Электрическая машина со статором и способ изготовления такого статора

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в ослаблении шумов. Электрическая машина (1) содержит магнитопроводящий статор (2), в котором выполнены осевые пазы (4) с обмоткой (3), пропитанной или залитой смолой, содержащей поглощающие энергию частицы. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к электрической машине со статором, в пазах которого размещена система обмотки, способу изготовления такого статора электрической машины и применению таких электрических машин.

Система обмотки электрических машин в статоре и/или роторе подвергается воздействию электромагнитных колебательных возбуждений, которые, ввиду стационарной фиксации системы обмотки внутри паза посредством соответствующих заливочных масс и пропиточных смол, передаются в активные компоненты электрической машины, то есть статор и/или ротор на этих активных компонентах и в конечном итоге выводятся в окружающую среду.

При работе, например, динамоэлектрической машины на преобразователе (инверторе), такие колебательные возбуждения усиливаются. Этому пытаются противодействовать за счет того, что эти электрические машины, например, имеют звукоизоляционные маты на корпусе, чтобы уменьшить соответствующие звуковые эмиссии. Недостатком здесь является, среди прочего, то, что за счет этого увеличиваются габариты динамоэлектрической машины и/или ухудшается распространение потоков охлаждающего воздуха внутри динамоэлектрической машины.

Исходя из этого, в основе изобретения лежит задача создать электрическую машину, в частности, динамоэлектрическую машину, которая прежде всего уменьшает звуковые эмиссии даже при работе инвертора динамоэлектрической машины.

Решение поставленной задачи обеспечивается электрической машиной со статором, с материалом, проводящим магнитное поле, в котором расположены пазы, проходящие, по существу, в осевом направлении, причем в пазах предусмотрена система обмотки, которая окружена пропиточной смолой и/или проходит через нее, причем пропиточная смола содержит поглощающие энергию частицы.

Решение задачи также обеспечивается способом изготовления электрической машины со статором и/или ротором посредством следующих этапов:

- предоставление проводящего магнитное поле тела с пазами,

- вставка системы обмотки,

- пропитка/заливка системы обмотки посредством пропиточной смолы или заливочного материала в смеси с частицами.

В соответствии с изобретением задача уменьшения звуковых эмиссий теперь решается за счет того, что подверженные колебаниям системы обмотки, то есть, в частности, отдельные провода или электрические проводники заделываются в пропиточную смолу или в заливочную массу, которая содержит частицы, поглощающие энергию. Это позволяет избежать распространения подобных колебаний на соседний материал, проводящий магнитное поле, в частности, листовые пакеты статора и/или ротора динамоэлектрической машины и, соответственно, эмиссии звука в окружающую среду.

В варианте осуществления, частицы выполняются, в частности, в нитевидной форме, чтобы, таким образом, затем иметь возможность принимать свою ориентацию внутри паза между отдельными проводниками и/или проводниками и окружающим материалом, проводящим магнитное поле. При этом предпочтительной является ориентация, которая особенно способствует поглощению энергии, то есть при нитевидных частицах, они выполняются, например, в форме микроспиралей или в форме клубков. Эти конфигурации нитевидных частиц усиливают эффект поглощения энергии.

Частицы, особенно наночастицы, то есть частицы, которые по своей протяженности меньше, чем 100 нанометров, предпочтительно располагаются гомогенно в пропиточной смоле.

Иначе, эти нитевидные частицы имеют протяженность по длине до нескольких миллиметров при соответствующих диаметрах в несколько микрометров. Особенно в случае более коротких частиц диаметр может быть уменьшен до нескольких нанометров.

Однако если в особенно подверженных колебаниям частях обмотки должны возникать усиленные пучности колебаний, которые приводят к эмиссиям звука, то в процессе изготовления там эти частицы также могут предусматриваться усиленным образом в пропиточной смоле.

Изобретение и предпочтительные варианты осуществления изобретения будут объяснены более подробно со ссылкой на следующие чертежи, на которых показано следующее:

Фиг. 1 - базовое представление продольного сечения электрической машины,

Фиг. 2 - поперечное сечение проводящего магнитное поле материала статора,

Фиг. 3 - детальный вид.

На фиг. 1 показано базовое представление электрической машины 1 со статором 2, который в этой форме выполнения содержит листовой пакет 12, причем проводящий магнитное поле компонент также может быть предусмотрен в виде цельного материала, например, как композитный материал. В этом проводящем магнитное поле материале 12 размещены проходящие, по существу, в осевом направлении пазы 4, в которых размещена система 3 обмотки, которая образует на торцевых сторонах статора 2 лобовые части 8 обмотки. За счет соответствующих этому электромагнитных взаимодействий с ротором 9, этот ротор 9 вращается вокруг оси 10 и, таким образом, может через вал 11 приводить в действие рабочую машину.

Фиг. 2 показывает в сечении материала, проводящего магнитное поле, то есть, например, листового пакета 12 паз 4, в который вставлена катушка системы 3 обмотки, причем катушка состоит из множества отдельных проводов 5. Провода 5 находятся на расстоянии друг от друга, которое заполняется пропиточной смолой посредством соответственно подходящих методов, чтобы затем за счет отверждения образовывать жесткое соединение с проводящим магнитное поле листовым пакетом 12. Между проводами 5 и/или также между проводами 5 и стенкой 4 паза теперь располагаются частицы 7 внутри пропиточной смолы, которые выполнены с возможностью поглощения энергии. При этом первоначально присутствующие в нитевидной форме частицы 7 в пропиточной смоле теперь, ввиду физического или химического процесса во время процесса пропитки или после него принимают форму, способствующую поглощению колебаний, то есть форму клубков, спиралей или шариков.

Процессы, используемые в этом случае, могут быть, например, специальной термообработкой и/или каталитически инициируемым процессом в пропиточной смоле 6, который приводит к связанному с поглощением энергии формообразованию частиц 7.

Эти частицы 7 становятся тогда спиральными, сферическими, зигзагообразными или клубкообразными, как схематично показано на фиг. 3.

Изобретение не ограничивается только применением в активных компонентах динамоэлектрических машин 1, таких как статоры и/или роторы двигателей или генераторов, но также подходит для других электрических машин, например, трансформаторов.

Областями применения соответствующих этому динамоэлектрических машин являются, например, техника транспортных средств, включая приводные двигатели рельсовых транспортных средств и электромобилей, приводы в промышленной технике.

1. Способ изготовления электрической машины (1) со статором и/или ротором посредством следующих этапов:

- предоставление проводящего магнитное поле тела с пазами (4),

- вставка системы (3) обмотки,

- пропитка/заливка системы (3) обмотки посредством смешанной с частицами (7) пропиточной смолы или заливочного материала, причем частицы (7) при пропитке/заливке системы (3) обмотки присутствуют в пропиточной смоле, по существу, в нитевидной форме, причем во время или после добавления пропиточной смолы в систему обмотки, преимущественно нитевидные частицы (7) в пропиточной смоле за счет физических и/или химических процессов внутри этой пропиточной смолы принимают форму, способствующую поглощению колебаний, так что частицы (7) формируются тогда в спиральной, винтовой, сферической, зигзагообразной или клубкообразной форме.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что распределение частиц (7) внутри отвержденной пропиточной смолы является гомогенным или располагается согласно заданному распределению, в частности в пучностях колебаний системы (3) обмотки.

3. Электрическая машина (1), изготовленная способом по п. 1, со статором (2), с материалом, проводящим магнитное поле, в котором находятся пазы (4), проходящие, по существу, в осевом направлении, причем в пазах (4) предусмотрена система (3) обмотки, которая окружена пропиточной смолой и/или проходит через нее, причем пропиточная смола содержит поглощающие колебания частицы (7), которые сформированы в клубкообразной, и/или спиральной, и/или сферической, и/или нитевидной форме.

4. Электрическая машина (1) по п. 3, отличающаяся тем, что частицы (7) расположены на подверженных с высокой вероятностью колебаниям участках или компонентах машины (1).

5. Электрическая машина (1) по одному из предыдущих пп. 3 или 4, отличающаяся тем, что частицы (1) внутри пропитывающей смолы расположены гомогенно или в соответствии с заданным распределением.

6. Применение электрической машины (1) по п.5 в приводах в промышленности и в технике транспортных средств, а также в энергетике в генераторах или трансформаторах.