Магнітопровід торцового електродвигуна

Изобретение относится к электротехнике, более конкретно - к магнитопроводам торцевых электрических асинхронных или синхронных машин. Известен статор электрической машины переменного тока, содержащий магнитопровод, составное ярмо которого выполнено из пресспорошка, гофрированной поперек его оси стальной ленты и шихтованные из стальной ленты зубцы, при этом выполненная из гофрированной ленты часть магнитопровода состоит из отдельных по окружности элементов прямоугольной формы, продольные оси которых параллельны продольной оси статора, причем по торцам магнитопровода установлены массивные кольца с кольцевыми выемками для посадки подшипниковых щитов (А.с. СССР №1403222, кл. H02K1/16, 1988). Недостатком технического решения является сложность технологического осуществления составного статора прессованной из ферромагнитного порошка ярма и гофрированной зубцовой зоны что увеличивает трудозатраты и снижает энергетические показатели двигателя. Известен также более близкий к заявляемому магнитопровод статора асинхронного двигателя, содержащий витое из ленты на ребро ярмо и жестко скрепленную с ним гофрированную из ленты зубцовую зону, зубцы которой с торцов соединены между собой перемычкой, причем гофры каждого зубца расположены в радиальном направлении перпендикулярно оси статора и их вершины со стороны рабочего воздушного зазора в пазовой части соединены продольным скрепляющим сварным швом, выступающим.внутрь паза, а перемычка выполнена в виде кольца (А.с. СССР №1398029, кл. H02K1/16, 1988). Недостатком этой конструкции является сложность изготовления, связанная с необходимостью иметь фактически две технологии - для ярма и зубцов. Так, основной трудностью, препятствующей до сего времени выпуску асинхронных торцевых электродвигателей, является отсутствие отработанной технологии штамповки пазов во время навивки, а выполнение ярма статора беспазовым и отдельно зубцов в виде гофрированной структуры связано с повышенной трудоемкостью и сниженной механической прочностью и надежностью, при этом снижается также коэффициент заполнения активного объема ферромагнитным материалом и уменьшается КПД. А.с. СССР №1398029 может служить в качестве прототипа для заявляемого изобретения. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования магнитопровода торцевого электродвигателя, содержащего витое из стальной ленты ярмо и скрепленные с ним зубцы путем сращивания в ярмо гофрированных зубцов, имеющих трапецеидальное сечение, что снижает расход электротехнической стали и уменьшает трудозатраты. Действительно, при изготовлении зубцов в виде гофр последние шихтуются в тангенциальном направлении, что не препятствует прохождению по ярму магнитного потока. Такая форма зубцов дает возможность применить безотходную штамповку и устранить наиболее трудоемкие операции: штамповка либо фрезеровка пазов. Упрощается также укладка обмотки через открытые пазы статора, что дополнительно снижает трудозатраты и повышает качество обмоток. Поставленная задача достигается тем, что в магнитопроводе торцевого электродвигателя, согласно изобретению, зубцы выполнены в виде гофр из ленты электротехнической стали, при этом гофры каждого зубца расположены в тангенциальном направлении по отношению к виткам ярма, и ширина гофр различна минимальная со стороны внутреннего диаметра ярма и максимальная на наружном диаметре. На фиг.1 показан составной безотходный в изготовлении магнитопровод статора с витым ярмом и гофрированной зубцовой зоной, поперечный разрез; на фиг.2 - то же, продольный разрез; на фиг.3 - 4 - безотходный раскрой стальной ленты из рулона и схема гофрированной ленты (заготовки зубцовой зоны) путем обкатки между шестеренчатыми колесами с зубцами переменной высоты и шагом; на фиг.5 - схема спрессовки гофрированной заготовки зубцов (упрощенная); на фиг.6 - гофрированный спрессованный зубец с трапецеидальным сечением, аксонометрия. Магнитопровод статора выполнен составным из ярма 1 статора, навитого из стальной ленты, и зубцов 2, выполненный из ленты в гофр, расположенных в тангенциальном направлении параллельно оси магнитопровода. Между зубцами образованы пазы 3, в которых расположена обмотка статора 4. Гофры зубцов 2 имеют на стороне, прилегающей к ярму 1, шлифованную поверхность для уменьшения влияния на магнитный поток. На внутреннем и наружном диаметрах ярма 1 зубцы 2 укреплены наплавкой (возможны варианты склеивания, диффузионная сварка и др.), электросваркой образованы швы 5 по ширине зубцов. Магнитопровод статора укреплен на корпусе 6, имеющем ребра охлаждения 7, которые обдуваются воздухом, нагнетаемым вентилятором 8 (показано стрелками). Последний установлен на валу 9, на котором закреплен короткозамкнутый ротор 1 с обмоткой 11. Обмотка 11 образована заливкой расплавом алюминия в отверстия в ярме ротора. Изготовление безотходно не только ярма, но и зубцов 2 осуществляют путем навивки из стального рулона, вначале ярма 1, а затем из другого рулена 12 - заготавливают зубцы путем гофрировки ленты 12 между шестернями 13. В результате получают заготовки зубцов 2, которые затем спрессовывают давлением Р в интегральном приспособлении 14 и 15 (показано упрощенно - схема). После опрессовки и возможного наложения скрепляющих швов или склейки гофр зубец 2 приобретает вид, изображенный на фиг.6. Для того, чтобы зубец 2 имел трапецеидальную форму в сечении, шестерни для обкатки и гофрировки должны иметь переменные высоту и шаг зубцов 13; размеры их определяют после электромагнитного расчета и определения размеров зубцов 2. После изготовления зубцов 2 их монтируют на предварительно отшлифованной поверхности ярма 1, приваривают зубцы к ярму 1 в местах 5. Предлагаемый магнитопровод по сравнению с известным и базовым объектом характеризуется меньшей трудоемкостью изготовления. Причем расположение гофр зубцов в соответствии с навивкой ярма из ленты, обеспечивает естественное прохождение магнитного потока, что способствует снижению потерь от токов Фуко, повышению КПД и снижению нагрева. Ввиду наличия хорошо отшлифованной поверхности на зубцах при скреплении с ярмом обеспечивается не только хороший тепловой контакт, но и магнитный, что приводит к устойчивой работе и уменьшению магнитного шума и вибрации.