Способ изолирования пазов сердечников статоров электрических машин с всыпными распределенными обмотками

 

СОЮЗ ССОЕТСНИХ

NUWN

PKCflVSJNK, SU„„112

ЭЮ Н 02 К 15/10

Ь 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3494704/24-07 (22) 24 ° 09.82 (46) 15.12.84. Бюл. В 46 (72) З.М. Агранович, П.А. Савченко и И .Д. Челомбитько (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт технологии электромашиностроения (53) 621.315(088.8) (56) 1. Савченко П.А. и др. Конструкция и методы расчета размеров корпусной изоляции обмоток статоров электродвигателей мощностью до

10 кВт. Труды ВНИИТэлектромаш, вып. 12, 1975 °

2. Авторское свидетельство СССР

9 572232, кл. Н 02 К 15/10, 1977. (54)(57) 1. СПОСОБ ИЗОЛИРОВАНИЯ ПАЗОВ

СЕРДЕЧНИКОВ СТАТОРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

МАШИН СО ВСЫПНЫМИ РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ

ОБМОТКАМИ, при которои формуют по конфигурации паза заготовку пазовоro короба, устанавливают ее в паз, нагревают и развальцовывают выступа.ющие части заготовки по торцу сердечника с последующей их фиксацией, отличающийся теи, что, с целью повышения электрической прочности пазовой изоляции, используют заготовку со срезанными углами, расстояние между которыми вдоль кромдй заготовки по ее длине превышает длину сердечника на две толщины зубца в зоне прямолинейной части стенки паза, а по ширине — превышает ширину дна паза и меньше полной ширины заготовки на величину от одной до двух пятых этой шириные

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю. шийся тем, что используют заготовку с U-образными вырезами на торцах по продольной оси сииметрии шириной, равной ширине дна паза,.и глубиной — от трех до четырех пятых толщины зубца сердечника.

1 1129703

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно к способу изолирования пазов сердечников электрических машин с распределенной всыпной обмоткой.

Л

В электрических машинах обмотка должна изолироваться от сердечника статора. Для этой цели служит изоляционное покрытие провода, а также изоляция пазов статоров. 1Î

Известен способ изолирования пазов сердечников статоров электри-. ческих машин с распределенной всып,ной обмоткой коробами е отогнутыми и выступающими за торец сердеч- 15 ника манжетами. Величина выступания короба определяется исходя из усло= вия обеспечения разрядного промежутка, исключающего электрический пробой с обмотки на неизолированный 20 торец сердечника по поверхности манжеты, и колеблется в различных тинах электродвигателей с распределенными всыпными обмотками от 3,5 до 8,0 ми )1j, Недостатком данного способа явля- 25 ется то, что выступание пазовой изоляции за торец сердечника влечет за собой увеличение расхода обмоточного провода из-за наличия прямых участков лобовых частеи„,обмотки. ЗО

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффету является способ изолирования пазов сердечников статоров, при котором прямоугольную заготовку формуют по конфигурации паза, ус- . танавливают ее в паз, нагревают и развальцовывают выступающие части

У заготовки по торцу сердечника и фиксируют в отогнутом положении (2) . 40

Недостатком данного способа является то, что применительно к электрическим машинам с распределенной всыпной обмоткой уровень пробивного напряжения пазовой изоляции в 1,5-2,0 раза снижается по сравнению с коробом с манжетами, что резко ухудшает качество и надежность электоической машины.

В процессе развальцевания выступа- .ющая из паза часть заготовки короба на криволинейном участке в месте перехода от дна паза к его стенкам подвергается действию значительных усилий, так как производится не только . 5 отгиб на 90, а также растяжение кромки по дуге. В силу концентрации напряженности электрического поля на этом криволинейном участке контура паза пробой изоляции за счет электрического перекрытия с обмотки на торец сердечника по поверхности развальцованного торца короба (венчика) происходит именно в этой зоне, т.е. уменьшение ширины венчика в криволинейной зоне обусловливает снижение электрической прочности пазовой изоляции.

Цель изобретения - повышение электрической прочности пазовой изоляции.

Указанная цель достигается тем, что при осуществлении способа изолирования пазов сердечников статоров электрических машин с всыпными распределенными обмотками, при котором формуют конфигурации паза заготовку пазового короба, устанавливают ее в паз, нагревают и раэвалъцовывают выступающие части заготовки по торцу сердечника с последующей их фиксацией, используют. заготовку со срезаиными углами, расстояние между которыми вдоль кромок заготовки по длине превьш ает длину сердечника на две толщины зубца в зоне прямолинейной части стенки паза, а по ширине — превышает ширину дна паза и меньше полной ширины заготовки на величину от одной до двух пятых этой ширины, и, кроме того, используют заготовку с

0-образными вырезами на торцах по продольной оси симметрии шириной, равной ширине дна паза, и глубиной— от трех"до четырех пятых толщины. зубца сердечника.

Использование такой заготовки обеспечивает получение венчика увеличенной ширины на криволинейных участках паза в месте перехода от стенок паза к его дну. Конкретные значения этой ширины определяются параметрами электрической машины (соотношением размеров паза, необхо димым уровнем пробивного напряжения и т.д.).

Так как в отдельных случаях, обусловленных необходимостью увеличения электрического перекрытия по торцу венчика, выступание заготовки в части, примыкающей ко дну паза, больше выступания в зубцовой зоне более чем в 2 раза, то в таких условиях при развальцевании могут возникнуть.на венчике, а также внутри паза складки и наплывы. Наличие наплывов и

Заготовка затем формуется по кон- 50 фигурации паза. Для паза с плоским дном, например, заготовка изгибается по линиям 3 (фиг. 1), расстояние между которыми равно ширине дна короба bg. Отформованная заготовка уста- 55 навливается в паз сердечника статора 4 (фиг. 2) длиной А так, что части между срезами выступают с двух

3 1129 складок внутри паза повышает вероятность повреждения пазовой изоляции на выходе из паза при развальцевании, а также при укладке обмотки.

Применение заготовки пазового короба с вырезами на торцах позволяет исключить образование складок внутри паза.

На фиг. 1 представлена заготовка, используемая для изготовления пазового короба с развальцованными вен- 10 чиками увеличенной в криволинейной части ширины, вид в плане; на фиг.2— паэ сердечника с установленным в не4 го коробом по фиг. 1 до развальцевания венчиков, разрез; на фйг. 3 то же, после развальцевания венчиков; на фиг. 4 — вид с торца сердечника двух и зов с установленными в них коробами по фиг. 3; на.фиг. 5 — внд в перспективе пазового короба иэ за,готовки по фиг. 1, извлеченного из паза прсле развальцевания венчиков; на фиг. 6 — заготовка короба с вырезамй на торцах, вид в плане; на фиг. 7. — торцовая часть заготовки . 5 короба по фиг. б, внд в плане; на фиг. 8 — вид с торца сердечника двух пазов с установленными в них коробами из заготовок по фиг. б; на .фиг. 9 — распределение пробивного напряжения различных вариантов конструкции пазовой изоляции.

На фиг. 1 приведена заготовка 1, представляющая собой восьмиугольник

А АпБ2Б Г Г Д Д с торцами 2, пред35 ставляющими собой ломаную линию.

Заготовка указанной конфигурации может быть получена из прямоугольной заготовки АБГД длиной J q и шириной

В2 путем срезов углов по линиям

А Ар.Б БпЦ Г и Д,Д или выштамповки треугольников А> АА, Б ББа, Г1 ГГ и Д ДД (на фиг. они заштрихованы) .

Срез углов (или выштамповка) может производиться на известном пазоизо- 4 лировочном оборудовании при установке на него специально приспособленного устройства нли любым другим способом. у

703 4 сторон над торцами 5 сердечника на величину ая п,(фиг. 1, 2), а срезанные части по кромке на величину ащфф, (фиг. 1). Затем производится нагрев выступающих, частей заготовок и отгиб их по линиям 6 (фиг. 1) с одновременным развальцеванием венчиков 7 (фиг. 3, 4, 5). Венчики прилегают к торцам 5 сердечника 4, как указано на фиг, 3,4.

Таким образом, достигается минимальное выступание пазового короба 8 над торцами сердечника. Это позволит уменьшить при укладке обмотки среднюю длину витка практически на величину, равную учетверенной ширине манжеты по сравнению со способом изолирования коробами с манжетами.

Чтобы не препятствовать укладке обмотки, кромки торцов развальцованных венчиков не должны заходить в близлежащие пазы. Так, кромка 9 торца короба в пазу П, не должна заходить в паз Пп и, соответственно, кромка 10 короба в пазу П> не должна заходить в паз П1 (фиг. 4) . В связи с этим выступание заготовки короба по линиям А А5,Б Б, Г, Г, Д,Д над торцом сердечника, равное а я (фиг.1), не должно превышать толщииу зубца 5 в зоне прямолинейной части стенки паза (фиг. 4).

Значит, длина заготовки между срезами А Д ., равная Б<Г (фиг. 1), должна превышать длину сердечника не более чем на две толщины зубца

">co = .с+2Ь, где А.>>- длина заготовки между срезами; — длина сердечника; — ширина зубца в прямолинейной части стенки паза.

Для того, чтобы обеспечить определенный уровень электрического перекрытия пазовой изоляции, необходимо увеличить разрядный промежуток между обмоткой и торцом сердечника, а значит ширину венчика .напр. в укаэанной на фиг. 4 зоне 11. Это может быть достигнуто за счет увеличения выступания заготовки короба в этой зоне по сравнению с выступанием в зубцовой зоне, что, в свою очередь, обеспечивается увеличением полной длины ."=..готовки при сохранении необходим"." длины между срезами.

Этой цели и.служит используемая конфигурация заготовки по фиг.

1129703

Как видно из графика (фиг. 9), »О .минимальное пробивное напряжение предлагаемой конструкции в 1,8 раз выше, 507-ое в 1,6 раз выше, чем конструкции по прототипу.

Изобретение позволяет получить

55 высокий уровень электрической прочности пазовой изоляции. с

Ширина заготовки между срезами углов должна быть больше ширины дна паза (соответственно дна короба) и меньше полной ширины заготовки не

1 2 более чем на — — — этой ширины, т.е. где 1» — ширина дна паза;

В» р — ширина заготовки между срезами;

В» — полная ширина заготовки.

При увеличении а, до (1,5-2,0)

ay,2ìèí .. на.частях венчиков, прилегающих ко дну паза 12 (фиг. 4), появляются складки и наплывы, которые не влияют иа электрическую прочность пазовой изоляции. Однако при необходимости дальнейшего увеличения, указанные складки и наплывы могут появляться на внутренней поверхности пазового короба в месте выхода из паза, что при укладке обмотки может приводить к повреждению изоляции и, как следствию этого, к сквозным пробоям.

Для устранения указанного недостатка предлагается в этих случаях применять усовершенствованную заготовку пазового короба 15, конфигураI ция которой (фиг. 6) отличается от заготовки по фиг, 1 тем, что на торцах заготовки делаются 0-образные . вырезы 14. Эти вырезы удаляют лишний материал с торца заготовки в части, примыкающей ко дну паза, в результате чего наплывы и складки внутри паза устраняются, а на вен. чике уменьшаются.

Вырезы (на торцах заготовки на фиг. 6 они заштрихованы) могут выполняться путем выштамповки также, . как и срезы углов.

В связи .с тем, что при развальцевании наплывы образуются только в части венчика, примыкающей по дну паза, то вырезы заполняются шириной, равной ширине дна паза .bq (фиг. 7).

Чтобы ширина венчика в указанной зоне была не меньше чем ширина венчика в зубцовой зоне, глубина выреза выбирается не более чем (3/54/5) .

Чтобы избежать надрыва кромок фигурного торца заготовки в процес- се развальцевання венчика, вырезы должны иметь(0-образную форму. С этой целью вырез выполняется с закруглением R. (фиг. 7), равным половине ширины дна паза.

Применение.в электродвигателях со всыпными распределенными обмотками пазовой изоляции из заготовок по фиг. 1, 6 позволит за счет уменьшения на размер Ь выступания пазового короба за торец сердечника укоротить прямые части катушечных групп обмотки. При этом средняя длина витка может быть уменьшена на 4 6мм.

1S На фиг. 8 представлены сравнительные данные по уровню пробивного напряжения различных вариантов конструкции пазовой изоляции. При испытаниях сравнивались 3 варианта

20 пазовой изоляции из пленки ПЭТФ толщиной 0,25 мм (ГОСТ-24234-80) сердечников электродвигателей 4A9044,:

1 вариант — пазовая изоляция с развальцованными венчиками из зага-

25 тонок предлагаемой конструкции.

2 вариант — пазовая изоляция с развальцованными венчиками из заготонок по прототипу.

3 вариант — пазовая изоляция с

ЗО отогнутыми на стенке ИС23А манжетами.

Заготовки пазовых коробов варианта 1 и 2 устанавливались в пазы сердечников статоров электродвигателей 4A90f4, затем на экспериментальной установке производилась развальцовка венчиков отдельно в каждом пазу сердечника (фиг. 1, фиг.2).

Изолирование по варианту 3 проводилось на станке ИС23А.

Испытания на пробой проводились в каждом пазу. Напряжение подавалось . на устанавливаемые в пазы электроды, специально изготовленные по конфигурации паза.

45 Сердечник заземляется.

Напряжение повышалось со скоростью 1 кВ/с.

:,1129703

Фиг.1

+rюакс Риг g

1129703

1129703

Фиг.?

46ОМОЧММ ОМО к6

Фиа5

3НЩ1ПК Заказ 10115 Тира:к 666 - Поддмсиве

Фыиваи ППП ®Патеат", г. Узгород, ул.Проектыая,4