Беспазовый статор электрической машины Советский патент 1983 года по МПК H02K1/12 H02K3/04 

лобовыми частями, состоящую из груп выполненных из отдельных изолирован ных друг от друга и соединенных меж ду собой элементов, имеющих вырезы и изогнутых на 180 по продольной оси вырезов, каждая группа имеет фо MV неравнобокой трапеции с лобовыми частями разной длины, причем группы размещены по, окружности таким образом, что лобовые части разной длины отдельных групп чередуются между собой. Элементы групп могут иметь токопроводящие выступы. Упрощение технологии изготовления достигается за счет того, что все группы фаз имеют одинаковые размеры Сокращение длины лобовых частей достигается за счет конструкции групп у которых лобовые части выполнены неравнобокой трапецеидальной формы. Когда один из боков составляет с параллель ньми сторонами трапеции 90 происходит наибольшее уменьшение сум марной длины лобовых частей. Это сокращение длины уменьшает вес обмотки и повьпиает ее энергетические показатели. Токопроводящие выступы уменьшают активное сопротивление статора а также его магнитное сопротивление I . На фиг, 1 схематически представле на конструкция беспазового статора . цилиндрического исполнения с частичным разрезом на фиг. 2 - продольный разрез статора; на фиг. 3 - полоса с вырезами на одну группу форм неравнобокой трапеции; на фиг. 4 - гру па из сложенной полосы в форме неравнобокой .трапеции; на фиг. 5 - та хсе группа после из.гиба, вид сверху; на фиг. 6 - то же, вид снизу; на фиг. 7 - то же, вид со стороны длинного элемента; на фиг. 8 - то же., вид со стороны короткого элемента; на фиг..9 -. группа, выполненная в форме равнобокой трапеции; на фиг.Ю схематическое расположение групп в обмотке; на фиг.11- расположение групп обмотки, вид сверху; на фиг.12 П-образная форма группы. Безпазовый статор состоит из ярма 1, выполненного из колец электро, технической стали с изоляцией, распределенного активного слоя 2, выполненного из магнитоэлектрических активных сторонкатушечных групп 38, изготовленных независимо от ярма. Каждая группа состоит из двух активных -сторон, например 5-5 (фиг. 1). Активные стороны в группе состоят из элементов 9 (фиг. 1). Элементы двух активных сторон группы соединены между собой лобовыми частями 10 (фиг. 1, 12), имеющими в поперечном сечении п-образную форму и представляющими одно целое с элементом 9. Группа выполняется как одно целое с изоляцией 11 всех активных элементов и лобовых соединений. Активные эле-. менты изолированы от ярма 1 изоляцией 12. Катушечные группы соединяются между собой в зависимости от конструкции обмоток (трехфазная, одно|фазная и т.д.) и принятой схемы соединения (параллельное, последовательйое и т.д.) От начала и конца групп делаются выводы,которые могут представлять одно целое с группами. Если в прототипе пакет объединяет в себе несколько групп и представляет одно целое из двух полюсов, то в предлагаемой конструкции пакеты отсутствуют. Вся активная часть выполнена из соединенных групп. Группы набраны из изолированных и соединенных между собой элементов, выполненных из материала, являющегося магнитопроводным и электропроводным, например биметалла. Собранный статор представлен на фиг. 2. Группа изготовляется, следующим образом. , В полосе металла штампуется заготовка 13 (фиг. 3). Заготовка может быть изготовлена целиком на группу или состоять из нескольких частей, которые затем соединяются воедино. В полосе с одной стороны штампуемся вырез 14, а затем с другой стороны вырез 15. Все вырезы могут штамповаться и одновременно. Вырез 14 об разован коротким активным элементом 16 и длинным элементом 17, соединенными участками 18. Этот участок относится к лобовым частям и является боковой стороной неравнобокой трапеции. Участок 18 перпендикулярен сторонам 16 и 17. Ширина 19 и сечение каждого элемента одинаково. Короткие и длинные активные элементы, имеют токопроводные выступы 20. Расстояние между активными элементами (шаг) неодинаковы. Расстояние 21 больше расстояния 22, которое больше расстояния т.д. Длина активных элементов (коротких и длинных) выбирается при конструировании. В соответствии с этим принимаются и углы 24 и 25,которые между собой равны. Участок 26 является второй лобовой частью. Лобовая часть 18 расположена под углом 90 к активным сторонам, но этот угол при конструировании может изменяться в пределах от 90° до величины угла 24. Изготовленная заготовка 13 изолируется витковой изоляцией, а затем складьшается по пунктирным линиям 27 и-28, образуя группы. Группы могут изготовляться из заготовок, не имеющих выступов 20. Для того, чтобы лобовые части не выходили выше активной, при штамповке заготовки делается уширение активных элементов

за. счет токопроводного выступа 20, который помещается у всех элементов с одной стороны. Высота 29 этого выступа принимается такой, чтобы она была равна или немного больше высоты лобовых частей 30 (фиг. 8). Отсут(ствие токопроводных выступов 20 вызывает необходимость помещать технологическое (дополнительное) ярмо. Выступ 20 повышает токовую проводимость элементов, уменьшает магнитное сопротивление и, кроме того, обеспечивает лучшее использование материала при штамповке.

: Собранная группа приведена на фиг. 4. Группа имеет форму неравнобокрй трапеции, образованную длинной

17и короткой 16 параллельными активными сторонами элементов, соединенных между собой лобовыми частями

18и 26. Внутри группы образуется вырез 31.

Для получения окончательной конструкции группы, элементы 16 и 17 изгибаются на. 180 по продольной оси 32 вырезов вверх (фиг 5 и 6) и все элементы группы в разрезе в поперечном сечении имеют П-образную форму (фиг. 12).

Вид группы сверху приведен на фиг, 5, где указано, что группа состоит из трех длинных составных эле- ментов 33, 34 и 35 и трех коротких активных элементов 36, 37 и 38. Эти элементы между собой параллельны и соединены лобовыми частями. Общий вид группы представляет собой неравнобокую трапецию с трапецеидальным отверстием 39 внутри. На фиг. 6 приведен вид группы снизу. Размер 40 равен ширине токопроводного выступа 20.

Группы 3, 6 и 8 электрической машины одинаковы и .имеют, вид, приведенный на фиг. 5 и 6, а группы 5, 7 л 4 несколько отличаются.

Отличие заключается в следующем.

Например, слой 41 (фиг. 4) помещается снизу, а слой 42 сверху, т.е. слой один групп 3, 6 и 8 равен по размерам слою п групп 5, 7 и 4 и т.д. Таким образом, если в группах 3, 6 и 8 номер п соответствует самому малому размеру, то в группах 5, 7 и 4 .- самому большому. Сложенные группы отгибаются книзу. Такое изготовление групп 5, 7 и 4 обеспечивает их сочленение согласно фиг. 10 и 11. Для того, чтобы получить активную часть машины, группысобираются.

На фиг. 10 представлено схематическое расположение групп в обмотке откуда видно, что при сборке группы чередуются. Идет одна группас длинной стороной вверх, затем идет группа с длинной стороной вниз и т.д.

Порядок сочленения групп следующи (для 4-полюсной трехфазной обмотки).

Короткая активная сторона группы 3 вставляется в отверстие 39 группы 5, прилегая к ее длинной стороне (фиг. 10).Группа 5 аналогично вставляется в отверстие группы 6, а послед няя - в отверстие группы 7, которая, IB свою очередь, вставляется в отверстие группы 8,.короткая активная .сторона группы 8, в свою очередь, входит в отверстие группы 4, а последняя соединяется с группой 3, обраэу|1 замкнутое кольцо (фиг. 1). В этом кольце все группы 3, б и 8 направлё ны длинной стороной в одну сторону, а группы 5, 7 и 4 - в-другую (фиг.10).

Вид сверху соединенных групп представлен на фиг. 11, а на фиг. 7 и 8 боковой вид группы со стороны длин- ного и короткого элементов группы. Каждая группа, собранная из элементов, изолируется межфазной изоляцией, после чего осуществляется сборка всех групп на шаблоне и образуется .распределённый активный слой 2,.которому придается монолитность за счет увязки, установки распарок в лобовых частях и пропитки. .

Собранная активная часть помещается в ярмо 1, вместе .с которым она заводится в корпус статора 43 и закрепляется кольцами 44 и 45 с прижим0ными дисками торцов лобовых частей 46 и 47 (фиг. 2).

Предложенный статор р&ботает следующим образом.

При прохождении по обмоткам, состоящим из групп, тока создается вращающееся магнитное поле, которое взаимодействует с ротором и образуется вращающий момент (для двигателя) . В статоре создается ЭДС в случае , если статор применен в генераторе. Основная часть магнитного потока статора замыкается через активные элементы 9, ярмо 1, воздушный зазор и ротор, а другая часть рабочего потока проходит через активные элементы 9, лобовые части 10, воздушный зазор и ротор. На фиг. 9 приведена группа, выполненная в форме равнобокой трапеции. Сравнение этой группы и группы, выполненной в форменеравнобокой.трапеции (фиг. 4) показывает, что группа в форме равнобокой трапеции имеет больше неактивного материала. Этот неактивный материал получается за счет лобовой части 48, которая длиннее лобовой части 18, а также за счет плохо используемого участка 49.

Преимущество предлагаемого, статора по сравнению с известной конструкцией беспазового статора заключается в том, что в нем отсутствуют группы с разной длиной. /

Такое выполнение статора позволяет упростить технологию изготовления, в результате чего повышается производительность труда; сократить длину лобовых частей; повысить надежность статора за счет большей монолитности активной части, а также за счет лучшего крепления лобовых частей (все лобовые соединения оди наковы и лучше закреплены); удешевить стоимость изготовления статора за счетперечисленных факторов; уменьшить габариты машины за счет крмпактности групп и меньшего расхода материала. Применен ние обмотки в форме неравнобоковой трапеции может быть осуществлено и для электрических машин с шаблонными обмотками.

Формула изобретения

1. Беспазовый статор электричес- JQ кой машины, содержащий ярмо и изолированную от него активную часть с

лобовыми частями состоящую из групп выполненных из отдельных изолированных друг от друга и соединенных между собой элементов, имеющих вырезы и изогнутых на ISO по продольной оси вырезов, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления и повышения надежности, -каждая группа имеет форму неравнобокой трапеции с лобовыми частями разной длины, причем группы размещены по окружности таким образом, что лобовые части разной длины отдельных групп чередуются между собой 2. Статор по п. 1, отличающийся тем, что элементы групп имеют токопроводящие выступы. Источники информации,: принятые во внимание при экспертизе

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

2.Авторское свидетельство СССР 851646, кл. Н 02 К 3/04, 1979.

Г//

if

J

/

3

18

n

ы-i

JJ

-J

Ч

J

wi.

j/

/ V

/Л

1г

i/z.7