Статор электродвигателя Советский патент 1982 года по МПК H02K1/06 H02K23/04 

() СТАТОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано в микроэлектромашинах постоян ного тока q возбуждением от постоянных магнитов. Распространенные в настоя|« ве еремя конструкции статоров с радиальными постоянными магнитами из магнитотвердых ферритов предусматривают установку количества полюсов из постоянных магнитов, равного удвоенному числу пар полюсов tl . При использовании в качестве материала, например, магнктбтверД| р феррита при значительном центральГном угле в 120-130° длина полоса поп лу ается завьшенной из-за нетехнолог ичНости изготовления постоянного магнита меньшей длины вследствие снижения механической прочности изза хрупкости, необходимости обесяе чения индукции магнитного поля постоянных магнитов близкой к достаточной и уменьшения влияния реакции якоря при пусках на размагничивание. При этом используемая внутренняя энергия постоянного магнита зна- , чительно меньше максимальной, а использование магнита увеличенной длины приводит к незначительному увеличению индукции паля постоянного магнита и рабочего ма|-нитного потока и к увеличению массы материала и суайины машины. Кроме того,материал постоянных Магнитов, например, магнитоТвердый феррит, имеет резко пониженную по сравнению со сталью теплопроводность, а наиболее интенсивный теплообмен, особенно в закрытой и невентилируемой машине, происходит в воздушном зазоре от якоря к полюсу, далее на станину и в окружающую средуГ21, Наиболее близким к предлагаемому jno технической сущности и достигаемо|му результату является статор электродвигателя постоянного тока, содержащий станину из магнитрпроводного . материала, на которой размещены чередующиеся полюса из радиально намагниченных постоянных магнитов и шихтованные полюса из стальных пластин 3 . Однако стальной магнитопроводящий полюс (литой либо с плотной шихтовкой ), равный по величине брус ку постоянного магнита ( из магнитотверРдого феррита ) значительно, в среднем 1,5 раза, превышает его по массе, что увеличивает массу статор и машины в целом. Кроме того, дакой стальной полюс не снижает сопрбтивление магнитному потоку насыщенной части станины между полюсами (так как не увеличивает ее сечение ) и тепловому потоку от внутреннего нагретого воздуха к станине (так как не имеет увеличенной поверхности теп лоприема), что приводит к перегреву машины и уменьшению ее надежности. Указанная конструкция статора применена только для. самых малых машин (до нескольких Вт полезной мощности где главным требованием является технологичность статора в частности обработка постоянного магнита, малых размеров , а не его массо-габаритные показатели..Применение же такого статора в машинах с мощностью в десятки Вт приведет к увели нию массы статора ий-за увеличения массы стального полюса, а также к значитeльl oмy снижению величины магнитного потока при замене в статоре одного из двух полюсов из постоянных магнитов на стальной. Для компенсации снижений магнитного потока (Электромагнитной мощности машины ) необходимо увеличивать габариты машины и ее массу, что приведет к недопустимому снижению технического уровня, .а потому является неприемлемым. i Цель изобретения - повышение надежности путем уменьшения перегрева внутренних частей двигателя и сокращение расхода электротехнической стали. Поставленная цель достигается тем что каждая пластина шихтованного полюса выполнена в виде двух одинаKOBbix частей, которые в центре полю са соединены внакладку, при этом противолежащие пластины расположейы друг относительно друга с зазоро На фиг.1 схематически изображен предлагаемый статор электромашины 9 4 со стальным шихтованным полюсом и постоянным магнитом; на фиг.2 - шихтованный стальной полюс и его пластина. Статор состоит из магхитопроводной станины 1 в виде кольца, полюса 2 из постоянного магни1а и стального , шихтованного полюса 3 закрепленных на станине 1 с помощью пружинных скоб и заклепок 5- Полюс 3 состоит из отдельных пластин 6, части которых скреплены между собой так, что каждая пара рядом расположенных пластин собранных внакладку, образует торцовую форму полюса 3. Между пластинами 6 полюса 3, исключая места накладок, остаются воздушные проме- жутки превышающие толщину пластины 6. Пластины 6 штампуют из электротехническом стали с электроизоляционным покрытием. Торцовая поверхность пластины 6 - одна плоскость.Внутренний центральный угол гюлюсов 2 и 3 одинаков, наружный центральный угол полюса 3 увеличен, например, до 180°. Скоба А выполнена из немагнитного пружинного материала. Заклепка 5.расположена между полюсами и прижимает скобу Ц непосредственно к станине 1 : и боковым поверхностям полюсов 2 и 3. Увеличение наружного центрального угла шихтованного полюса 3 уменьшает магнитное сопротивление спинки статора из-за увеличения сечения магнитопровода на этом участке и укорочения пути прохождения части магнитного потока по шихтованному полюсу 3 за счет его меньшего по сравнению со станиной 1 радиуса. Таким образом, при выполнении одного полюса из постоянного магнита, а другсУго - стальным, шихтованным с увеличенным наружным центральным углом величина рабочего потока снижается на -8-25. Наличие воздушных промежуткс в между пластинами 6 оказывает малое влияние на увеличение МДС воздушного зазора (в среднем на 5-10 при толщине листа 0,,5 мм , что вызывает незначительное уменьшение индукции в зазоре -(0,5-2%). В предлагаемом техническом решеНИИ масса стального полюса меньше массы полюса из постоянного магнита в среднем на 10-20%, а снижение величины магнитного потока-при переходе к статору с одним постоянным магнитом уменьшено /(за счет увеличения наружного центрального угла шихтованного полюса ). Кроме того, снижение магнитного потока (электромагнитной мощности ) частичного либо полностью компенсируется снижением электрических потерь в обмотке якоря за счет снижения электрического сопр тивления при уменьшении нагрева. Для этого предлагается уменьшить перегревы внутренних частей закрытой либо невентилируемой машины за счет увеличения интенсивности теплообмена сокращения перепада температур) между нагретым воздухом внутри машины и станиной (статором ). Это достигается тем, что шихтованный по люс 3 состоит из пластин 6, каждая рядом расположенная пара из которых соединена внакладку, причем между противолежащими пластинами 6,исключая места-накладки, образован воздушный зазор. За счет этого площадь теплоприема полюса 3 увеличена в 1030 раз против площади расточки полюса. При сборке полюса 3 из отдельных пластин 6 плотно шихтованной получается только узкая средняя часть, ( место накладки), где пластины 6 контактируют друг с другом. Меж ду пластинами. 6 остальной части полю са остаются воздушные промежутки, толщина которых равна или больше тол ,щины пластин 6. Поверхность пластин 6 обдуваетсяВнутренним нагретым воз духом , приводимым в движение вращающимся якорем. Наружной цилиндрической поверхностью полюс 3 (листы плотно прижат к станине 1. При этом перегрев обмотки якоря и других внут ренних частей снижается на , 9 96 что повышает падежнссть машины. Та,ким образом, полюс 3 выполняет роль не только магн| топровода, но и теплоприемника с резко увеличенной поверхностью и уменьшенной массой. Формула изобретения Статор электродвигателя постоянно го тока, содаркащий станину из магни:топроводного материала, на которой размещены чередующиеся полюса из раДиально намагниченных постоянных магнитов и шихтованные полюса из стальных пластин, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повы шения надежности путем уменьшения перегрева внутренних частей двигателя и сокращения расхода электротехнической cTaiw, каждая пластина шихтованного полюса выполнена в виде двух одинаковых частей, которые в центре полюса соединены внакладку, при этом противолежащие пластины расположены друг относительно друга с зазором. Источники информации, принятые воВнимание при экспертизе 1.Пятин Ю.М. Постоянные магниты. М., Энергия, 1980, с.138-152, 335-3 0, 371-387. 2.Корицкий Ю.В. Справочник по электрическим материалам. Н., Энергия, 1976, т.З, с.З. 3.Паластин Л.М. Электрические машины автономных источников питания. М., Энергия, 1372, c..

(Zl/ef