СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

Полезная модель относится к области электротехники, а именно, к элементам конструкции электрических машин и может быть использована при изготовлении сердечников статоров.
Из уровня техники известен статор электрической машины, содержащий набор катушек, каждая из которых образована обмоткой, зафиксированной через изолятор на сердечнике в виде пакета одинаковых Т-образных пластин с основанием, в котором с противоположных сторон выполнены паз и выступ, причем Т-образные части и основания пластин в пакете накладываются друг на друга, а выступы оснований пластин одного пакета в сборе входят в пазы другого пакета (см. патент US 2006033395, кл. H02K 1/00, опубл. 16.02.2006). Недостатками известного устройства является сложность сборки (элементы статора разваливаются при компоновке) и недостаточная надежность конструкции целиком.
Задачей полезной модели является устранение указанных недостатков. Технический результат заключается в повышении надежности крепления сердечников катушек. Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в статоре электрической машины, содержащем набор катушек, каждая из которых образована обмоткой, зафиксированной через изолятор на сердечнике в виде пакета одинаковых Т-образных пластин с основанием, в котором с противоположных сторон выполнены паз и выступ, причем Т-образные части пластин в пакете накладываются друг на друга, а выступы оснований пластин одного пакета в сборе входят в пазы другого пакета, в каждом пакете, по меньшей мере, две пластины развернуты друг относительно друга таким образом, что выступы и пазы оснований этих пластин расположены с противоположных сторон. Каждая последующая пластина в пакете может быть развернута относительно предыдущей или часть смежных пластин в пакете может быть ориентирована одинаково и образовывать группу, развернутую относительно соседней группы смежных пластин. Пластины предпочтительно выполнены из магнитомягкого железа. Пластины в пакете могут быть соединены друг с другом с помощью клея или посредством формирования на их смежных поверхностях выпуклостей и ответных выемок. Сердечники катушек могут быть соединены между собой с помощью сварки или бандажа.
На фиг. 1 представлена схема статора электрической машины с бандажом;
на фиг. 2 - схема статора обращенной электрической машины со сварным соединением сердечников;
на фиг. 3 - характерные размеры паза и выступа основания пластины катушки;
на фиг. 4 - поэлементный состав катушки с пакетом сердечника, в котором каждая последующая пластина развернута относительно предыдущей;
на фиг. 5 - поэлементный состав катушки с пакетом сердечника, в котором пластины развернуты группами;
на фиг. 6 - пластина сердечника с выступом и впадиной; на фиг. 7 - схема пакетирования пластин;
на фиг. 8 - участок А по фиг. 7;
на фиг. 9 - схема намотки катушек предлагаемого статора.
Предлагаемый статор электрической машины выполнен составным и содержит набор катушек из отдельных сердечников 1, на которые поверх изолятора 2 наматывается провод 3 для образования обмотки. Каждый сердечник 1 формируется в виде пакета одинаковых Т-образных пластин 4 с основанием 5, выполненных из магнитомягкого железа. В основаниях 5 с противоположных сторон выполнены треугольные выступ 6 и паз 7. Т-образные части пластин 4 в пакете накладываются друг на друга, а выступы 6 одного пакета в сборе входят в пазы 7 другого пакета. Сердечники 1 катушек могут быть соединены между собой посредством бандажа 8 (фиг. 1) или с помощью сварки в точках 8 (фиг. 2).
Размер паза 7 (и, соответственно, выступа 6) описывается следующими выражениями (фиг. 3)
а
=0,2…0,8 L
с=0,2…0,8L
а
где  - ширина паза 7 пластины 4,
L - длина спинки пластины 4,
с - глубина выступа 6.
Для обеспечения надежного крепления пластин 4 между собой в каждом пакете, по меньшей мере, две пластины 4 развернуты друг относительно друга таким образом, что выступы 6 и пазы 7 оснований 5 этих пластин расположены с противоположных сторон. В этом случае в сборе соседние пакеты сердечников удерживаются вместе за счет трения между поверхностями смежных выступов 6, оставаясь при этом разъемными. В пакете каждая последующая пластина 4 может быть развернута относительно предыдущей (фиг. 4) или пластины 4 могут быть развернуты группами (фиг. 5), в которых смежные пластин 4 ориентирована одинаково (на фиг. 5 показан вариант с тремя группами).
Пластины в пакете могут быть соединены друг с другом с помощью клея или посредством формирования на их смежных поверхностях выпуклостей 10 и ответных выемок 11 (фиг. 6-8). Во втором случае выступы 10 укладываются в выемки 11 без дополнительного закрепления, в дальнейшем от рассыпания пластины 4 удерживает изоляция 2 и намотанный провод 3. Чтобы исключить при развороте пластин наложение выпуклостей 10 (выемок 11) друг на друга, делаются две группы пластин 4, на которых выпуклости 10 (выемки 11) выдавливаются с противоположных сторон.
Предлагаемый статор изготавливают следующим образом.
Из листа магнитопровода в качестве базового материала путем вырубки, лазерной резки или другим известным способом формируют ряд пластин 4. Многослойный сердечник 1 катушки статора образуют посредством последовательной сборки пластин 4 от нижнего слоя к верхнему (пакетирование сердечника 1) с разворотом друг относительно друга каждой пластины 4 (фиг. 4) или групп пластин (фиг. 5). Соединение пластин сердечника катушки статора между собой осуществляют при помощи выпуклостей 10 и ответных выемок 11, формируемых в виде специально выдавленных лунок на каждой пластине 4. Также возможно соединение пластин между собой с помощью клея. С целью создания единой конструкции выступы 6 сердечников одной катушки вкладываются в пазы 7 последующей. На каждый сердечник 1 поочередно наматывается провод 3 обмотки (фиг. 9), при этом за счет разделения сердечников операция значительно упрощается. Окончательная сборка статора электрической машины, которая включает в себя фиксацию посредством бандажа 8 (фиг. 1) или сварки в точках 9 стыковки (фиг. 2) может производиться как на специализированном оборудовании, так и вручную.
Полезная модель позволяет значительно повысить надежность крепления сердечников катушек, а также упростить сборку статора электрической машины при одновременном увеличении производительности изготовления и надежности электродвигателя.