RU2330369C1 - Magnetic core of electric machine stator - Google Patents

Abstract

FIELD: electric engineering.

SUBSTANCE: according to the invention, in magnetic core of stator located inside electric machine body and consisting of plated steel yoke and a number of terminals with winding, stator yoke is represented with solid body with grooves for terminals installation. As well as yoke, terminals are made of plated electric steel. At the same time, yoke and terminals are separated with thin dielectric layer, and terminals are fixed to yoke and machine body by means of dielectric non-magnetic plates placed between terminals and provided with threaded holes, and screws passing through holes in body and yoke and pressing non-magnetic plates to yoke. In addition, terminals are fixed in axial direction with two circular sidepieces situated at stator yoke ends.

EFFECT: increase of efficiency factor by higher magnetic permeability of stator magnetic core.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к конструкции магнитопровода статора электрических машин с явными полюсами.The invention relates to electrical engineering, in particular to the design of the stator magnetic circuit of electrical machines with explicit poles.

Аналогом является, например, магнитопровод статора электрической машины (а.с. СССР №1439704, БИ №43, 1988), у которой магнитопровод статора содержит кольцевое ярмо из намотанной плашмя ферромагнитной ленты и явновыраженные полюсы из порошкового ферромагнитного материала.An analogue is, for example, the stator magnetic circuit of an electric machine (AS USSR No. 1439704, BI No. 43, 1988), in which the stator magnetic circuit contains an annular yoke of flat-wound ferromagnetic tape and clearly defined poles of powder ferromagnetic material.

Наиболее близок к предлагаемому магнитопроводу статора узел статора электродвигателя (патент РФ №2269856, БИ №17, 2000), содержащий множество ярем, изготовленных из листов электротехнической стали, и множество полюсов, заключенных между ярмами и изготовленных путем формования магнитного материала из порошковых компонентов в пресс-форме, на которые перед сборкой наматываются обмотки.Closest to the proposed stator magnetic circuit, the stator assembly of the electric motor (RF patent No. 2269856, BI No. 17, 2000), containing a plurality of yokes made of sheets of electrical steel, and many poles enclosed between yokes and made by molding magnetic material from powder components into a press form on which the windings are wound before assembly.

Предлагаемое изобретение позволит создать магнитопровод статора с более высокой магнитной проницаемостью, чем обеспечивается более высокий к.п.д. электрической машины, и более дешевый.The present invention will allow to create a stator magnetic circuit with a higher magnetic permeability, which provides a higher efficiency electric cars, and cheaper.

Это достигается тем, что магнитопровод статора, состоящий из ярма из листовой электротехнической стали и множества полюсов, выполнен с цельным ярмом, имеющим пазы для установки полюсов, полюсы, на которых размещаются обмотки, выполняются, как и ярмо, из листовой электротехнической стали и устанавливаются в пазах ярма статора, при этом ярмо и полюсы разделяются тонким слоем диэлектрика, а крепление полюсов к ярму и корпусу электрической машины обеспечивается с помощью диэлектрических немагнитных пластин, размещенных между полюсами и имеющих отверстия с резьбой, и винтов, проходящих через отверстия в корпусе и ярме и прижимающих немагнитные диэлектрические пластины к ярму, кроме того, фиксация полюсов в осевом направлении осуществляется двумя кольцевыми щеками, расположенными по торцам ярма статора.This is achieved by the fact that the stator magnetic circuit, consisting of a yoke of sheet electrical steel and many poles, is made with a solid yoke having grooves for installing poles, the poles on which the windings are placed, are made, like the yoke, of sheet electrical steel and are installed in grooves of the stator yoke, while the yoke and poles are separated by a thin layer of dielectric, and the poles are attached to the yoke and the casing of the electric machine using dielectric non-magnetic plates placed between the poles and have threaded holes and screws passing through the holes in the housing and the yoke and pressing the non-magnetic dielectric plates to the yoke; in addition, the poles are axially fixed by two annular cheeks located at the ends of the stator yoke.

Выполнение полюсов магнитопровода статора, как и ярма статора, из листовой электротехнической стали позволяет получить более высокую магнитную проницаемостью магнитопровода статора в целом, так как магнитная проницаемость листовой стали выше, чем у композиционных магнитомягких материалов, из которых выполнены полюсы у прототипа. Поэтому при той же самой намагничивающей силе индуктора повышается индукция магнитного поля в зазоре, а значит, при том же моменте на валу уменьшаются токи якоря и повышается к.п.д. Кроме того, листовая сталь также дешевле, чем композиционные магнитомягкие материалы. Вследствие этого предлагаемый магнитопровода статора имеет более высокую магнитную проницаемость, чем обеспечивается более высокий к.п.д. электрической машины, и дешевле, чем магнитопровод статора прототипа.The implementation of the poles of the stator magnetic circuit, as well as the stator yoke, from sheet electrical steel allows to obtain a higher magnetic permeability of the stator magnetic circuit as a whole, since the magnetic permeability of sheet steel is higher than that of composite magnetic materials from which the prototype poles are made. Therefore, with the same magnetizing force of the inductor, the magnetic field induction in the gap increases, which means that at the same moment on the shaft, the armature currents decrease and the efficiency increases In addition, sheet steel is also cheaper than composite soft materials. As a result, the proposed stator magnetic circuit has a higher magnetic permeability than provides a higher efficiency. electric machine, and cheaper than the prototype stator magnetic circuit.

На фиг.1 показано диаметральное сечение предлагаемого магнитопровода статора электрической машины. На фиг.2 и фиг.3 - осевые сечения магнитопровода статора электрической машины.Figure 1 shows a diametrical section of the proposed magnetic circuit of the stator of an electric machine. Figure 2 and figure 3 - axial section of the magnetic circuit of the stator of an electric machine.

В изображенном на фиг.1 диаметральном сечении магнитопровода статора электрической машины ярмо 1 статора, установленное в корпусе 2, выполнено из листовой электротехнической стали и имеет во внутренней полости пазы 3 для установки полюсов 4. На полюсах 4, также выполненных из листовой электротехнической стали, размещается обмотка 5 статора. Полюсы 4 при установке в пазы 3 ярма 1 статора отделяются от ярма 1 тонким слоем диэлектрика 6. Слой диэлектрика 6 исключает взаимное перекрытие листов стали ярма 1 и полюсов 4. Благодаря этому ограничиваются потери в стали на вихревые токи. Полюсы 4 прикрепляются к ярму 1 с помощью пластин 7, изготовленных из немагнитного диэлектрика и имеющих отверстия с резьбой 8. В отверстия 8 завинчиваются винты 9, проходящие через отверстия в корпусе 2 и ярме 1. При завинчивании винтов 9 пластины 7 прижимают полюсы 4 к ярму 1 и обеспечивают необходимую механическую прочность магнитопровода статора. В осевом направлении положение полюсов 4 на ярме 1 магнитопровода статора фиксируется с помощью щек 10 (фиг.2), закрепленных в корпусе электрической машины.In the diametrical cross section of the stator magnetic circuit of the electric machine shown in Fig. 1, the stator yoke 1 installed in the housing 2 is made of sheet electrical steel and has grooves 3 in the inner cavity for mounting the poles 4. At the poles 4, also made of sheet electrical steel, stator winding 5. The poles 4 when installed in the grooves 3 of the yoke 1 of the stator are separated from the yoke 1 by a thin layer of dielectric 6. The layer of dielectric 6 eliminates the mutual overlap of sheets of steel yoke 1 and poles 4. Due to this, the steel losses due to eddy currents are limited. The poles 4 are attached to the yoke 1 using plates 7 made of a non-magnetic dielectric and having threaded holes 8. Screws 9 are screwed into the holes 8, passing through the holes in the housing 2 and the yoke 1. When screwing the screws 9, the plates 7 press the poles 4 against the yoke 1 and provide the necessary mechanical strength of the stator magnetic circuit. In the axial direction, the position of the poles 4 on the yoke 1 of the stator magnetic circuit is fixed using the cheeks 10 (figure 2), mounted in the casing of an electric machine.

Таким образом, в предлагаемом магнитопроводе статора полюсы 4 так же, как и ярмо 1, выполняются из листовой электротехнической стали, имеющей более высокую магнитную проницаемость, этим обеспечивается более высокий к.п.д. электрической машины и более низкая стоимость, чем электрическая машина с полюсами, выполненными из композиционных магнитомягких материалов в прототипе. Вследствие этого предлагаемый магнитопровод статора будет иметь лучшие магнитные свойства и более низкую стоимость, чем магнитопровод статора прототипа.Thus, in the proposed stator magnetic circuit, the poles 4, as well as the yoke 1, are made of sheet electrical steel having a higher magnetic permeability, this provides a higher efficiency electric machine and lower cost than an electric machine with poles made of composite soft magnetic materials in the prototype. As a result, the proposed stator magnetic circuit will have better magnetic properties and lower cost than the prototype stator magnetic circuit.

При выполнении отверстий в ярме 1 статора для винтов 9 листы электротехнической стали ярма 1 при сверлении могут соединяться заусенцами накоротко, вследствие чего потери на вихревые токи в ярме статора возрастут. Чтобы уменьшить потери на вихревые токи, в пакет ярма 1 можно вставить кольца 11 (фиг.3), выполненные из диэлектрика, например, стеклотекстолита, и отверстия для винтов 9 выполнить в диэлектрических кольцах.When making holes in the yoke 1 of the stator for screws 9, the sheets of electrical steel of yoke 1 during drilling can be connected by short burrs, as a result of which the eddy current losses in the stator yoke will increase. To reduce eddy current losses, rings 11 (FIG. 3) made of a dielectric, for example fiberglass, can be inserted into yoke package 1 and holes for screws 9 can be made in dielectric rings.

Claims (2)

1. Магнитопровод статора, установленный в корпусе электрической машины и состоящий из ярма из листовой стали и множества полюсов с обмотками, отличающийся тем, что ярмо статора выполнено цельным и имеет пазы для установки полюсов, полюсы выполнены, как и ярмо, из листовой электротехнической стали, при этом ярмо и полюсы разделены тонким слоем диэлектрика, а крепление полюсов к ярму и корпусу электрической машины обеспечено с помощью диэлектрических немагнитных пластин, размещенных между полюсами и имеющих резьбовые отверстия, и винтов, проходящих через отверстия в корпусе и ярме и прижимающих немагнитные пластины к ярму, кроме того, фиксация полюсов в осевом направлении осуществлена двумя кольцевыми щеками, расположенными по торцам ярма статора.1. The stator magnetic circuit installed in the body of an electric machine and consisting of a sheet of steel yoke and multiple poles with windings, characterized in that the stator yoke is solid and has grooves for pole installation, the poles are made, like the yoke, of sheet electrical steel, in this case, the yoke and poles are separated by a thin dielectric layer, and the poles are fixed to the yoke and the casing of the electric machine using dielectric non-magnetic plates located between the poles and having threaded holes, and screws, etc. passing through the holes in the housing and the yoke and pressing the non-magnetic plate to the yoke, in addition, the poles were fixed in the axial direction by two annular cheeks located at the ends of the stator yoke. 2. Магнитопровод статора по п.1, отличающийся тем, что в пакет ярма статора вставлены кольца из диэлектрика, в которых выполнены отверстия для винтов, прижимающих полюсы к ярму.2. The stator magnetic circuit according to claim 1, characterized in that insulator rings are inserted into the stator yoke package, in which holes are made for screws that press the poles against the yoke.

Images