Способ укладки обмоток в пазы магнитопроводов электрических машин и шаблон для его осуществления

 

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - упрощение технологического оборудования и увеличение коэффициента заполнения паза. Секции обмотки вначале размещают в пазах шаблона. Шаблон может быть выполнен из немагнитного токонепроводящего материала, из немагнитного токопроводящего материала либо из немагнитного токонепроводящего материала со вставками из немагнитного материала с хорошей электрической проводимостью. Затем секции обмотки подключают непосредственно к сети переменного тока. Импульсы тока, возникающие при подключении, перемещают секции в пазы магнитопровода. 2 с.п. и 4 з.п. ф-лы, 15 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (!!) Ю (sl)s Н 02 К 15/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4265063/07 (22) 03.07,87 (46) 23.08.91, Бюл. |Ф 31 (71) Московский энергетический институт (72) Ф.М,Юферов (53) 621.318.44 (088,8) (56) Патент США М 3412453, кл. 29 — 205, 1968.

Авторское свидетельство СССР

N . 336611550044, кл. Н 02 К 15/08, 1969. (54) СПОСОБ УКЛАДКИ ОБМОТОК В ПАЗЪ|

МАГНИТОПРОВОДОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН И ШАБЛОНДЛЯ ЕГООСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относи ся к электромашиностроению. Цель изобретения — упрощение

Изобретение относится к технологии изготовления электрических машин и может быть использовано в электротехниче° ской промышленности.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей путем укладки секций с различным числом m фаз обмотки, повышение производительности труда и упрощение конструкции технологического оборудования.

На фиг. 1 изображена осциллограмма тока и ри включении насыщенного трансформатора; на фиг. 2 — технологический шаблон из немагнитного токонепроводящего материала с параллельными пазами с закрепленными в них вставками из материала с хорошей электрической проводимостью; на фиг, 3 — гофрированный магнитопровод с наружными пазами и технологический шаблон с внутренними пазами с группой секций; на фиг, 4 — штампованный магнитопротехнологического оборудования и увеличение коэффициента заполнения паза. Секции обмотки вначале размещают в пазах шаблона. Шаблон может быть выполнен иэ немагнитного токонепроводящего материала, из немагнитного токопроводящего материала либо иэ немагнитного токонепроводящего материала со вставками из немагнитного материала с хорошей электрической проводимостью. Затем секции обмотки подключают непосредственно к сети переменного тока. Импульсы тока, возникающие при подлкючении, перемещают секции в пазы магнитопровода. 2 с.д, и 4 з,п,ф-лы, 15 ил, вод с наружными пазами и технологический шаблон с внутренними пазами и группой секций; на фиг. 5 — штампованный магнитопровод с внутренними пазами и технологический шаблон с параллельными пазами с 0 группой секций; на фиг. 6 — технологический шаблон с внутренними пазами с группой секций и гофрированный магнитопровод с (я наружными пазами; на фиг. 7 — схема двухфазной обмотки машины с 2 = 24, 2р = 4; на фиг. 8 — штампованный магнитопровод с внутренними пазами (2 = 24) и технологический шаблон с наружными пазами; на фиг. 9 — магнитопровод с наружными nasaми (2 = 24) и технологический шаблон с внутренними пазами, в которых расположены секции трех фаз; на фиг. 10 — схема двухфазной обмотки машины с 2 - 32, 2р = 4; на фиг, 11 — магнитопровод с наружными (2 = 32j пазами и технологиче ский шаблон с внутренними пазами с уло1672544 женными в них секциями обмотки; на фиг, 12 — схема двухфазной обмотки машины с Z=40,2ð-4, m- 2 с неодинаковым числом катушек в катушечных группах фаз, на фиг. 13 — технологический шаблон с внутренними пазами для укладки двухфазной обмотки (фиг,1) с неодинаковым числом катушек в катушечных группах фаэ; на фиг. 14 — схема двухслойной обмотки двухфазной машины (Z =24, 2р=4, m=3); на фиг.

15 — схематично в развернутом (линейном) виде магнитопровод с пазами и шаблон с пазами и расположенными в них секциями двухслойной обмотки.

Существо способа заключается в следующем.

Изображенная на фиг, 1(5) осциллограмма тока при включении под напряжение насыщенного трансформатора аналогична кривой изменения тока при включении катушки или катушечной группы, расположенных вблизи магнитопровода электрической машины. Это позволяет использовать импульсы тока, возникающие при подключении катушки или катушечной группы к источн 1ку (сети) переменного тока, для укладки их в пазы магнитопровода 1.

Причем эти импульсы тока имеют преимущество перед импульсами тока, которые получаются при использовании конденсаторных импульсных генераторов тока (ГИТ), вследствие того что импульсы, получающиеся при использовании переменного тока, периодически в соответствие с частотой питания повторяются с уменьшающейся амплитудой. Повторение импульсов приводит к вибраци проводников укладываемой обмотки, что способствует более легкому их перемещению из пазов 2 шаблона 3 через узкие прорези в полузакрытые пазы магни топровода 1.

ШабЛОНЫ 3 для ПрЕдаарИтЕЛЬНО О раэмещения уклздываемых В пазы магнитопровода секций 4 обмотки мокнут Выполняться либо из немагничного токонепроводящего материала, либо из нема нитного токопроводящего материала (алюминии, медь и т.п,), либо из немагнитного токонепронодящего материала со вставками 5 (фиг.2) из немагнитного материала с хорошей электрической проводимостью. В случае применения вставок 5 или выполнения Все с шаблона 3 и немагнитного материала с хорошей электрической проводимос ью на проводники обмотки будут деиствовать кроме сил магнитного тяжения. возникающих в результате вэсимодействия тока проводников с магнитным полем, проходящим 00 магнитопроводу, еще силы магнигного oiталкивания, возникающие в результате Вза10

55 имодействия поля токов проводников обмотки с полем токов, наведенных магнитным полем обмотки в токопроводящих элементах шаблона 3.

Укладку секций 4 обмоток в гофрированный магнитопровод 1 с наружными пазами 6, технологическим ферромагнитным . сердечником 7 из технологического шаблона 3 с радиальными пазами 8 можно применять лишь для машин с большим диаметром магнитопровода 1 и большим числом пар полюсов, При малом диаметре магнитопровода и большом шаге обмотки, как это представлено на фиг, 2, при перемещении секций иэ наружного технологического шаблона 3 в пазы 8 внутреннего магнитопровода (или наоборот) происходит значительное уменьшение (или увеличение) ширины секций, что затрудняет укладку секций в пазы магнитопровода, особенно если они имеют значительную глубину.

Укладку секций 4 данным способом в магнитопровод 1 (фиг. 4) с наружными радиальными пазами 6 осуществляют с помощью технологического шаблона 3 с параллельными пазами 8. Выполнение параллельных пазов 8 в технологическом шаблоне 3 способствует значительному уменьшению изменения ширины секций при их перемещении из пазов технологического шаблона в пазы магнитопровода, Особенно вмашинах,с малым диаметром расточки и большим шагом обмотки. Как видно (фиг.4) с уменьшением шага обмотки это изменение ширинь1 секций при их укладке B пазы магнитопровода весьма незначиremi H0.

Целесообразно при намотке ширину кату1пек (их шаг) Выбирать равной, требуемому шагу, исходя из размеров магнитопровода, а не шаблона. При ук адке в шаблоны такие секции буду; н00 <олько раая иваться или сжиматься, что зполне допустимо, а и ри Г1е реме щеI-Iии В Г!азы мэ Г нито про вОда принимать eciecieeIi-IyI0 для себя форму.

Последнее имеет мес10 В обычных машинах при традицион Ой укладке обмоток в пазы ма i нито .Овод; а.

Г1ри уклад е сл ций 4 в ма нитопровод

1 с BíóòðåíHI)г.;.1 пазами 6 (фиг.5) теxíîë0гическим шабпо эм 3 с нBI-,yжными парэллеп -I; 1» 0;Ia,, 3. которых размешены

СторОны с.,; .. " ц11Й 4 Обмотки, видно, что

ПЭРВЛЛС. Лспо ЛЫ!,.>8НВН! Е ПВЗOВ На ВНУТ рен нем . =лн0 IQI ическом шаблоне пОчти пОлнОсты :. ис..:, 04 Ie расширение секции 4 при укладке их II паз, б магнитопровода 1.

УожHQ ОсущесI ь;ять укладкусекций 4 в магнит0пр0аод 1,григ.ti> с гофрированной зубцово-пазово зоной с открытыми паза16)2544 ми 6 с ферромагнитным сердечником 7, размещенным в технологическом шаблоне 3 с группами попарно параллельных пазов 8, заполненных группами секций 4, имеющими различную величину шага, При данной конструкции шаблона 3 в его пазах размещают одновременно четыре группы секций, которые при кратковременной подаче на них напряжения переменного тока одновременно перемещают в открытые пазы магнитопровода. После этого шаблон с пазами смещают относительно магнитопровода на половину эубцового деления, закрывая т; им образом открытые пазы магнитопровода зубцами шаблона, что облегчает установку коробочек — "клиньев", закрывающих пазы.

После "эаклиновки" пазов с наружной поверхности на лобовых частях в непосредственной близости от торцовых частей зубцов магнитопровода располагают цилиндрическИй бандаж, который может быть выполнен, например, из шнура путем .ro намотки вокруг наружных цилиндрических поверхностей лобовых частей обмотки. С помощью бандажей закрепляют обмотку в открытых пазах магнитопровода.

Укладку однослойной обмотки трехфазной машины (фиг.7) осуществляют в магнитопроводе 1 с внутренними полузакрытыми пазами 6 (фиг.8) технологическим шаблоном 3 с радиальными пазами 8, в которых располагаются стороны секций 4 фаз трехфазной обмотки, На дне пазов технологического шаблона 3 (фиг,8) располагают стороны секций фазы С, которые изображены в виде треугольников. Над сторонами секций фазы С в пазах шаблона располагают стороны секций фазы В (они изображены в виде прямоугольников). Над сторонами секций фазы В pacnoràãàþò стороны секций фазы А (они изображены в виде кружочков), Около соединяющих стороны секций лобовых частей, изображенных в виде пунктирных линий, имеются цифры, указывающие на номера пазов, в которых в соответствии со схемой обмотки (фиг.7) должны располагаться соответствующие стороны секций обмотки.

Укладка (фиг.7) трехфазной обмотки в пазы магнитопровода с помощью шаблона (фиг.8) осуществляется в три приема. Вначале к источнику питания переменного тока подключают секции фазы А, стороны которых изображены в виде кружочков. Эти екции втягиваются в пазы (соответственно

2 — 7; 8 — 13; 14-19; 20-1). ТехнологичеZ, Z ский шаблон поворачивают по часовой стрелке на фазную зону — два зубцовых де5

55 пения (— г), В этом положении шаблона пе1

3 ред пазами, в которые втянулась обмотка фазы А, будет располагаться ровная цилиндрическая поверхность шаблона, Пазы фазы А оказываются закрытыми, В них вставляют клинья. Лобовые части фазы А отгибают так, чтобы они не мешали укладке обмотки других фаэ. После этого кратковоеменно подают переменное напряжение на секции фазы В. При этом стороны секций фазы В втягиваются в соответствующие пазы (4-9; 10-15, 16-21, 22-3), Технологи,z z ческий шаблон снова поворачивают на два

1 эубцовых деления (- — т) по часовой стрелке

3 (положение III), В этом положении шаблона перед пазами, в которые втягивались секции обмотки фазы В, будет располагаться ровная цилиндрическая поверхность шаблона. Пазы фазы В оказываются закрытыми.

В них вставляют клинья, Лобовые части фазы В отгибают так, чтобы они не мешали укладке обмотки фазы С. После этого кратковременно включают под переменное напряжение секции фазы С, При этом секции азы С втягиваются е пазы (6-11: 12 — 17; г .z

18-23; 24-5). Далее производят заклиновку пазов фазы С, формируют ее лобовые части. I Iа этом укладку и пазы трехфаэной обмотки изображеннои на фиг. 7, заканчивают, Технологический шаблон передают для закладки в ее пазы секций следующей машины.

Укладка трехфазной обмо1ки магнитопровода с открытыми наружными пэзэмк 6 (фиг.9) осугцествляе1ся в три приема, знало гично рассмотренной ранее укладке обмотки в пазы магнитопровода, изображенного на фиг. 8. На дне пазов технологического шаблона 3 в соответствии со схемой обмотки (фи .7) располагают стороны секций 4 фазы С (они изображены в виде треугольников). Над секциями фазы С располагают стороны секций фазы В (они изображены в виде прямоугольников). Над секциями фазы

В располагают секции фазы А (они изображены в виде кружочков). Около соединяющих стороны секций лобовых частей, изображенных в виде пунктирных линий, представлены цифры, указывающие на номера пазов, в которых в соответствии со схемой обмотки (фи .7) должны располагаться соответствующие стороны секций обмотки. После укладки секций фазы A (положение! на фиг. 9) магнитопровод поворачивают по стрелке на два зубановых деления (— т) в положение II, В этом положении ук1

3 ладываются секции фазы В, Затем магнито1672544

1 провод поворачивают на - - т по стрелке в положение II!, в котором производят укладку обмотки фазы С. Номера пазов на фиг. 9 соответствуют номерам пазов на фиг, 7.

После укладки обмоток в пазы отгибают лобовые части, устанавливают клинья. 3атем в непосредственной близости от торцо.вых поверхностей пазов на выступающие из пазов части клиньев накладывают бандажи, например, из шнура. После этого магнитопровод вынимают из технологического шаблона, Укладку однослойной двухфазной (m=2) обмотки четырехполюсной машины с числом пазов Z=32, с числом пазов на полюс и фазу q = 2 (фиг. 10) в магнитопровод 1 с наружными открытыми пазами 2 с использованием технологического шаблона 3 с попарно-параллельными пазами 4, в которых располагают подготовленные к укладке стороны секций двухфазной обмотки, производят таким же образом, как и в рассмотренных выше случаях. Разница состоит лишь в том, что после укладки секций фазы А, магнитопровод в оправке поворачивают на четыре зубцовых деления (— t) по стрелке, укаэанной на фиг, 11.

2

После укладки обмотки в пазы с обмоткой и магнитопроводом производят 1е же операции, что и в рассмотренных выше примерах.

Укладку однослойной двухфазной обмотки (m=2) машины, имеющей Z= 40; 2р=-4, с неодинаковым числом катушек в кагушечных группах фаз (2 или 3) (фиг.12).

С помощью технологическо о шаблона с попарно-параллельными пазами для укладки такой обмотки во внешние пазы магнитопровода (фиг. 13) производят в два приема, В начале ухл

В пазах шаблона цифрами указаны стороны секций, которые должны B ни размещаться в соответствии со схемой сбмотки (фиг.12).

При укладке двухслойнои обмо. ки асинхронного двухфазного двигателя с числом пазов Z=24, с числом полюсов 2р 4. с числом пазов на полюс и фазу m 3 (фиг.14) в магнитопровод 1 используют шаблон 3, с уложенными е его пазах в два слоя секциями 4 обмотки в соответствии сО схемой обмотки (фиг,14}. Для перемещения двухфазной обмотки из пазов шабли

На В ПазЫ МагНИ ОПРОЯОДа ОДНОВРЕМЕННО кратковременно подключают об. : обмотки к двухфазному ив То ll ику неременнс о то

55 со сдвигом напряжений фаз во времени на четверть периода.

Обмотки электрических машин весьма разнообразны как по числу витков в катушках (секциях), так и по сечению провода, из которого они выполняются, а следовательно, и по его жесткости, вследствие этого для укладки обмоток в пазы различных машин предлагаемым способом оптимальной может оказаться частота источника переменного тока, отличающаяся от промышленной, При заклиновке пазов расположенные в них обмотки целесообразно подключать к источнику переменного или постоянного тока. Возникающие при этом электромагнитные силы прижимают стороны катушек (секций) ко дну пазов и облегчают установку в них клиньев, процесс которой легко механизировать, Напряжение, подаваемое на обмотку при этом, должно быть по величине меньше напряжения, необходимого для укладки обмоток в пазы. Подача напряжения на обмотку при заклиновке пазов позволит значительно повысить коэффициент заполнения паза.

При укладке обмотки в магнитопроводы со скошенными пазами пызы — направляющие шаблонов так же выполняют скошенными. В тех случаях, когда обмотку укладывают в полузакрытые пазы магнитопровода, для обеспечения целостности изоляции проводников обмотки при их прохождении через узкие шлицы в пазы магнитопровода, пазовые коробочки можно выполнять из ленты изоляционного материала с несколько еыступаюшими из паза концами, которые MQTуT быть прижаты к наружной пов."..рхности зубцов, Возможно также выполнять пазовь е коробочки ьсек пазов магнитопровода из одной ленты иэоляцион loIQ материала, час и которой будут закрывать поверхностл зубцов. обращенные к воздушному зазору. В последующем после укладки Обмо ки B пазы зти части ленты Moæl О л I60 увтранигь, либо разрезать и, подгибая х, ucI«3TII>3oea Ts gne изоляции сверху секций Обмотки, расположенных в пазах.

Для Обеспе 1О н и ч более свободного прохождения I соводников Обмотки иэ шаблона чер з шлицьi полузакрытых пазов ма: нитопрпвсдэ 6 пазы шаблона можно помещать коробе".-.и выполненные из жесткого листового,.зсллцион ого материала, наружные концы кО1орык при установке шаблона напра:-.л-.ть 6 шлицы пазов магнитопровода.

Формула изобретения

1. Способ укладки Обмоток в пазы магнитопроьодов электрических машин, вклю1672544

1О чающий предварительное размещение секций обмотки в пазах шаблона, укладку секций обмотки в пазах шаблона, укладку секций обмотки в пазы магнитопровода путем подключения их к источнику тока, эаклинивание пазов и отгибку лобовых частей, удаление шаблона и наложение бандажа, отличающийся тем,что,сцелью упрощения технологического оборудования и увеличения коэффициента заполнения паза, при укладке секций обмотки в пазы магнитопровода их подключают непосредственно к сети переменного тока.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при укладке однослойной m-фазной обмотки в полузакрытые пазы магнитопровода, секции обмотки размещают в пазах шаблона, число которых в m раз меньше числа пазов магнитопровода, располагая в каждом из них стороны секций всех m фаз в заданной для всех пазов последовательности, а подключают к источнику переменного тока ближайшие к соответствующим пазам магнитопровода секции, затем поворачивают шаблон или магнитопровод и повторяют укаэанные операции с секциями следующих фаэ, 3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а юшийся тем, что, при укладке однослойной

m-фаэной обмотки в открытые пазы на наружной поверхности магнитопровода, иаблон удаляют после наложения бандажа на выступающие из пазов части секций обмот5 ки с обеих сторон магнитопровода.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при укладке в пазы магнитопровода двухслойной обмотки, секции всех фаз двухслойной обмотки размещают в шабло1О не, имеющем число пазов, равное числу пазов магнитопровода, а для перемещения обмотки в пазы магнитопровода подключают к m-фазному источнику переменного тока одновременно все фазы обмотки.

5 Способ попп, 1-4, отл ич а ю щийс я тем, что при заклинивании пазов обмотку подключают к источнику переменного или постоянно о тока.

2()

6. Шаблон для укладки обмоток в пазы магнитопроводов электрических машин, имеющий пазы для размещения секций обмот к«, отличающийся тем, что, с целью

25 обеr.печения укладки секций, шаблон яыполнг н из немагнитного токопроводящего млтеп лла полностью или снабжен вставками г3 укззлнного материала. установленнымv, n,лпээл.

1672544

1672544

1672544

1672544

1672544

Г с

Составитель В. Пышкина

Редактор B. Бугренкова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M. Максимишинец

Заказ 2845 Тираж 327 Подписное

ВНИИПИ Государственного коми ета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

I

I !

Г С (7