Магнитопровод

 

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения состоит в уменьшении массогабаритных показателей. Магнитопровод состоит из отдельных частей - галет. Благодаря тому, что на внешней поверхности галет расположены пазы с поперечным сечением ковшеобразной формы, обеспечивается достижение цели. 2 ил.

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к производству магнитопроводов из порошкового металла для якорей коллекторных электрических машин постоянного и переменного тока преимущественно малой мощности, и является усовершенствованием магнитопровода по авт. св. СССР N 1573505. Цель изобретения заключается в уменьшении массогабаритных показателей. На фиг. 1 изображен магнитопровод; на фиг. 2 одна из его частей. Якорь состоит из магнитопровода 1, обмотки 2, коллектора 3 и вала 4. Магнитопровод 1 выполнен из отдельных частей галет 5 (фиг. 2), изготовленных из порошка железа с добавкой легирующих элементов, например примеси кремния. Толщина галет 5 определяется частотой перемагнививания и составляет 1,5-2,5 мм. С увеличением частоты перемагничивания толщина галет 5 уменьшается, а с уменьшением частоты возрастает. Одна из торцовых поверхностей галет 5 несет на себе разделительные выступы 6, а другая торцовая поверхность центрирующие впадины 7. Высота разделительных выступов 6 составляет 0,5-0,7 мм, а их количество в зависимости от геометрических размеров якоря выбирается от четырех до десяти. Центрирующие впадины 7 расположены соосно разделительным выступам 6, их форма повторяет форму верхней части разделительных выступов 6, а глубина составляет 0,1-0,2 мм. Разделительные выступы 6 каждой из последующих галет 5 своими вершинами входят в центрирующие впадины 7 предыдущих галет 5, чем достигается простота сборки магнитопровода 1. Кроме того, в местах соприкосновения разделительных выступов 6 и центрирующих впадин 7 осуществляется жесткое соединение галет 5 между собой, например, посредством диффузионной сварки в процессе их спекания, что обеспечивает жесткость конструкции магнитопровода 1. Превышение высоты разделительных выступов 6 над глубиной центрирующих впадин 7 обеспечивает создание между галетами 5 равномерных воздушных зазоров 8 величиной 0,4-0,5 мм. На внешней поверхности галет 5 выполнены пазы 9. Они имеют профиль поперечного сечения в виде профиля поперечного сечения ковшевидной лопатки центробежного вентилятора и в них размещаются стороны катушек, образующих обмотку 2. Начала и концы катушек обмотки 2 соединены с пластинами коллектора 3, насаженного на вал 4 и изолированного от него. На валу 4 крепятся также галеты 5. С этой целью в центральной части галет 5 выполнено отверстие 10. Работу якоря с заявляемым магнитопроводом рассмотрим на примере его применения в генераторе постоянного тока. При вращении якоря первичным двигателем в постоянном магнитном поле индуктора (первичный двигатель и индуктор на фигурах не показаны) в обмотке 2 и галетах 5 в соответствии с законом электромагнитной индукции наводятся ЭДС, обуславливающие в обмотке 2 и галетах 5 электрические токи. Протекание электрических токов по обмотке 2 и галетах 5 сопровождается потерями электрической энергии и их нагревом. Кроме того, вращение якоря в постоянном магнитном поле сопровождается перемагничиванием материала галет 5 и вызывает дополнительные потери энергии в галетах и их нагрев. Нагрев обмотки 2 и галет 5 приводит к повышению температуры изоляции провода обмотки 2 и сопровождается ее высыханием и старением. Для исключения перегрева изоляции и ее возгорания необходимо снижать плотность тока в обмотке 2 и магнитную индукцию в галетах 5 магнитопровода 1, что ведет к уменьшению мощности генератора. В этих условиях для получения заданной мощности следует увеличивать габаритные размеры генератора, что приводит к увеличению его веса и вызывает повышение расхода активных материалов, а следовательно, и стоимости. Старение изоляции приводит к преждевременному ее разрушению и снижению надежности и срока службы электрической машины. Выполнение пазов 9 с профилем поперечного сечения в виде профиля поперечного сечения ковшевидной лопатки центробежного вентилятора обеспечивает сторонам катушек обмотки 2 якоря также профиль поперечного сечения ковшевидной лопатки центробежного вентилятора. При этом части сторон катушек обмотки 2 якоря, расположенные между галетами 5, вместе с галетами образуют систему межгалетных центробежных вентиляторов. Кроме того, крайние галеты 5 совместно с лобовыми частями обмотки 2, также образуют два центробежных вентилятора. Таким образом, в якоре с заявляемым магнитопроводом 1 за счет выполнения в галетах 5 пазов 9 с профилем поперечного сечения ковшевидной лопатки центробежного вентилятора создается система центробежных вентиляторов, общее количество которых на единицу больше числа галет 5. Создание системы центробежных вентиляторов обеспечивает эффективный отвод тепла от концевых поверхностей галет 5 и сторон катушек обмотки 2 и способствует снижению температуры нагрева провода обмотки 2 и его изоляции. При этом, наряду с увеличением срока службы изоляции и надежности работы электрической машины, становится возможным повышение допустимых магнитных и электрических нагрузок соответственно магнитопровода 1 и обмотки 2 якоря, что способствует увеличению электрической мощности генератора, снимаемой с единицы его поверхности. Рост удельной мощности позволяет получить требуемую мощность при меньших габаритных размерах, что приводит к уменьшению веса генератора, сокращению расхода железного порошка и обмоточного провода, снижению стоимости. Необходимо также отметить, что создание в якоре системы межгалетных центробежных вентиляторов обеспечивает принудительный отвод тепла от обмотки и сердечника индуктора, что способствует дальнейшему уменьшению массогабаритных показателей, снижению расхода активных материалов и стоимости электрических машин. Достижение указанного положительного эффекта не приводит к повышению трудоемкости изготовления галет 5 и магнитопровода 1 и не требует никаких изменений в технологии их производства.

Формула изобретения

МАГНИТОПРОВОД по авт. св. N 1573505, отличающийся тем, что, с целью уменьшения массогабаритных показателей, отдельные части магнитопровода выполнены с пазами на наружной поверхности, имеющими поперечное сечение ковшевидной формы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2