ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА

Полезная модель относится к области электромашиностроения, может быть использована в электрических машинах и предназначена для улучшения технических характеристик.
Технический результат заключается в совершенствовании конструкции сердечника статора электрической машины, обеспечении высокой технологичности ее изготовления, исключения замыканий листов сердечника статора, улучшении эксплуатационных показателей изделия.
Сердечник статора изготавливается из отдельных листов электротехнической стали, изолированных между собой. Листы набираются в пакеты, которые разделены в сердечнике друг от друга вентиляционными радиальными каналами, образованными с помощью дистанционных распорок двутаврового или прямоугольного профиля. После набора сердечника статора пакетами из листов в требуемый размер по длине сердечника, последний спрессовывают на специальных прессах для получения расчетной длины сердечника. На практике отмечено, что после определенной величины усилия спрессовки плотность пакетов в сердечнике увеличивается незначительно, но возрастают удельные потери в сердечнике. При большом давлении спрессовки рост потерь идет за счет, главным образом, из-за имеющихся дефектов листов по кромкам пазов под укладку обмотки. Эти дефекты либо заусенцы при вырубке пазов в штампах, либо округлости в результате оплавления при резке листов на лазерных раскройных комплексах. Из-за вышеуказанных дефектов происходит повреждение изоляции, вследствие чего уменьшается переходное сопротивление, приводящее к ухудшению магнитных свойств сердечника.
Технологии изготовления сердечника статора электрической машины известны и описаны (Хуторецкий Г.М. и др. Проектирование турбогенераторов. - Л.; Энергоатомиздат, 1987). Сборка сердечника относится к одной из наиболее сложных, трудоемких и ответственных работ при изготовлении электрической машины. Общее состояние межлистовой изоляции и виды неисправности сердечника устанавливаются тщательным наружным осмотром, проверкой степени запрессовки листов, а также испытанием сердечника с целью определения удельных потерь в стали от вихревых токов и циклического перемагничивания, общего нагрева сердечника и выявления участков с недопустимыми превышениями температуры. Превышение общего нагрева сердечника и удельных потерь в стали сверх допустимых свидетельствует о нарушении межлистовой изоляции во всем объеме сердечника. При большом числе недопустимых местных превышений температуры сердечника на расточке статора и, особенно при расположении дефектных мест вблизи корня зубца или на дне паза указывает, что данная неисправность сердечника является следствием нарушения межлистовой изоляции и замыкания листов в зубцовой зоне.
Известен документ JP 9154245 А, Н02К 1/16, 10.06.1997, всего 5 с (прототип), электрическая машина для привода кондиционеров и стиральных машин, в котором приведены приемы изготовления сердечника статора, позволяющие исключить нарушения межлистовой изоляции и замыкания листов. Однако в прототипе техническое решение может быть применено в электрических машинах только малой и средней мощности, в которых применяются полузакрытые пазы овальной формы.
В полезной модели листы сердечника статора электрической машины имеют открытые пазы прямоугольной формы для укладки обмотки.
В полезной модели для исключения замыканий по кромкам пазов под укладку обмотки листы сердечника статора изготавливаются двух видов: с расчетными, выбранными по электромагнитному расчету шириной и высотой открытого паза прямоугольной формы и увеличенными, относительно расчетных размеров шириной и высотой открытого паза прямоугольной формы.
В полезной модели у листов обоих видов ширина коронки зубца одинакова.
Неизбежное, при спрессовке сердечника статора, распушение (веер) листов в зубцах позволяет судить о меньшей, по сравнению с зоной листа образующей спинку сердечника, величиной сжимающих сердечник распределенных прессующих усилий от нажимной плиты или стягивающих шпилек. Это обстоятельство позволило в полезной модели изготовить сердечник, в котором листы обеих видов имеют одинаковую ширину коронки зубца (термины: Копылов И.П. Проектирование электрических машин. - М.; ЮРАЙТ, 2011).
В полезной модели сборка сердечника осуществлена таким образом, что ширина коронки зубцов по всей длине сердечника остается одинаковой.
В полезной модели, так как сохранен одинаковый, постоянный размер ширины коронки зубцов сердечника, магнитное сопротивление слоя «зубцы-пазы-воздушный зазор» значительно ниже магнитного сопротивления слоя «зубцы-пазы-воздушный зазор», чем, в случае, когда при различной ширине коронки зубцов листов сердечника боковая поверхность зубцов сердечника становится «зубчатой».
В полезной модели при сборке сердечника листы статора укладываются с чередованием: лист с расчетной шириной и высотой открытого паза прямоугольной формы для укладки обмотки, затем лист с увеличенной, относительно расчетной, шириной и высотой открытого паза прямоугольной формы для укладки обмотки, затем снова лист с расчетной шириной и высотой открытого паза прямоугольной формы для укладки обмотки и так далее до полного набора сердечника в окончательный размер.
Положительный результат полезной модели получен при экспериментальных исследованиях на электродвигателях типа 2СТД.