ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2058645

ШИХТОВАННЫЙ МАГНИТОПРОВОД ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

ШИХТОВАННЫЙ МАГНИТОПРОВОД ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

Имя изобретателя: Ставинский А.А., Ширинский С.В.
Имя патентообладателя: Московский энергетический институт (технический университет)
Адрес для переписки: 
Дата начала действия патента: 29.12.1993

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано при производстве машин переменного тока малой мощности, содержащих статоры из граненых пластин стали малоотходного раскроя, обеспечивающих пониженную технологическую материалоемкость. Задача, решаемая изобретением, заключается в уменьшении магнитного сопротивления участков ярма магнитопровода статора. Магнитопровод выполнен в виде набора граненых магнитопроводящих пластин с плоской частью в виде правильного многоугольника и выступами между гранями, отогнутыми относительно плоскости многоугольника. Пластины установлены со смещением по окружности так, что отогнутые выступы расположены над гранями соседних пластин. Отогнутые выступы каждой пластины выполнены с двойным изгибом и примыканием к грани соседней пластины. Это позволяет улучшить энергетические характеристики электрической машины.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано при производстве статоров асинхронных двигателей и синхронных машин малой мощности с пониженной технологической металлоемкостью.

Известен магнитопровод электрической машины из граненых магнитопроводящих пластин и ферромагнитных (штампованных, прессованных или гофрированных) накладок, дополняющих наружные поверхности ярма до цилиндра [1]

Использование таких магнитопроводов снижает заготовительный объем и позволяет получить экономию электротехнической стали до 15% Но при этом усложняются конструкция и технология изготовления (необходимость сборки магнитопровода из пяти элементов: квадратной средней части и четырех накладок, дополняющих грани до окружности) и не устраняется полностью влияние на характеристики периодического изменения магнитного сопротивления ярма из-за различия магнитных проницаемой стали и накладок и технологических зазоров между ними.

Прототипом изобретения является шихтованный магнитопровод [2] электрической машины, представляющий собой пакет из граненых магнитопроводящих пластин с плоской частью в виде правильного многоугольника и выступами между гранями, отогнутыми относительно плоскости многоугольника, причем пластины установлены со смещением по окружности так, что отогнутые выступы расположены над гранями соседних пластин.

магнитопровод, вид с торца

Эта конструкция проще в изготовлении, имеет улучшенные электромеханические характеристики вследствие взаимной компенсации добавочных электродвижущих сил, моментов и вибровозмущающих сил при тангенциальном смещении пластин с чередованием максимальной и минимальной высот ярма. Однако в этом случае имеет место насыщение зон пластин с минимальной высотой ярма в связи с повышенным магнитным сопротивлением между гранями и отогнутыми зонами соседних пластин соответственно с минимальной и максимальной высотами ярма. В результате энергетические характеристики машины с магнитопроводом [2] уступают машинам с цилиндрическим ярмом из круглых пластин.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в снижении магнитного технологического сопротивления между участками магнитопровода с максимальной и минимальной высотами ярма, что позволяет снизить намагничивающий ток и потери в стали статора.

Указанная техническая задача решается тем, что в шихтованном магнитопроводе электрической машины, содержащем пакет из граненых магнитопроводящих пластин с плоской частью в виде правильного многоугольника и выступами между гранями, отогнутыми относительно плоскости многоугольника, причем пластины установлены со смещением по окружности так, что отогнутые выступы расположены над гранями соседних пластин, отогнутые выступы каждой пластины выполнены с двойным изгибом и примыканием к грани соседней пластины.

Благодаря двойному изгибу и, по крайней мере, частичному примыканию участков выступов каждой пластины к граням соседней пластины уменьшается величина переходных технологических сопротивлений на пути перераспределения магнитного потока из зон минимальной высоты ярма в зоны максимальной высоты ярма. Тем самым снижаются степень магнитного насыщения и потери в участках магнитопровода и улучшаются энергетические характеристики электрической машины.

На фиг. 1 и 2 представлен магнитопровод, вид с торца и его продольный разрез; на фиг. 3 и 4 поясняются особенности технологии изготовления магнитопровода.

Магнитопровод (фиг. 1 и 2 ) состоит из пар граненых пластин 1 и 2 стали с плоской частью 3 в виде правильного восьмигранника и выступами 4 между гранями 5, отогнутыми относительно плоскости восьмигранника на 60о, причем пластины 1 и 2 установлены со смещением по окружности так, что отогнутые выступы 4 расположены над гранями 5 соседних пластин 1, 2. Выступы 4 каждой из пластин 1 или 2 выполнены с двойным изгибом и примыканием к грани 5 соседней пластины 2 или 1 соответственно в пределах толщины Sc пластин 1,2.

магнитопровод, его продольный разрез
особенности технологии изготовления магнитопровода
особенности технологии изготовления магнитопровода

Технологическое обеспечение конструкции магнитопровода достигается введением в процесс изготовления дополнительной операции двойного изгиба путем аксиального сдвига (в пределах текучести электротехнической стали при растяжении) пуансоном 6 выступов 4 на расстояние Dc в пределах толщины Sc пластин 1,2 (фиг. 3 и 4).

После шихтовки и опрессовки пакета магнитопровода из обработанных в соответствии с фиг. 3 или 4 пластин образуется магнитопровод (фиг. 1, 2) с участками зон максимальной высоты ярма, напрессованными на грани 4, и зоны минимальной высоты ярма hamin (фиг. 1).

При работе электрической машины с магнитопроводом предложенной конструкции замыкающийся в ярме магнитный поток из высокоиспользованной зоны ярма hamin через грани 5 перераспределяется в недоиспользованную зону ярма с наклонными выступами 4. В результате снижаются магнитное сопротивление ярма, намагничивающий ток и потери в стали, вследствие чего достигается улучшение энергетических характеристик электрической машины с малоотходной граненой формой элементарных пластин электротехнической стали.

Отличительные признаки заявленной конструкции обеспечивают достижение уровня энергетических характеристик, практически соответствующего машинам с технологически металлоемким классическим магнитопроводом из круглых пластин стали.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

ШИХТОВАННЫЙ МАГНИТОПРОВОД ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, включающий пакет из граненых магнитопроводящих пластин с плоской частью в виде правильного многоугольника и отогнутыми выступами, установленных с тангенциальным смещением с расположением отогнутых выступов над гранями соседних пластин, отличающийся тем, что отогнутые выступы каждой пластины выполнены с дополнительным изгибом и с примыканием к грани соседней пластины.

Версия для печати


вверх