоры зубцов, которые слегка деформируются и за счет упругой деформации материала магнитопровода обеспечивают жесткую конструкцию. Крепление к ярму зубцового слоя возможно любыми известными способами - склейкой, сваркой скобами и так далее. В случае слоистого исполнения электрической машины возможно размещение зубцового слоя по обе стороны ярма. После того, как вся обмотка закроется магнитной лентой ее переходы крепят к лобовым частям обмотки, затем вся собранная система пропитывается и после сушки проверяется нгщежность крепления ленты к обмотке. При более тяжельк условиях работы электрической машины обмотка вместе с магнитным перерытием компаудируетея.

Изобретение позволит достигнуть высокого использования активного магериала - электротехнической стгши

без отходовf автоматизировать все процессы, а поэтом -трудоемкость изготовления снижается в несколько раз, унифицировать узлы магнитопровода статора и ротора, что приводит

к экономии технологической оснастки и оборудования, повысить мощность за счет высокого использования активной части, а также улучшить энергетические параметры машины за счет достижения равномерности воздушного зазора,

. Формула изобретения

Магнитопровод торцовой электрической машины, содержащий ярмо, витое из ленты, и зубцовую зону, выполненную из слоев гофрированной ленты, слои в пределах каждого зубца расположены радиёшьно., образуя между собой зазоры клинообразной формы, о тличающийс я тем, что, с целью снижения- трудоемкости изготовления и улучшения энергетических показателей, лента зубцовой зоны

установлена на ребро и гофрирована по высоте, крайние слои- каждого зубца со стороны внутренней расточки изогнуты, образуя наклонные ребра перегиба и участки, ра сположённые под прямым углом к ним, причем зазоры клинообразной формы между слоями каждого зубца заполнены магнитодиэлектриком.

2. Магнитопровод, о т л и ч а ю5 щ и и с я тем, что между зубцами над пазги11и расположена непрерывная стальная лента, изогнутая по торцам.

Источники информации, 0 принятые во внимание при экспертизе

I 1. Авторское свидетельство СССР № 278836, кл. Н 02 К 15/10, 1968.

2, Авторское свидетельство СССР 5 по заявке 2809772/24-07, кл. Н 02 К 1/06, 1979.

« 1

16